DE2252165B2 - Schichtkern fur Transformatoren oder Drosselspulen großer Leistung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schichtkern für Transformatoren oder Drosselspulen großer Leistung, dessen Bleche aus ferromagnetischem Material mit magnetischer Vorzugsrichtung bestehen und bei dem die Bleche mindestens zwei rechteckige Fenster begrenzende Schenkel und Joche bilden, wobei die Schenkelbleche und die Jochbleche an ihren Enden mit schräg zu ihren Längsrichtungen gerichteten Fugen aneinander angeschlossen sind und wenigstens in den breitesten Teilen des Kernes aus zwei in Längsrichtung nebeneinanderliegenden und mit den benachbarten Längsrändern an einer Fuge in Längsrichtung ant:inandergrenzenden Blechen bestehen und die in oder schräg zur Längsrichtung verlaufenden Fugen jeder Schicht oder jedes Satzes aufeinanderfolgender Schichten in bezug auf die entsprechenden Fugen benachbarter Schichten oder Sätze versetzt liegen und in jeder Schicht jedes Joches der das eine der beiden Fenster begrenzende erste Jochteil aus trapezförmigen Blechen mit gleichgerichteten schrägen Fugen an den das andere Fenster begrenzenden zweiten Jochteil und an den an beide Jochteile grenzenden Schenkel angeschlossen ist

Ein Schichtkern dieser Art in dem aber schräge Fugen vorkommen, die sich an den Enden an kurze rechtwinklige Fugen anschließen, ist aus der britischen Patentschrift 657 856 bekannt. Die Aufteilung der Sehen kel- und Jochbleche in zwei nebeneinanderliegende Teile ist nötig, wenn die Schenkel und Joche breiter als das im Handel erhältliche Blech sind. Nicht nur dieser aus vielen, besonders zugeschnittenen Blechen zusammengesetzte bekannte Schichtkern, sondern alle Kerne mit aus mehreren parallelen, gegeneinanderliegenden Blechen bestehenden und mit schrägen Fugen aneinander angeschlossenen Schenkeln und Jochen haben den Nachteil, daß ihre Zusammensetzung aus den vielen Blechen den Maßen dieser Bleche und der Sorgfalt mit der die Bleche zusammengefügt werden, hohe Anforderungen setzen. Bereits äußerst kleine Maßabweichungen können dazu führen, daß an einigen Stellen im Kern schräge Fugen zwischen Blechen über ihre ganze Länge offen bleiben, d. h. den Magnetfluß kreuzende Spalte gebildet wenden, da an diesen Stellen die Bleche sich nicht an beiden Enden gegen die daran angeschlossenen Bleche andrücken lassen. Dieser Nachteil ist besonders bei großen Schichtkernen zu befürchten, die zunächst in liegendem Zustand zusammengesetzt und danach aufgerichtet und auf das eine Joch gestellt werden, wonach die Bleche des oberen Joches entfernt, die Wicklungen auf die Kernschenkel geschoben und schließlich diese Jochbleche erneut in den Kern eingesetzt werden. Durch die offenbleibenden schrägen Fugen im Kern werden dessen magnetische Verluste vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Schichtkern zu verschaffen, der in einfacher Weise so zusammengesetzt werden kann, daß jedenfalls alle den Magnetfluß kreuzenden, schrägen Fugen gut geschlossen sind, so daß der magnetische Verlust des Kernes nicht unnötig durch ungenau angeschlossene Bleche «ergrößert wird.

Durch die Erfindung wird dies bei einem Schichtkern der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und jochteilen das Außenblech des genannten ersten Jochteiles jedes Joches ein verhältnismäßig sehr kleines Stück langer und das Außenblech bzw. jedes Blech des genannten zweiten Jochteiles jedes Joches höchstens ein gleich großes Stück kürzer als theoretisch erforderlich ist, um diese Bleche mit einer Fuge aneinandergrenz*-* zu lassen, die in der Verlängerung der Fuge zwischen dem Innenblech und dem an beide Jochteile grenzenden Schenkel liegt, und daß sich das Innenblech des ersten Jochteiles mit seinem Außenlängsrand dichter beim Außenlängsrand dieses Jochteiles befindet als der entsprechende Scheitel dieses Schenkels, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß in Verbindung mit der durch diese Längenabweichungen der betreffenden Jochbleche verursachten, geringfügigen Versetzung der vorgenannten Fugen sich an dem den Scheitel überragenden Ende des Innenbleches des ersten Jochteiles nur ein kurzer und enger offener Spalt ergibt

