DE2642843C2 - Transformator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

mellenform in der Draufsicht.

Wie aus den F i g. 1 bis 3 hervorgeht, weist der dort gezeigte Transformator einen Kern 1 auf, der aus einem Paket von Stahlblechlameilcn gebildet ist, die in der in F i g. 3 gezeigten Weise durch Stanzen oder auf andere, hierzu geeignete Weise geschnitten sind. Das Mctallblcchpaket ist durch Klammern 2 zusammengehalten, die in Schlitzen S befestigt sind, die in den Kanten der Blcchiamellen vorgesehen sind. Es ist zu beachten, daß das Basis-Kernelement eine quadratische Form hat, wobei eine Ecke Cdcs Quadrates abgerundet ist. Weiterhin ist ein »Schlüsselloctw-Ausschnitt K in zentraler Position in dem Basis-Kernelement angeordnet. Der Magnetkreis des Kernes 1 wird durch ein laminiertes loch A in Rechteckform vervollständigt, das an derjenigen Seite des Kerneiementcs angeschweißt ist, zu dem hin sich der Ausschnitt K öffnet. Das Joch A ist aus dem Schlüsseiioch-Ausschnitt, der im Kern t vorgesehen ist. geschnitten. Der Kern I ist in geeigneter Weise auf einer Basis 3 angebracht, auf der ein Transforniaiorgchäuse4/F i g. 4) befestigt ist.

Ehe das Joch A an dem Kern 1 befestigt vird. wird eine Sekundärwicklungsspulc 5 um einen Schenkel des Kernes 1 angeordnet. Die Spule 5 wird um Halterungen 6 geformt, mittels welcher die Spule 5 an der Basis 3 befestigt wird. Die Spule 5 wird aus einem Aluminiumband gebildet, welches durch Aramid-Papier isoliert ist, oder auch aus einer anderen, geeigneten Kombination. Zum Verbinden mit Ausgangsanschlüssen 8 (Fig.4) sind Leitungen 7 vorgesehen.

Ebenfalls vor der Befestigung des Ankers A am Kern 1 wird eine Primärwicklungsspule 9, die aus glasbeschichtetem Aluminiumdraht oder aus anderem geeigneten Material auf drei in geeigneter Weise isolierten Stützen 10 gewickelt ist, auf dem Kern angeordnet und an einem Stützrahmen 11 der gezeigten Anordnung durch Bolzen 12 befestigt, welche in der gezeigten Weise durch die Stützen 10 hindurchgehen. Der Stützrahmen 11 wiederum ist schwenkbar auf Halterungen 13 angebracht, iie sich auf beiden Seiten des Kernes 1 erstrecken, und ist hiermit durch ein Joch 14 starr verbunden. Die Lager, welche den Stützrahmen 11 abstützen, sind vorzugsweise angeschrägt oder konisch ausgeführt, um die Übertragung von Schwingungen zu reduzieren. Der Stützrahmen 11 weist nach unten und nach innen gerichtete Ansätze 15 auf. die i.i Richtung auf den Kern ! gerichtet sind und durch welche Bolzen 16 zum Befestigen einer Klemmhalterung !7 hindurchgehen, die einen laminierten Shunt 18 hält. Der Shunt 18 umfaßt eines der in dem Sdvlüsselloch-Aussehniti verbleibenden Segmente, nachdem das Joch A hieraus ausgeschnitten oder ausgeformt worden ist, so daß sein unleres Ende exakt der Krümmung der zentralen Öffnung des Ausschnittes K entspricht. Auf diese Weise stellt die Verwendung dieses Segments als Shunt 18 nicht nur sicher, daß die Krümmung des Shunts 18 und des Ausschnittes K übereinstimmen, wodurch eine Schwenkbewegung erleichtert wird, sondern auch das aus dem Kern 1 ausgeschnittene Material wird verwendet, wodurch eine wirtschaftliche Hestellungsweisc gewährleistet ist. Die Abmessungen des Shunts 18 sind so gewählt, daß der Spalt zwischen den Schenkeln des Kernes 1 überbrückt wird, wodurch ein Flußweg zwischen den Schenkeln geschaffen wird. Der Shunt 18 ist von dem Rahmen 11, dem So'/cn 16 und der Klemmhalterung 17 durch geeignete Isolierscheiben und Isolierbuchsen elektrisch isoliert.

