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Ringkern-Transformator-Ubertrager-Drossel
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Die Erfindung betrifft einen Ringkern-Transformator, Übertrager oder
Drossel mit einem eine geschlossene Kreisform aufweisenden weichmagnetischen Ringeisenkern
und mit einer oder mehreren galvanisch getrennten Wicklungen.
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Es sind Ringkern-Transformatoren in verschiedensten Größen sowie mit
unterschiedlicher Kern- und Wickelgestaltung bekannt. Derartige Transformatoren,
Übertrager oder Drosselspulen weisen eine geringe Baugröße und ein geringes Gewicht
auf. Transformatoren dieser Art sind besonders streuarm, da sie keinen Luftspalt
im magnetischen Kreis haben und daher einen guten Wirkungsgrad aufweisen. Der Ringkern
kann aus einem gewickelten Weicheisen-Blechkern, aus einem gepreßten Eisenpulverkern,
aus einem gesinterten Ferrit-Ringkern bestehen oder aus einem mit weichmagnetischem
Pulver versetzten Kunststoff gespritzt sein. Das Bewickeln des Ringkernes mit Wickeldraht
bereitet durch die geschlossene Ringform des Kernes gewisse Schwierigkeiten, und
es wurden hierzu eigene Ringkern-hrickelmaschinen geschaffen. Der Ringkern wird
vor dem Draht-Wickelvorgang vorwiegend durch ein bandagenartiges Überwickeln mit
einer streifenförmigen Isolier-Folie bzw. -Band isoliert. Anschließend erfolgt eine
die ganze Oberfläche des isolierten Kernes überdeckende meist mehrlagige Drahtwicklung.
Primär- und Sekundärwicklungen werden in gleicher Weise mehrlagig bereinander gewickelt,
wobei zwischen den getrennten Wicklungen vorzugsweise erneut eine Zwischenisolierung
in Form einer Bandisolierung vorgenommen wird. Anschließend wird eine Decklagenbandage
aufgebracht und gleichzeitig die Anschlußdrähte fixiert. Eine weitere, eist erforderliche
Ausgestaltung sieht vor, den Ringkern-Transformator in ein Gehäuse mit eigenen Anschlüssen
einzusetzen und die Anschlußdrähte mit den Gehäuseanschlüssen zu verlöten. Es ist
auch bekannt,
daß zur Isolierung die Ringkerne mit einem Isolierlack
gespritzt werden oder eine Kunststoff-Pulverbeschichtung erhalten. Weiterhin ist
das Aufstecken einer Prägefolie auf den Kern bekannt.
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Nachteilig ist bei den so bewickelten Ringkernen, daß eine maschinen-
oder lohnaufwendige Kernisolierung erforderlich ist, die teilweise zu Isolationsfehlern
führt, z.B. durch ungleich aufgetragenen Isolierlack oder durch eine verschobene
Isolierwicklung. Das Übereinanderaufbringen von Primär- und Sekundärwicklungen erfordert
je nach Isolationsklasse eine aufwendige Isolierung zwischen den einzelnen Wickellagen
oder mindestens zwischen verschiedenen Wicklungen. Ferner bedürfen die herausgeführten
Anschlußdrähte einer ganz besonders aufwendigen Ausgestaltung. Die Anschlußdrähte
müssen teilweise als verdrillte Wicklungsenden oder als angelötete Litzen mit Isolierschutz-Schlauch
ausgeführt sein und bedürfen einer entsprechenden Zugentlastung.
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Aufwendig ist hierbei die erforderliche Schutzisolation der herausgeführten
Anschlüsse zu erreichen, insbesondere von den Wicklungen (Primärwicklungen), die
durch andere Wicklungen hindurchgeführt werden müssen. Zusätzlich erschwert bei
einem Ringkern-Transformator, der in bekannter kompakter Bauform (mit Festanschlüssen)
ausgeführt ist, daß der Ringkern-Transformator mit den so aufwendig ausgeführten
Anschlu.ßdrähten in ein Gehäuse mit Lötstiften gesteckt werden muß und die Anschlußdrähte
nochmals mit den Lötstiften im Gehäuse verlötet werden müssen.