Dieser Schichtkern kann ohne besondere Sorgfalt so zusammengesetzt werden, daß jedenfalls alle schrägen Fugen im Kern mit der Ausnahme der sehr kurzen engen Spalte am Scheitel des an beide Jochteile grenzenden Schenkels gut geschlossen sind und wenig magnetischen Widerstand bieten. Dazu werden beim Zusammensetzen einer Schicht dieses Kernes zunächst die Schenkelbleche genau an Ort und Stelle gelegt und gehalten. Darauf werden die Bleche des zweiten Jochteiles, von denen mindestens das Außenblech etwas zu kurz ibt, eingesetzt und mit ihren schrägen Endrändern gut gegen die entsprechenden schrägen Endränder der betreffenden Schenkelbleche gedrückt. Danach wird das Innenblech des ersten Jochteiles so angeordnet, daß die schrägen Fugen zwischen diesem Blech und den betreffenden Schenkelblechen ebenfalls über ihre ganze Länge geschlossen sind. Schließlich wird das et- 4s was zu lange Außenblech des ersten Jochteiles an Ort und Stelle gebracht und mit seinen schrägen Endrändern so steif wie möglich gegen den schrägen Endrand des Außenbleches oder gegen die schrägen Endränder beider Bleche des zweiten Jochteiles gedrückt Es kann dann nur passieren, daß zwischen den zwei Blechen des ersten Jochteiles ein enger Spalt offen bleibt. Dieser Spalt kreuzt aber den magnetischen Fluß nicht, sondern erstreckt sich in der Richtung dieses Flusses, so daß er das magnetische Feld kaum beeinflußt. Die schräge Fuge zwischen dem Innenblech des ersten Jochteiles und dem an beide Jochteile grenzenden Schenkel erstreckt sich nun nicht mehr in der Verlängerung der schrägen Fuge zwischen beiden Jochteilen. Dadurch entsteht beim Scheitel des genannten Schenkels ein sich nur über einen kleinen Teil der Längen der letztgenannten zwei Fugen erstreckender Spalt, der verhältnismäßig so klein ist, daß auch sein Einfluß auf das magnetische Feld vernachlässigt werden darf. Die Folge dieser Bauart des Schichtkernes ist, daß dieser Kern einem aus Jochblechen üblicher Längen zusammengesetzten magnetischen Kern gegenüber wesentlich kleinere magnetische Verluste gibt

Ein Schichtkern, bei dem in jeder Schicht die Winkel an den Scheiteln des oder jedes an zwei Jochteile eines Joches grenzenden Schenkels 90° sind, kann mit Vorteil so ausgeführt werden, daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und Jochteilen das Innenblech des genannten ersten Jochteiles jedes Joches breiter als das Außenblech desselben ist und daß das Innenblech des genannten zweiten Jochteiles jedes Joches schmaler als das Außenbiech desselben ist und mit seinem Außenlängsrand weiter vom Außenlängsrand dieses Jochteiles als der betreffende Scheitel entfernt ist

Ein Schichtkern, bei dem in jeder Schicht die Winkel an den Scheiteln des oder jedes an zwei Jochteile jedes Joches grenzenden Schenkels größer als 90° sind, wird vorzugsweise so ausgeführt, daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und Jochteilen das Innenblech des genannten ersten Jochteiles jedes Joches schmaler als das Außenblech desselben und das Innenblech des genannten zweiten Jochteiies jedes Joches breiter als das Außenblech desselben ist

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; darin ist

F i g. 1 eine Ansicht einer Schicht einer ersten Ausführungsform eines aus Schichten von Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung zusammengesetzten magnetischen Kernes nach der Erfindung und

F i g. 2 eine Ansicht eines Teiles einer Schicht einer zweiten Ausführungsform eines solchen magnetischen Kernes.

Der magnetische Kern nach F i g. 1 besteht aus drei Schenkeln und zwei Jochen, in der dargestellten Schicht dieses Kernes sind die Außenschenkel je aus zwei sich nebeneinander erstreckenden gegeneinanderliegenden Blechen 1 und 2 bzw. 3 und 4 gebildet Der Mittelschenkel besteht aus zwei Blechen 5 und 6. Jedes Joch ist aus zwei je ein Fenster 7,8 begrenzenden Jochteilen zusammengesetzt. Der erste Jochteil besteht aus zwei sicii nebeneinander erstreckenden Blechen 9, to, und der zweite Jochteil weist die Bleche 11,12 auf. An allen Stellen sind die Schenkelbleche und die Jochbleche mit schrägen Fugen aneinander angeschlossen, die bei der Ausführungsform nach F i g. 1 Winkel von 45° mit den Längsrichtungen der Schenkel und der Joche einschließen.