Aus der vorstehenden Darstellung geht hervor, daß die Primärwicklungsspule 9 und der Shunt 18 durch einen gemeinsamen Rahmen 11 abgestützt sind, wobei der -Shunt i8 um etwa 180° zur Spule 9 gedreht und der gemeinsame Rahmen 11 schwenkbar auf den Halterungen 13 angebracht ist. Wird also die Spule 9 kreisbogenförniig von der in F i g. 1 gezeigten Position in eine Position nahe der Sekundärspule 5 gebracht, so wird der Shunt 18 um denselben Winkel in eine Position bewegt, in der er von dem Spalt zwischen den Schenkeln des

ίο Kernes 1 entfernt liegt.

Auf diese Weise kombiniert der Transformator nach der Erfindung mit Vorteil die bereits dem Stand der Technik zugehörigen Maßnahmen, nämlich die Spule einerseits und den Shunt oder Nebenschluß andererseits zu bewegen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Position liegt die Spule 9 von der Spule 5 entfernt, während der Shunt sich in der am stärksten wirksamen Position befindet, wodurch die durch den Shunt bewirkte zusätzliche Streureaklanz auf ein Maximum und der V/A-Ausgang

2υ auf ein Minimum gebracht werden. Ein maximaler WA-Ausgang ergibt sich, wenn die Spule *^: voll in eine Position geschwenkt wird, in der sie der Sekundärwicklungsspule 5 benachbart liegt. Da der Shunt dann vollständig von dem Spalt entfernt liegt, trägt er zum Magnetkreis keinerlei Streureaktanz bei.

Da der erfindungsgemäße Transformator eine beträchtliche Streureaktanz aufweist, welche auf den Abstand der Spulen in der in der Zeichnung gezeigter. Position zurückgeht, ist der Shunt 18 im Verhältnis zum

jü Stand der Technik wesentlich kleiner, während die Luftspalte wesentlich größer sind, und zwar jeweils bezogen auf Anordnungen, bei denen ein beweglicher Shunt bereits verwendet wurde. Auf diese Weise lassen sich die üblichen Erfordernisse, die an die Auslegung und den Aufbau von Anforderungen mit beweglichem Shunt ansonsten zu stellen sind, vermeiden, wodurch sich ein stark vereinfachter Aufbau ergibt.

Eine bevorzugte Lamellenform ist in F i g. 7 gezeigt. Die Lamelle weist dort einen zentralen Ausschnitt Mfür das Joch A und einen runden Ausschnitt N auf, der wiederum ein Segment Odefiniert, welches als Shunt 18 verwendet wird. Aus der Zeichnung ergibt sich, daß der Ausschnitt M einen Abschnitt P aufweist, der sich an einer Seite unter einem Winkel zum übrigen Teil der Seile erstreckt. Hierdurch wird die Größe des Segments O gesteuert, damit auch das Volumen des Metalls, welches im Shunt 18 vorhanden ist, so daß der Stromausgang verbessert wird. Die restlichen, kleineren Segmente werden verworfen.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Stahlmenge, welche bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet werden muß, beträchtlich kleiner ist als diejenige die für eine Anordnung mit beweglicher Spule notwendig ist, wobei die Siahlmenge annähernd dieselbe ist wie für Anordnungen, bei denen mit bewegücnem Shunt gearbeitet wird. In Anbetracht des einfachen Aufbaus der Anordnung läßt sich also mit geringeren Kosten ein größeres Verhältnis zwischen dem Minimum und dem Maximum des V/A-Ausganges erzielen. Indem

bo der aus dein Kern 1 ausgeschnittene Abschnitt dazu verwende; wird, sowohl das Joch A als auch de^i Shunt 18 zu bilden, ergibt sich ein besonders wirkungsvoller, kommerziell anwendbarer Transformator, der die bei den bisher bekannten Anordnungen auftretenden

b5 Nachteile, soweit es sich um die Kombination von beweglicher Spule und beweglichem Shunt handelte, vermeidet. Die beschriebenen Anordnungen lösen die Probleme, die bei der Herstellung eines Transformators mit

beweglicher Spule bzw. beweglichem Shunt auftreten und die bisher in weitem Umfang nicht berücksichtigt worden sind, wie beispielsweise aus der FR-PS 14 63 203 hervorgeht.

Es ist zu beachten, daß die Funktionen der Spulen 5 ■> und 9 umgekehrt werden können, d. h. also, die Spule 5 kann selbstverständlich als Primärwicklung dienen, während die Spule 9 dann als Sekundärwicklung verwendet wird.

