DE2328024B2 - Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit einer zur starren Verbindung mit einem kiihlmitteldurchflossenen Induktor geeigneten Sekundärwicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mittelfrequenz-Leistungstransformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Mittelfrequenz-Leistungstransformatoren Sind z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 987 bekannt. Sie finden an Maschinen zum induktiven Harten von Lagerstellen an Kurbelwellen Anwendung, deren Ausbildung beispielsweise der in der SS Patentschrift 1209 137 beschriebenen Art '"ÄnHärtemaschinen bilden die Transformatoren und zugehörige Induktoren, die zur induktiven ErhitzCng der Oberflächen der zu härtenden Werkstucke H^nen ieweils eine voneinander lösbare Baueinheit, und es'S gegebenenfalls eine Vielzahl solcher Bau-,o ehVheiten an den Härtemaschinen vorgesehen. Die Baue Seiten sind entlang der Längsachse des zu behandelnden Werkstückes im Abstand der zu hartenden nhPrflächenteile nebeneinander angeordnet und musfen um eng benachbarte Oberflächenteile behandeln zu können, einen entsprechend geringen Abstand voneinander aufweisen. Dieses führt zu der Forderung, daß die Breite der Baueinheiten klein sein soll.

Bei dem aus der genannten deutschen Offenlegungsschrift bekannten Mittelfrequenz-Leistungstransformaao tor nehmen die Frontflächen der Sek-u-fw.cklungslaeen ieweils zwei parallele, stre.fenformige Bereiche em, die an ihren Enden durch bogenförmige Bere.che zur Wicklungs- bzw. Lagenfrontfläche ergänzt sind. Die rahmenförmigen Kernkörper sind dabei nur längs der parallelen, stufenförmigen Bereiche der W.cklungs- bzw Lagenfrontflächen aufgestapelt, wöbe, zur Befestigung des Magnetkernstapels zwe. an semen Enden anpressende Klemmelemente dienen und in einem dieser Klemmelemente die Sekundäranschlüsse des Transformators herausgeführt sind. Bei diesem bekannten Transformator besteht die Sekundärwicklung aus mehreren in einer Schicht angeordneten und elektrisch parallelgeschalteten Hohlprofilleitern, deren Hohlräume im Hinblick auf die Kühlmittelströmung wenigstens zum Teil in Reihe geschaltet sind.

Um eine Zuführung der Kühlmitteianschlusse des Induktors innerhalb des sekundäranschlußse.tigen Klemmstücks zu ermöglichen, kann die Sekundärwicklung so ausgeführt werden, daß ihre Gesamtstärke im Bereich der Transformator-Sekundäranschlusse zum Induktor in dem sich die Wicklungsleiter überlappen, ihre Gesamtstärke in ihren übrigen Bereichen zumindest nicht wesentlich übersteigt. Dadurch bleibt das Wicklungspaket im Bereich der Sekundäranschlusse genügend schmal, daß noch innerhalb der durch die entsprechende Dimension der rahmenförmigen Kernelemente bedingte maximale Dicke des Transformators im sekundäranschlußseitigen Klemmstück die Kuhlmittelanschlußleitungen für den Induktor untergebracht werden können.

Mittelfrequenz-Leistungstransformatoren dieser

Bauart hat man schon bis hinab zu 50 mm Dicke realisieren können. . . Um benachbarte Lager einer Kurbelwelle gleichzei-

tig zu härten bzw. bei umlaufender Welle gleichzeitig im Eingriff mit zugehörigen Transformator-Induktoreinheiten zu belassen, ist nun in vielen Fällen diese bisher erreichte geringe Dicke der scheibenförmigen Transformatoren noch immer zu groß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Mittelfrequenz-Leistungstransformator der genannter! Art anzugeben, bei dem im Bereich der Transformator-Sekundäranschlüsse zum Induktor, in dem sich die Wicklungs'.eiter der Sekundärwicklung überlappen, kei-

ne Kernelemente vorgesehen sind, und bei dem - bei zumindest gleich hoher Leistung und Kühlanschlüssen für den Induktor innerhalb des Transformatorgerüstes — eine noch geringere maximale Transformator-Dicke

erzielt werden kann als bei den Transformatoren gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 21 33 987.

Diese Aufgabe wird an Mittelfrequenz-Leistungstransformatoren der eingangs näher bezeichneten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 näher bezeichnete bauliche Ausbildung gelöst.