Der erste Jochteil 9.10 grenzt mit gleichgerichteten schrägen Fugen 13, 14 an den Mittelschenkel 5, 6 und das Blech 12 des zweiten Jochteils. Die Bleche U, 12 des zweiten Jochteiles sind mit einer Fuge 15 an das Blech 6 des Mittelschenkels angeschlossen. Die Scheitelwinkel bei 16 des Mittelschenkels 5,6 sind 90°.

Nach der Erfindung ist das Blech 10 des ersten Jochteiles länger und das Blech 12 des zweiten Jochteiles kürzer als nötig, um die Fuge 13 sich in der Verlängerung der Fuge 14 erstrecken zu lassen. Diese Fugen sind also ein wenig in bezug aufeinander versetzt, so daß zwischen dem Blech 9 des ersten Jochteiles und dem Blech 12 des zweiten Jochteiies ein kurzer enger Spalt 17 übrig bleibt, dessen Länge in bezug auf diejenige der Fugen 13 und 14 klein ist Durch diese Konstruktion kann in einfacher Weise erreicht werden, daß alle schrägen Fugen zwischen den aneinandergrenzenden Blechen der Schenkel und der Joche mit der Ausnahme des kurzen Spaltes 17 gut geschlossen werden.

Beim Zusammensetzen des Kernes werden zunächst die Schenkelbleche 1,2,3,4,5,6 an die richtigen Stellen gelegt Danach werden die Jochbleche 9,11 und 12 derart zwischen die Schenkel angeordnet, daß sie mit ihren

schrägen Endrändern fest gegen die schrägen Endränder der Schenkelbleche zu liegen kommen. Darauf wird das längere Jochblech 10 an Ort und Stelle gebracht. Sollte dieses Blech zu lange sein, so wird es nicht möglich sein, dieses Blech gegen das jochblech 9 zu driikken. In diesem Falle bleibt ein Längsspalt zwischen den Blechen 9 und 10 offen. Ein solcher Längsspalt hat aber einen vernachlässigbaren Einfluß auf das magnetische Feld. Da alle schrägen Fugen, mit der Ausnahme der kurzen Spalte 17, gut geschlossen sind, wird der magnetische Verlust wesentlich beschränkt.

Diese Bauart des magnetischen Kernes ist nur möglich, wenn der AuBenlängsrand 18 des Bleches 9 sich dichter als der betreffende Scheitel 16 des Mittelschenkels 5, 6 beim AuBenlängsrand 19 des Joches befindet. Der Innenlängsrand 20 des Jochbleches 12 muß dann weiter als dieser Scheitel vom AuBenlängsrand 19 des Joches ab liegen. Die Jochbleche 9 und 12 sind breiter als die Jochbleche 10 und 11 des Joches. Die Schenkelbleche 1,3 und 6 sind breiter als die Schenkelbleche 2,4 und 5. Wird nun eine folgende Schicht im Spiegelbild (s. die punktiert dargestellte Schicht) auf die gezeichnete Schicht gelegt, so kommen an allen Stellen die schrägen Fugen dieser zwei Schichten versetzt aufeinander zu liegen, so daß Überlappungen zur Erhaltung des erforderlichen mechanischen Zusammenhanges des Kernes gebildet werden.

Beim magnetischen Kern nach F i g. 2 schließen die Fugen 21, 22 mit der Längsrichtung des Joches einen Winkel ein, der kleiner als 45° ist, so daß die Scheitel 23 des Mittelschenkels größer als 90° sind. In diesem Falle sind die Jochbleche 24 und 25 schmaler als die Jochbleche 26, 27. Doch befindet auch bei diesem Kern der

ίο Außenrand 28 des Bleches 24 des ersten Jochteiles sich dichter beim Außenlängsrand 29 des betreffenden Joches als der Scheitel 23 des Mittelschenkels. Da also auch der Außenlängsrand 30 des Bleches 27 des zweiten Jochteiles dichter beim AuBenlängsrand des Joches

liegt, so muß das Blech 26 des ersten Jochteiles an beiden Blechen 25, 27 des zweiten Jochteiles grenzen. Da das Jochblech 26 etwas zu lange ist und die Jochbleche 25 und 27 ein wenig zu kurz sind, so entsteht wieder ir der Nähe des Scheitels 23 ein kurzer Spalt 31. Auch

dieser magnetische Kern läßt sich leicht derart zusammensetzen, daß alle schrägen Fugen, mit der Ausnahme der kurzen Spalte 31, ganz geschlossen sind.