Wie in Fig.4 gezeigt ist, ist der oben beschriebene Transformator von einem geeigneten Gehäuse 4 umschlossen, welches eine Vorderplatte B aufweist, in der ein kreisbogenförmiger Schlitz C vorgesehen ist. Durch den Schlitz C erstreckt sich ein gerändelter Betätigungsknopf D, der mit einem Anschlag 19(Fig. I und 2) r> am Stützrahmen 11 in Eingriff kommt. Auf diese Weise bewirkt eine Bewegung des Betätigungsknopfcs Deine Bewegung der Primärwicklungen 9 und des Shunts 18 in der beschriebenen Weise, wodurch der WA-Ausgang des Transformators verstellt wird. Der Knopf D kann in jeder gewünschten Position dadurch festgelegt werden, daß der Knopf, der vorzugsweise mit Gewinde verschen ist, in Eingriff mit der Vorderplattc B geschraubt wird. Eine Kunststoffscheibe, beispielsweise aus Polyamid oder dergleichen (nicht gezeigt) ist zwischen der Platte B und dem Betätigungsknopf D angeordnet, um eine weiche Befestigung zu ermöglichen.

Alternativ hierzu kann der Knopf Dein Innengewinde aufweisen und auf diese Weise mit einem Bolzen in Eingriff kommen, der durch einen kreisbogenförmigen jo Schlitz (nicht gezeigt) in der Rückwand des Gehäuses 4 hindurchgeht, weiterhin durch öffnungen im Rahmen 11, und schließlich durch den Schlitz C in der Vorderplatte B vorsteht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Vorder- und Rückplatten identisch aufgebaut sein j5 können.

Bei einem wiederum abgewandelten Ausführungsbeispiel können die vorstehend beschriebenen manuellen Betätigungseinrichtungen durch einen Haspelcr ersetzt sein, der eine Bewegungsschraubc betätigt, welche wiederum den Stützrahmen 11 zwischen seinen äußersten Betriebspositionen bewegt.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel, wie es in den Fig.5 und 6 gezeigt ist, ist der Magnetkern des Transformators dadurch verlängert, daß zwei Kerne, die dem Kern 1, wie er oben beschrieben wurde, ähneln, miteinander verschichtet verbunden sind, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist, wobei der Zusammenhalt durch Kunststoffnieten, vorzugsweise aus Polyamid. 20 gewährleistet ist. Alternativ hierzu können die Enden der Lamellen in jedem Kern in geeigneter Weise miteinander verschweißt sein, entweder mit oder ohne Einschichtung, wie gezeigt. Eine einzige Wicklung 5 ist um einen Schenkel des zusammengesetzten Kernes angeordnet, während zwei Wicklungen 9 und Shunts 18 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel relativ zu den jeweiligen Kernkomponenten 1 angeordnet sind. Die Anordnung arbeitet in derselben Weise, wie dies vorstehend beschrieben wurde, wobei nur die beiden Wicklungen 9 parallelgeschaltet sind, um die Sekundärwicklung w des Transformators zu bilden. Die beiden Wicklungen werden relativ zur Primärwicklung 5 bewegt. Wenn es gewünscht ist. können die beiden Siützrahmen für die Kerne 9 und die Shunts 18 durch ein geeignetes Gestänge (nicht gezeigt) miteinander verbunden sein, so daß sie >,^r> gemeinsam beweglich sind. Eine separate Bewegung gibt aber die Möglichkeit, einen größeren V/A-Bercich abzudecken, wobei sich individuelle Ausgänge an jeder Sekundärwicklung gewinnen lassen, wie es beispielsweise dann erwünscht ist, wenn ein Schweißgerät mit doppelter Bedienung bzw. Betätigung angeschlossen werden soll.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Transformator mit einem aus einem Lamellenpaket geformten, einen geschlossenen Rußweg aufweisenden Magnetkern, auf dem Magnetkern vorgesehenen Primär- und Sekundärwicklungen, von denen eine relativ zur anderen zum Variieren des Stromausganges des Transformators beweglich ist, und einem aus einer ersten Stellung, in welcher er zur Streureaktanz des Transformators beiträgt, in eine zweite Stellung, in welcher er im wesentlichen keine Streureaktanz beiträgt, beweglichen magnetischen Shunt, wobei wenigstens der zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung gelegene Abschnitt des Kernes gewölbt ausgebildet und die bewegliche Wicklung zur bogenförmigen Bewegung entlang dieses Abschnittes angebracht ist, und wobei der Shunt gemeinsam mit der beweglichen Wicklung derart bewegbar ist, daß dann, wenn die bewegliche Wicklung von der anderen Wicklung am weitesten entfernt liegt, der Shunt sich in seiner ersten Stellung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) eine schlüsseliochförmige Öffnung (K) aufweist, von dessen bogenförmigem (gewölbtem) Abschnitt zwei mit Abstand angeordnete Schenkel mit freien Enden abstehen; daß ein Joch (A) an den freien Enden zum Schließen des Flußweges befestigbar ist; daß der magnetische Shunt (18) aus demjenigen Abschnitt der Lamellen gebildet ist. der zur Bildung des L jgenförmigcn Abschnittes der öffnung entfernt ist und in der ersten Stellung den Spalt zwischen den Schenkeln überbrückt; daß die nichtbewegliche Wicklung (5) um ein~n der zwei Schenkel gewickelt ist; und daß die Abmessungen der zwei Wicklungen im wesentlichen gleich sind und die Wicklungen nicht in eine konzentrische Stellung bringbar sind.

