DE2233005C3 - Spulenkörper-Baueinheit - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spulenkörper-Baueinheit mit mindestens zwei gleich ausgebildeten Spulenkörperelementen und mit einem die beiden Spulenkörperelemente zu einer Baueinheit verbindenden einstöckigen Isolierstoffrahmen, wobei jedes der ⁴⁽⁾ Spulenkörperelemente einen kastenförmigen Teil besitzt der von einem oben und unten offenen, rechteckigen Raum zur Aufnahme eines Eisenkerns axial durchsetzt und an seinen entgegengesetzten Enden mit je einem Flansch versehen ist die zwischen «5 sich auf dem Umfang des kastenförmigen Teils eine Spulenkammer begrenzen, wobei der Isolierstoffrahmen in einen zwischen Flanschrändern vorgesehenen schmalen Spalt eines jeden Spulenkörperelements eingreift

Eine solche aus der DE-OS 2103112 bekannte Spulenkörper-Baueinheit weist zwei Spulenkörperelemente auf, die jeweils für sich auf je einen Schenkel eines geschlossenen O-förmigen Eisenkerns aufgebracht werden. Das eine der Spulenkörperelemente « trägt die Primärwicklung, während das andere der Spulenkörperelemente die Sekundärwicklung trägt. Primärwicklung und Sekundärwicklung liegen daher innerhalb des Hohlraums des Eisenkerns nebeneinander. Bei einer möglichst kleinen Ausbildung dieser ho bekannten Anordnung ergeben sich dadurch nur sehr kleine Abstände zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung, die keine ausreichend große Isolation für Kriechströme zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung gewährleisten können. Aus diesem *~> Grund ist bei der bekannten Anordnung ein aus Isolierstoff gefertigter Rahmen vorgesehen, det eine zwischen Primär- und Sekundärwicklung einzubringende Trennwand ebenfalls aus Isolierstoff aufweist Dieser Rahmen ist dabei längs eines Umfanges mit sich nach beiden Seiten erstreckenden Seitenrändern versehen, die in entsprechende schlitzförmige Ausnehmungen innerhalb der Flansche der kastenförmigen Teile eingreifen. Obwohl mit dieser bekannten Anordnung bei relativ kleinem Abstand zwischen Primär- und Sekundärwicklung die Kriechstromwege zweifellos vergrößert werden können, ist deren konstruktive Ausbildung jedoch ziemlich kompliziert So müssen z. B. die auf den kastenförmigen Teilen vorgesehenen Flansche eine große Dicke haben, damit die für den Eingriff des Verbindungsstückes vorzusehenden Schlitze in diesen Flanschen noch angebracht werden können, ohne daß diefe Flansche z.B. bei einer Beaufschlagung der bekannten Anordnung mit Schwingungen ausbrechen können. Andererseits sind auch die elektrischen Eigenschaften der bekannten Anordnung durch die gegenüberliegende Anordnung von Primär- und Sekundärwicklung auf zwei getrennten Schenkeln eines Eisenkerns begrenzt da dadurch sich ein relativ langer magnetischer Pfad für die beide Wicklungen durchlaufenden Kraftlinien ergibt

Aus dem DE-GM 70 47 000 ist ein Hochspannungstransformator bekannt bei dem eine Primärwicklung und mehrere Sekundärwicklungen sich achskongruent auf einem stabförmigen Eisenkern befinden. Die einzelnen Wicklungen sind dabei jeweils auf Spulenkörpern aufgebracht die jeweils einen die Spulenkammer begrenzenden Endflansch aufweisen. Die Endflansche der Spulenkörper der unmittelbar benachbart auf dem Eisenkern angeordneten Sekundärwicklungen sind dabei an den Außenrändern mit Abstufungen versehen, so daß beim unmittelbaren achskongruenten Aneinanderliegen der Spulenkörper sich jeweils zwischen den aneinanderstoßenden Endflanschen ein Zwischenraum ergibt in den eine die gesamte Anordnung einschließende Isoliermasse eingegossen werden kann. Auf diese Weise ist auch bei dieser bekannten λnordnung eine Isolationsverbesserung zwischen den benachbarten Sekundärwicklungen zu erreichen.