Durch diese Ausbildung wird es möglich, enger benachbarte Oberflächenbereiche von länglichen Werkstücken, deren zu härtende Oberflächenbereiche voneinander getrennt sind, mit entsprechend schmalen Induktoreinheiten einer Wärmebehandlung zuzuführen, ohne daß es erforderlich ist, die Wärmebehandlung zweier eng benachbarter Oberflächenbereiche nacheinander in der Weise auszuführen, daß zunächst die eine Stelle des Werkstücks mittels einer auf das Werkstück abgesenkten Transformator-Induktor-Baueinheit erwärmt, darauf die Baueinheit von der Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks abgehoben und schließlich der gleiche Bearbeitungsvorgang an der zweiten be nachbarten Stelle des Werkstücks vorgenommen wird. Die Behandlung ist vielmehr mittels zweier voneinander unabhängiger Beueinheiten gleichzeitig möglich.

Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert. Wie gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 21 33 987 ist die einlagige und einwindige Sekundärwicklung 1 des Transformators aus Kupferrohren 2 mit rechtwinkligem Querschnitt aufgebaut. Sie enthält dabei zwei in derselben Schicht angeordneten Stränge 3, 4 zu je zwei Kupferrohren, die an den sich einander Überlappenden Enden der Sekundärwicklung t mit den elektrischen und Kühlmittel-Anschlüssen 5 für den mit f> angedeuteten Induktor versehen sind und die an den genannten Sekundärwicklungsenden jeweils über ein Verbindungsstück 7 ineinander übergehen.

Zur Einspeisung des Kühlmittels für die Kühlung der 3; Sekundärwicklung 1 sind im Wicklungsstrang 3 mit Kühlmittelanschlüssen 8 versehene Kupferhohlstücke 9 eingeschaltet, durch die das Kühlmittel im Sinne der Pfeile 10 zu- bzw. abgeführt wird. Die beiden Stränge 3, 4 sind also elektrisch parallel, kühlmittelmäßig aber in Reihe geschaltet

Entlang der Peripherie des Kupferrohrstranges 3 und in derselben Schicht wie die Stränge 3 und 4 ist ein weiteres Kupferrohr angeordnet, das — elektrisch einen Teil dtr Sekundärwicklung bildend — als Kühlmittelleitung 11 für den Induktor dient. Diese Kühlmi:- lelleitung 11 weist eine erste Auftrennung 12 auf, zwilchen deren Enden die erwähnten, als Kühlmittelzufuhr- bzw. Kühlmittelabfunrleitung für die Sekundärwicklung dienenden Kupferhohlstücke 9 liegen. Diese Auftrennungsenden sind über Kupferhohlstücke 13 mit Kühlmittelanschlüssen 14 verbunden.

Die Enden einer r.weiten Auftrennung der Kühlmitlelleitung 11, welche im Bereich der Transformator-Sekundäranschlüsse 5 den Enden des Kupferrohr-Stranges 3 entsprechen, sind ihrerseits — wie weiter unten an Hand von F i g. 3 näher erläutert - mit den Kühlmittelanschlüssen des Induktors 6 verbunden. Die Kupferrohre der Stränge 3 und 4, die Kühlmittelleitung 11, die Verbindungsstücke 7 sowie die Kupferhohlstücke 9 und 13 sind alle zur Bildung der Sekundärwicklung durch Hartlötung miteinander verbunden. Die fertige Sekundärwicklung ist mit einer elektrisch isolierenden Wirbelsinterschicht überzogen.

In den F i g. 1 und 2 sind einige rahmenartigen Kernkörper 15 zu erkennen, welche — in zwei Stapeln angeordnet - die streifenförmigen Bereiche des aus der Sekundärwicklung 1 und den beiden Primärwicklungslagen 16 gebildeten Wicklungspaketes umschließen. Die Sekundärwicklung 1 weist nun in ihrem von den Kernkörpern 15 freien sekundärschlußseitigen Bereich in der Nähe des Anfanges der Kernkörperstapel zwei Kröpfungen 17 auf (s. F i g. 2), die es erlauben, die Leiter der Sekundärwicklung auch in deren Überlappungsbereich etwa gleich stark wie in den übrigen Bereichen der Sekundärwicklung auszubilden. In den genannten Überlappungsbereich weisen die i-.'imärwicklungslagen 16 jeweils eine dem Kröpfungsverlajf der Sekundärwicklung 1 folgende Kröpfung 18 auf. Die Anschlüsse 5 der Sekundärwicklung 1 sind in einer Leiste 19 aus elektrisch isolierendem Material angebracht, die einen Teil des Transformatorengerüstes bilden, das aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit in den Figuren ansonst nicht dargestellt ist.