2. Transformator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen kreisrunder Anteil derschlüssellochförmigen Öffnung (K)\m wesentlichen konzentrisch mit dem bogenförmigen (gewölbten) Abschnitt des Kerns (1) liegt.

3.Transformator nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Shunt (18) Segmentform hat.

4. Transformator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, daß die bewegliche Wicklung und der Shunt (18) durch einen gemeinsamen Rahmen (11) abgestützt sind, der auf an dem Kern (1) befestigten Halterungen (13) schwenkbar abgestützt ist; und daß der Shunt (18) um etwa 180° zur beweglichen Wicklung angeordnet ist und diese Anordnung zur beweglichen Wicklung beibehält.

5. Transformator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zur Vervollständigung des magnetischen Kreises miteinander verbundene Kerne (I) vorgesehen sind; und daß eine weitere bewegliche Wicklung und ein Shunt für die bewegliche Wicklung vorgesehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Transformators nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenstapcl der Kernteile und des Shunts in Kernausstanzung hergestellt werden.

Die Erfindung betrifft einen Transformator nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Transformator ist aus der DE-OS 16 38 883 vorbekannt. Dieser Transformator ist ringförmig, wobei der Ring an einer Stelle seines Umfanges in einem bestimmten Bogenbereich radial nach außen vorspringt. In diesem Bereich ist der Innenrand des Ringes ausgeschnitten, wodurch Platz für die Wicklung geschaffen wird und gleichzeitig dem Shunt der iVeg zur to Erzeugung eines magnetischen Nebenschlusses freigegeben wird.

Bedingt durch diese Bauweise weist der Transformator nach der DE-OS 16 38 883 die folgenden wesentlichen Nachteile auf:

Bei maximaler Leisulngsaufnahme befinden sich die Primär- und Sekundärwicklung in konzentrischer Anordnung, was zwar eine in dieser Stellung gute Kopplung bedeutet, andererseits notwendigerweise zur Folge hat, daß zwischen der Sekundärspule und dem Kern ein erheblicher Freiraum besieht, der bei aus der konzentrischen Stellung herausgedrehter Sekundärspule eine extrem schlechte Leistungskopplung bewirkt. In nicht konzentrischer Anordnung beider Spulen liefert der Transformator also nur schwache Ströme. Weiter ist die Herstellung des magnetischen Ringes ungünstig, weil durch die öffnung im Kern und durch den Vorsprung Materialverluste auftreten und ein aufwendiges Fertigungsverfahren erforderlich ist.

Ein derartiger Transformator ist weiter aus der US-PS 24 75 044 bekannt. Auch hier sind die Wicklungen konzentrisch übereinander zu schieben und der Freiraum zwischen der Sekundärwicklung und dem magnetischen Flußkern erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus der DE-OS 16 38 883 bekannten Transformator derart weiterzubilden, daß die zu entnehmenden Ströme hinsichtlich Stärke und Verstcllbcreich verbessert werden und daß eine wirtschaftlichere rkmcllung ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Die Unlcransprüchc 2 bis 5 kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Transformators. Anspruch 6 gibt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Transformators an.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Tranformaioranordnung, bei der die Erfindung verwirklicht ist, in der Vorderansicht; Fig. 2 die in Fig. I gezeigte Transformatoranordnung in der Seitenansicht;

Fig.3 den Transformatorkern in perspektivischer Darstellung;

Fig.4 das Transformatorgchäusc in der VordcranbO Sicht;

Fig.5 ein Aiisfiihrungxbeispiel. bei dem Abwandlungen vorgenommen sind, in der Vorderansicht, wobei ein crfincliingsgeniäßcr Doppelkerniransformator vorgesehen ist;

tr> F i g. b in perspektivischer Darstellung den Kern des in Fig. 5 wiedergegebenen Transformators und

F i g. 7 ein bevorzugtes Ausführiingsbeispicl einer l.a-