Aus dem DE-GM 7105 903 ist ein weiterer Transformator bekannt, bei dem die Primär- und Sekundärwicklung auf jeweils getrennten Spulenkörpern angeordnet sich achskongruent hintereinander auf einem etwa stabförmig ausgebildeten Eisenkern befinden. Um die Isolation zwischen den nebeneinanderliegenden Spulenkörpern zu erhöhen, ist zwischen den aneinander anstoßenden Endflanschen der beiden benachbarten Spulenkörper eine zusätzliche Isolierplatte vorgesehen, die außen in Richtung der Längsachse des Eisenkerns rechtwinklig abgebogene Endteile aufweist, um damit die Kriechstromwege zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung zu vergrößern.

Aus dem DE-GM 69 43 367 ist ein Transformator bekannt bei dem zwei Wicklungen auf einem gemeinsamen Wickelkörper aufgebracht sind. Die beiden Wicklungen sind dabei durch einen etwa in der Mitte des Wickelkörpers angeordneten und um den Wickelkörper herumlaufenden Flansch voneinander getrennt. Ferner weist der Wickelkörper jeweils an seinen Enden einen weiteren Flansch auf, der die beiden Spulen zu den Endseiten des Wickelkörpers hin abgrenzt. Der in der Mitte des Wickelkörpers liegende, umlaufende Flansch ist an seiner Seitenkante mit einer umlaufenden Ringnut versehen, in die eine vorspringende Kante von ebenfalls aus Isolierstoff gefertigten Seitenplatten eingreifen kann. Diese Seitenplatten haben an ihren F.ndseiten

jeweils einen weiteren Flansch, der in entsprechende Ausnehmungen der Endflansche des Wickelkörpers eingreift Auf diese Weise ist mit Hilfe der Seitenplatten der mit den beiden Wicklungen versehene Wickelkörper nach außen hin vollständig abzuschließen, wodurch *> die Wicklungen gegen eine Berührung geschützt sind und zusätzlich die Kriech- bzw. Luftwege zwischen den beiden voneinander getrennten Wicklungen vergrößert werden. Der auf diese Weise mit dem Wicklungen und den Abdeckplatten versebene Wickelkörper erhält ι ο anschließend einen bei Transformatoren üblichen Eisenkern, der in der horizontalen Ebene den gesamten Wickelkörper umschließt. Der gesamte Transformator wird dann in einem aus eintr Bodenplatte und einer Abdeckhaube bestehenden Gehäuse untergebracht, das ι s seinerseits sowohl den Eisenkern als auch den Wickelkörper vollständig abschließt

Aufgabe tier Erfindung ist es, eine neue Spulenkörper-Baueinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die in sehr einfacher Weise zusammen mit einem Eisenkern montierbar ist ausgezeichnete Isolationseigenschaften sowohl zwischen Primär- und Sekundärwicklung untereinander als auch zwischen beiden Wicklungen und dem Eisenkern aufweist und trotzdem eine sehr freizügige Wahl der jeweils gewünschten elektrischen Eigenschaften zuläßt

Bei einer Spulenkörper-Baueinheit der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß zwei zusätzlich voneinander durch den schmalen Spalt getrennte Flansche im wesentlichen im mittleren w Teil der Spulenkammeranordnung vorgesehen sind, welche diese in eine Primär-Spulenkammer und eine Sekundär-Spulenkammer unterteilen, und daß für den Eisenkern mindestens ein zusätzlicher Isolierstoff-Rahmen vorgesehen ist der einen im Querschnitt U-förmi- J5 gen Grundkörper und zwei jeweils an seinen gegenüberliegenden Enden angeformte Flansche hat wobei der Grundkörper an der Primärspulenseite in die rechteckigen Räume der benachbarten Spulenkörperelemente zu deren Verbindung zur Spulenkörper-Baueinheit eingreift