In F i g. 3 ist der Anschluß 5 zum Induktor 6 detailliert im Schnitt dargestellt. Die Enden der Kühlmittelleitung 11 sind mit einem Anschlußstück 20 aus Vierkantkupfer verlötet, welches in einer entsprechenden Ausnehmung der Leiste 18 eingebettet ist. Der axiale Kanal des Anschlußstückes 20 weist dabei ein Innengewinde auf, in dem ein mit einer axialen Bohrung versehenes Kontaktstück 21 verschraubt ist, dessen freie Stirnfläche als Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung des Induktor-Kontaktstückes 22 diem. In For'-setzung seiner axialen Bohrung weist das Kontaktstück 12 einen über seine Kontaktfläche vorspringenden Ansatz 25 auf, welcher in der entsprechenden axialen Bohrung des Induktor-Kontaktstückes 22 geführt ist. Zwei O-Ringe 23 und 24 bewirken zwischen dem Kontaktstück 21 einerseits und dem Anschlußstück 20 bzw. den Induktor-Kontaktstück 22 andererseits eine sichere Kühlmitteldichtung.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung kann der Induktor 6 vorteilhaft zwei Kühlkreise aufweisen. In diesem Fall dienen beide Abschnitte der Kühlmittelleiiung 11 — so wie durch die Pfeile 26 angedeutet der Kühlmittelzufuhr. Die Kühlmittelabfuhr vom Induktor wird dann nicht über Anschlüsse im Transformatorgerüst geführt. Besteht dagegen nur ein Kühlmittelkreis im Induktor, kann aber auch vorteilhaft einer der Kühlmittelabschnitte zur Kühlmittelzufuhr und der andere zur Kühlmittelabfuhr dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit einer zur starren Verbindung mit einem kühlmitteldurchflossenen Induktor geeigneten Sekundärwicklung, deren Wicklungsleiter sich im Bereich der Sekundäranschlüsse überlappen, und mit zwei zu beiden Seiten der Sekundärwicklung angeordneten Primärwicklungslagen, die durch Hohlleiter gebildet und zu einem Paket aneinandergereiht mit rahmeniörmigen, die Wicklungsleiter umschließenden, insbesondere aus Ferrit bestehenden Kernkörpern versehen sind, wobei im Bereich der Transformator-Sekundäranschlüsse, in dem sich die Wicklungsleiter der Sekundärwicklung überlappen, keine Kernelemente vorgesehen sind und wobei die Gesamtabmessungen des Transformators in Richtung senkrecht zu den Frontflächen der Sekundärwicklung «nd der Pnmärwicklungslagen klein ist gegenüber seinen Gesamtabmessungen parallel zu diesen Frontflächen, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Peripherie der Sekundärwicklung (1) eine mit den Sekundärwicklungsleitern (2) in einer Schicht angeordnete Kühlmittelleitung (11) vorgesehen ist, die eine erste Auftrennung (12), deren Auftrennungsenden mit im Transformatorgerüst angeordneten Kühlmittelanschlüssen (14) verbunden sind, und ferner im Bereich derTransformalor-Sekundäranschlüsse (5) eine zweite Auftreniiung aufweist, deren Auftrennungsenden mit den Kühlmittelanschlüssen des Induktors (6) verbunden sind.

2. Mittelfrequenz-Leistungs -ansformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühliniuelleitung (11) aus einem elektrischen Hohlprofilleiter besteht, der mit den übrigen Wicklungsleitern der Sekundärwicklung (1) elektrisch leitend verbunden ist.

3. Mittelfrequenz-Leistungstransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzufuhr- bzw. Kühlmittelabfuhrleitung (3) für die Sekundärwicklungskühlung zwischen den Kühlmittel-Leitungsverbindungen der Auftrennungsenden der ersten Auftrennung (12) mit den Kühlmittelanschlüssen (14) im Transformatorgerüst angeordnet sind.

4. Mittelfrequenz-Leistungstransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der Sekundärwicklung (1) im Bereich ihrer Anschlüsse (5), in dem sich die Wicklungsleiter überlappen, wesentlich größer als in ihren übrigen Bereichen ist, wobei die Primärwicklungslagen (16) in dem genannten Sekundärbeschluß-Bereich entsprechend der Dickenvergrößerung der Sekundärwicklung (1) eine in Richtung der Transformator-Dickenabmessung nach außen gebogene oder gekröpfte Form aufweisen.