Die magnetische Vorzugsrichtung in den Schenkel- und Jochblechen ist durch Pfeile angegeben worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schichtkern für Transformatoren oder Drosselspulen großer Leistung, dessen Bleche aus ferromagnetischem Material mit magnetischer Vorzugsrichtung bestehen und bei dem die Bleche mindestens zwei rechteckige Fenster begrenzende Schenkel und Joche bilden, wobei die Schenkelbleche und die Jochbleche an ihren Enden mit schräg zu ihren Längsrichtungen gerichteten Fugen aneinander angeschlossen sind und wenigstens an den breitesten Teilen des Kernes aus zwei in Längsrichtung nebeneinanderliegenden und mit den benachbarten Längsrändern an einer Fuge in Längsrichtung aneinandergrenzenden Blechen bestehen und die in oder schräg zur Längsrichtung verlaufenden Fugen jeder Schicht oder jedes Satzes aufeinanderfolgender Schichten in bezug auf die entsprechenden Fugen benachbarter Schichten oder Sätze versetzt liegen und in jeder Schicht jedes Joches der das eine der oeiden Fenster begrenzende erste Jochteil aus trapezförmigen Blechen mit gleichgerichteten schrägen Fugen an den das andere Fenster begrenzenden zweiten Jochteil und an den an beide Jochteile grenzenden Schenkel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und Jochteilen das Außenblech (10 bzw. 26) des genannten ersten Jochteiles (9,10 bzw. 24,26) jedes Joches ein verhältnismäßig sehr kleines Stück langer und das Außenblech (12) bzw. jedes Blech (25, 27) des genannten zweiten Jochteiles (U, 12 bzw. 25, 27) jedes Joches höchstens ein gleich großes Stück kürzer als theoretisch erforderlich ist, um diese BIeehe mit einer Fuge (14 bzw. 22) aneinandergrenzen zu lassen, die in der Verlängerung der Fuge (13 bzw.

21) zwischen dem Innenblech (9 bzw. 24) und dem an beide Jochteile grenzenden Schenkel (5, 6) liegt und daß sich das Innenblech (9 bzw. 24) des ersten Jochteiles (9, 10 bzw. 24, 26) mit seinem Außenlängsrand (18 bzw. 28) dichter beim Außenlängsrand (19 bzw. 29) dieses Jochteiles (9,10 bzw. 24,26) befindet als der entsprechende Scheitel (16 bzw. 23) dieses Schenkels (5, 6), und zwar in einem solchen Ausmaß, daß in Verbindung mit der durch diese Längenabweichungen der betreffenden Jochbleche (10, 12 bzw. 26, 25, 27) verursachten, geringfügigen Versetzung der vorgenannten Fugen (13,14 bzw. 21,

22) sich an dem den Scheitel (16 bzw. 23) überragenden Ende des Innenbleches (9 bzw. 24) des ersten Jochteiles (9, 10 bzw. 24, 26) nur ein kurzer und enger offener Spalt (17 bzw. 31) ergibt.

2. Schichtkern nach Anspruch 1, wobei in jeder Schicht die Winkel an den Scheiteln des oder jedes an zwei Jochteile jede* Joches grenzenden Schenkels 90° sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und jochteilen das Innenblech (9) des genannten ersten Jochteiles (9,10) jedes Joches breiter als das Außenblech (10) desselben ist und daß das Innenblech (U) des genannten zweiten Jochteiles (11, 12) jedes Joches schmaler als das Außenblech (12) desselben ist und mit seinem Außenlängsrand (20) weiter vom Außenlängsrand (19) dieses Jochteiles als der betreffende Scheitel (16) entfernt ist.

3. Schichtkern nach Anspruch 1, wobei in jeder Schicht die Winkel an den Scheiteln des oder jedes an zwei Jochteüen jedes Joches grenzenden Schenkels größer als 90° sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schicht mit aus zwei Blechen bestehenden Schenkeln und Jochteüen das Innenblech (24) des genannten ersten Jochteiles (24, 26) jedes Joches schmaler als das Außenblech (26) desselben und das Innenblech (27) des genannten zweiten Jochteiles (25, 27) jedes Joches breiter als das Außenblech (25) desselben ist