Bei der erfindungsgemäßen Spulenkörper-Baueinzeit ist also die auf jedem einzelnen Spulenkörperelement vorgesehene Spulenkammer nochmals durch zwei zusätzliche Flansche unterteilt so daß also jedes Spulenkörperdement eine erste Spulen! ammer für die Primärwicklung und eine zweite Spulenkammer für die Sekundärwicklung aufweist Diese beiden Spulenkammern sind dabei durch die zusätzlich vorgesehenen Flansche voneinander getrennt wobei zwischen den zusätzlichen Flanschen ein Spalt ausreichender Länge vorgesehen ist um die jeweils gewünschten Isolationseigenschaften sicherstellende, ausreichende Kriechstromwege zu gewährleisten. Die beiden Spulenkörperelemente sind mit Hilft einer sehr einfach und leicht herzustellenden Isolierstoffplatte miteinander zu verbinden, indem abgesetzte Teile dieser Isolierstoffplatte jeweils in den Spalt zwischen den beiden zusätzlichen Flanschen eingreifen. Andererseits befinden sich Primär- und auch Sekundärwicklung jeweils auf gleichen t>o Sehenkeln des Eisenkerns, so daß die magnetischen Eigenschaften des jeweils für den Kern benutzten magnetischen Materials elektrisch optimal ausgenutzt werden können. So kann z. B. auf jedes Spulenkörperelement eine Primär- und eine Sekundärwicklung auf &-> jedes Spulenkörperelement eine Primär-eine Sekundärwicklung aufgewickelt wer^n, die nach der Vereinigung der beiden Spulenkörperelemente zu der Spulenkörper-Baueinheit mit der Primär- und Sekundärwicklung des jeweils anderen Spulenkörperelements in der jeweils gewünschten Weise elektrisch verbunden werden. Trotz dieser elektrisch sehr freizügigen Anordnung der Primär- und Sekundärwicklung ist insbesondere durch die zwei zusätzlichen Flansche auf jedem der Spulenkörperelemente eine ausgezeichnete Isolation sowohl zwischen Primär- und Sekundärwicklung untereinander als auch gegenüber dem Eisenkern sichergestellt Ferner ist ein zusätzlicher Isolierstoffrahmen für den Eisenkern vorgesehen, der nicht nur eine zusätzliche mechanische Verbindung der beiden Spulenkörperelemente, sondern gleichzeitig auch eine noch bessere Isolation der eine entsprechend hohe Spannung führenden Primärwicklung gegenüber dem Eisenkern bewirkt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

F i g. 1 in perspektivischer, auseinandergezogener Ansicht einen die neue Spulenkörper-Baueinheit aufweisenden Transformator und

F i g. 2 einen Schnitt durch den aus den Teilen gemäß F i g. 1 zusammengebauten Transformator.

Nachstehend wird das in den F i g. 1 und 2 dargestel'te bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben. Mit 1 und 2 sind Zwei Spulenkörperelemente bezeichnet die gleich ausgebildet und aus Kunstharz oder einem anderen Isoliermaterial hergestellt sind und miteinander zu einer Spulenkörper-Baueinheit verbunden werden können. Jedes der Spulenkörperelemente 1, 2 besitzt einen kastenförmigen Teil 4, der von einem oben und unten offenen, rechteckigen Raum 3 axial durchsetzt ist

An den beiden einander entgegengesetzten Enden des kastenförmigen Teils 4 ist je ein Flansch 5 bzw. 6 angeordnet Diese Flansche begrenzen mit dem Umfang des kastenförmigen Teils 4 eine Spulenkammeranordnung 7, die in eine Primärspulenkammer 11 und eine Sekundärspulenkammer 12 durch zwei Flansche 9 und 10 geteilt ist Die Flansche 9 und 10 sind am Umfang des kastenförmigen Teils 4 im wesentlichen im mittleren Teil der Spulenkammeranordnung 7 angeordnet und durch einen schmalen Spalt 8 voneinander getrennt

Jeder der Spulenkörper 1,2 besitzt drei Umfangswände 13, die sich in der Axialrichtung des kastenförmigen Teils 4 und von der Basis des Flansches 5 im äußeren Ende der Primärspulenkammer 11 rechtwinklig zu diesem Flansch erstrecken, so daß die Wände 13 auf drei der vier Seiten des rechteckigen Eisenkernaufnahmeraums 3 angeordnet sind.

Eine Isolierplatte 14 ist aus demselben Material hergestellt wie die Spdenkörperelemente 1, 2 und mit abgesetzten Teilen 15 ausgebildet so daß die Platte 14 in die Spalte 8 der beiden Spulenkörperelemente 1, 2 eingeseift werden und diese zu einer Baueinheit zusammengehalten kann.