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Die bisher bekannten Ringkern-Transformatoren sind daher sehr aufwendig
zu fertigen, insbesondere solche, die hohe Ansprüche an die vorgeschriebenen Isolationswerte
und die Weiterverarbeitung, vorwiegend auf gedruckten Teiterplatten, betreffen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ringkern-Transformator-Ubertrager-Drossel
zu schaffen, der die
vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt,
ohne die elektrischen vierte zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Ringkern-Transformator der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 definierten Gattung gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Vorteile der Erfindung durch die Verwendung eines kammerbildenden
Isolierkörpers mit Lötstützpunkten bei einem Ringkern-Transformator sind durch erhebliches
Einsparen von Arbeitsgängen naheliegend und ermöglichen gleichzeitig die Anwendung
neuer, vorteilhafter Wickelverfahren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigt: Figur 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines
Ringkern-Transformators init Kammerwicklungen und Lötstützpunkten, Figur 2 eine
Darstellung als Seitenansicht im Schnitt eines zweigeteilten Isoliermant-els vor
dem Aufsetzen auf einen Ringkern, Figur 3 eine Draufsicht 2uf den Isoliermantel
nach Figur 2, jedoch nach dem Aufsetzen auf den Ringkern, Figur 4 eine Draufsicht
auf einen Isoliermantel in Form eines Kammerspulenkörpers für einen Ringkern, jedoch
mit einzelnen, zusammensetzbaren Kammerspulensegmenten, Figur 5 eine Seitenansicht
im Schnitt eines kompletten, in einem Gehäuse eingesetzten Ringkern-Transformators
nach dem erfindungsgemäßen Kammerspulenaufbau,
Figur 6 eine Draufsicht
auf den Ringkern-Transformator nach Figur 5, der in ein Gehäuse eingegossen ist.
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In der Figur 1 ist ein Ringkern-Transformator 1 dargestellt, der nach
dem erfindungsgmäßen Kammerspulensystem aufgebaut ist.
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Zur besseren Sichtbarmachung des inneren Aufbaus ist eine von den
getrennten Wicklungen 2, 3, 4 an einer Stelle im aufgebrochenen Zustand gezeichnet.
Ein hierbei sichtbarer Ringkern 5 ist von einem Isoliermantel 6, der aus gespritztem
Kunststoff besteht, umgeben. Der Isoliermantel 6 weist an mehreren Stellen, nach
der Figur 1 an drei Stellen, einstückig mit der Kernisolierung verbundene Trennflansche
7 auf. Die Trennflansche 7 unterteilen den Isoliermantel in mehrere kreisbogenförmige
Kammern 8. In den so gebildeten drei kreisbogenförmigen Kammern 8 sind die galvanisch
getrennten Drahtwicklungen 2, 3, 4 eingebracht. Die Trennflansche 7 weisen Lötstützpunkte
9 auf, die je nach Zweckmüßigkeit als Stecklötösen, Lötstifte oder dergleichen ausgebildet
sind. Die Drahtenden 10 der Drahtwicklungen 2, 3, 4 sind direkt mit dem jeweils
zugeordneten Lötstützpunkt verbunden bzw. verlötet.
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Aus Figur 2 ist ein im Schnitt gezeichneter zweigeteilter Isoliermantel
vor dem Aufschieben auf den Ringkern 5 zu erkennen. Der Isoliermantel besteht hierbei
aus zwei hohlen, ringförmigen, aus Kunststoff gespritzten Kammerspulenkörperhälften
11, 12. Gebildet sind die einzelnen Spulenkörperhälften durch einen U-förmigen Isoliersteg
13, an den einstückig die Trennflânschhälften 7' angespritzt sind. Der Isoliersteg
und die Trennflanschhälften weisen an der zum Isoliersteg hin offenen Seite 14 Verjüngungen
15 auf, die sich beim Zusammensetzen der beiden Hälften 11 und 12 übereinander schieben.
An den Trennflanschhälften 7' sin bedarfsweise Lötstützpunkte 9 in rom von Ftecklötösen
angebracht. Zum Einstecken der Lötösen sind an den oberen Stirnseiten
der
Trennflansche nicht näher dargestellte Führungsschlitze vorhanden. Die Lötösen,
die je nach Bedarf eingesetzt werden, verhaken sich in den Führungsschlitzen selbst.