Ein Isolierrahmen 17 für den Eisenkern ist aus demselben Material hergestellt wie die Spulenkörperelemente 1, 2 und besitzt einen im Querschnitt im wesentlichen U-föripigen Tragteil 18 und zwei zum Führen des Eisenkerns dienende Flansche 19 und 20, die an je einem Ende der einander entgegengesetzten Enden des Tragteils 18 ausgebildet sind. Mit 21 isi ein U-förmiger Eisenkern aus Siliciumstahlblechen bezeichnet

Die Ausbildung des Spulenkörpers wurde vorstehend besschrieben. Zunächst wird auf den Umfang des kastenförmigen Teils 4 jedes Spulenkörperelements in der Primärspulenkammer 11 eine Primärspule 22 und in

der SekundSrsptilenkammer 12 eine Sekundärwicklung 23 aufgewickelt. Danach wird die Isolierplatte 14 in die Spalte 8 zwischen den Flanschen 9, 10 der Spulenkörperelemente 1, 2 eingesetzt, die so nebeneinander angeordnet sind, daß die von Umfangswänden freien Seiten der rechteckigen Räume 3 einander zugekehrt sind. Bei richtig in den Spalten 8 sitzender Isolierplatte 14 greifen deren abgesetzte Teile 15 an den kastenförmigen Teilen 4 der Spulenkörperelemente 1, 2 an. Schließlich wird der Isolierrahmen 17 für den Eisenkern über den Spulenkörper auf die Primärspulenkammer aufgeschoben, so daß der Tragteil 18 des Rahmens rittlings über den umfangswandfreien Seiten der rechteckigen Eisenkernaufnahmeräume 3 in den Spulenkörperelementen 1,2 liegt und dadurch diese zu einer Spulenkörper-Baueinheit verbindet.

Jetzt ist der Spulenkörper zur Aufnahme eines Eisenkerns bereit. Die beiden Schenkel des einen Eisenkernteils 21 werden in die Eisenkernaufnahmeräume 3 der Spulenkörperelemente 1, 2 auf der Seite der Primärspulenkammern und die Schenkel des anderen Eisenkernteils werden in die Eisenkernaufnahmeräume auf der Seite der Sekundärspulenkammern gebracht. Dabei werden die Enden der beiden Schenkel des einen Eisenkernteils 21 in den rechteckigen Räumen 3 mit den Enden der beiden Schenkel des anderen Eisenkernteils

-, 21 in Berührung gehalten.

In dem auf diese Weise erhaltenen Transformator ist infolge der Flansche 9, 10 und der in die Spalte 8 zwischen den Flanschen 9,10 eingesetzten Isolierplatte 14 ein so langer Kxiechweg zwischen jeder Primärspule

in 22 und der benachbarten Sekundärspule 23 vorhanden, daß der Transformator hohen Spannungen gewachsen ist.

Infolge des Flansches 5 auf der Seite der Primärspulenkammer, der sich rechtwinklig zu dem Flansch 5

;-, erstreckenden Umfangswände 13 und des Isolierrahmens 17 für den Eisenkern ist auch zwischen jeder Primärspule 22 und dem ihr benachbarten Eisenkernteil 21 ein so langer Kriechweg vorhanden, daß der Transformator hohen Spannungen gewachsen ist.

in Es versteht sich, daß auch im Bereich der Sekundärspulen ein Isolierrahmen für den Eisenkern auf diesen aufgeschoben werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Spulenkörper-Baueinheit mit mindestens zwei gleich ausgebildeten Spulenkörperelementen und mit einem die beiden Spulenkörperelemente zu einer Baueinheit verbindenden einstückigen Isolierstoffrahmen, wobei jedes der Spulenkörperelemente einen kastenförmigen Teil besitzt der von einem oben und unten offenen, rechteckigen Raum zur Aufnahme eines Eisenkerns axial durchsetzt und an seinen entgegengesetzten Enden mit je einem Flansch versehen ist, die zwischen sich auf dem Umfang des kastenförmigen Teils eine Spulenkammer begrenzen, wobei der Isolierstoffrahmen in einen zwischen Flanschrändern vorgesehenen schmalen Spalt eines jeden Spulenkörperelements eingreift dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwei voneinander durch den schmalen Spalt (8) getresr.te Flansche (9,10) im wesentlichen im mittleren Teil der Spulenkammeranordnung (7) vorgesehen sind, welche diese in eine Primärspulenkammer (U) und eine Sekundär-Spulenkammer (12) unterteilen, und daß für den Eisenkern (21) mindestens ein zusätzlicher Isolierstoff-Rahmen (17) vorgesehen ist der einen im Querschnitt U-förmigen Grundkörper (18) und zwei jeweils an seinen gegenüberliegenden Enden angeformte Flansche (19, 20) hat wobei der Grundkörper (18) an der Primärspulenseite in die rechteckigen Räume (3) der %> benachbarten Spulenkörperelemente (1,2) zu deren Verbindung zur Spulenkörper-Baueinheit eingreift

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