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Es können auch runde Lötstifte eingedrückt werden. Bedarfsweise sind
an den Trennflanschen Befestigungseinrichtungen 16 angebracht, damit sich der Ringkern-Transformator
möglichst ohne zusätzliche Verbindungsmittel z.B. auf einer Chassis-Platte oder
einer gedruckten Schaltungsplatte verankert.
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Dies kann z. B. in Form eines elastischen Widerhakens geschehen, wobei
die selbstfedernde Schnappeinrichtung einstückig mit dem Trennflansch verbunden
ist.
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Die Figur 3 gibt eine Draufsicht der Figur 2 wieder, jedoch erst,
nachdem die beiden kammerspulenkörperhälften zusammen über den Ringkern aufgeschoben
sind und so für den Kern einen geschlossenen Isoliermantel 6 mit Trennflanschen
7 bilden. Das gezeichnete Beispiel weist mehrere Trennflansche auf, so daß sich
mehrere creisbogenförmige Kammern 8 bilden, die dann bedarfsweise mit einer galvanisch
getrennten Wicklung versehen sind. Die Anzahl der zu wählenden Kammern ergibt sich
aus der Bauart des gewünschten Transformators oder übertragers Die Kammerspulenkörperhälften
können z.B.
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am Trennflansch bekannte Einrichtungen zum gegenseitigen formschlüssigen
Verankern aufweisen. Meist ist es sinnvoll, die Stecklötösen oder Lötstifte auf
einer Seite und in einer Ebene an den Trennflanschen anzuordnen. Es ist jedoch auch
denkbar, daß Lötösen auf weiden Seiten oder der Außenseite der Trennflansche des
Isoliermantels angebracht sind. Zur Aufnahme des Ringkernes mit Isoliermantel in
der Wickelmaschine ist es vorteilhaft, daß jeweils zwei Trennflansche mit geringem
Abstand 17 um 1800 versetzt angeordnet sind.
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Durch den hierbei entstan<3enen Abstand 17 können Greif-Einrichtungen
der Wickelmaschine auf die Kernisolierung des Isoliermantels oder direkr auf den
Ringkern fassen,und es entsteht ein isolierender Abstand zwischen Wicklungen mit
unterschiedlichem Spannunclspotential .
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Mit der Figur 4 ist eine Möglichkeit gezeigt, bei der der Isoliermantel
6 aus mehreren kreisbogenförmigen, aus Kunststoff gespritzten Spulenkörpersegirenten
besteht. Die einzelnen Körpersegmente 18 sind als zweigeteilte, einen Außenflansch
19 aufweisende Kammerspulenhälften ausgebildet.
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Die Kammerspulenhälften verankern sich gegenseitig. Ebenso kann bedarfsweise
dort eine Verankerung vorgesehen werden, wo zwei Außenflansche 19 zusammentreffen.
Bei entsprechender Auswahl der Länge der einzelnen Spulenkörpersegmente 18 kann
jegliche gewünschte Kammergröße zusammengestellt werden, auch kann aus verschiedenen
Spulenkörpersegmenten eine geschlossene Kreisform gewählt werden. Die Außenflansche
weisen-in gleicher Weise wie die Trennflansche Lötstützpunkte auf.
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Mit der Figur 5 und 6 ist ein Beispiel aufgezeigt, bei dem der Ringkern-Transformator
1 in ein einseitig offenes, vorwiegend ringförmiges, aus Kunststoff gespritztes
Gehäuse 20 eingesetzt ist. Im inneren Bereich des Gehäuses sind Befestigungsaugen
21 angespritzt. Das Gehäuse mit dem eingesetzten Ringkern-Transformator kann in
bekannter Weise mit geeigneter Gußmasse ausgegossen sein. Ebenso kann das Gehäuse
20 als Abschirmbecher aus Metall gefertigt sein. Auch das einfache Eingießen des
Ringkern-Transformators mit herausragenden Lötstützpunkten ist ebenso möglich wie
die Kombination eingegossener Transformatoren in metallische Abschirnbecher.
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Bei einer weiteren allgemeinen Ausgestaltung des Isolier mantels ist
es möglich, daß die Trennflansche verschiebbar auf der Kernisolation angeordnet
sind.
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Patent- und Schutzlnsprüche