DE3127341A1

DE3127341A1 - Spulenkoerper, insbesondere fuer eine transformatorspule

Info

Publication number: DE3127341A1
Application number: DE19813127341
Authority: DE
Inventors: Erwin Müller; Josef 8000 München Robl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1983-01-27
Also published as: EP0069973A1; DE3267408D1; EP0069973B1; DE3127341C2

Description

Spulenkörper, insbesondere für eine Transformatorspule

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spulenkörper aus Isolierstoff mit an beiden Enden angeformten Flanschen sowie mit einer Kernbohrung zur Aufnahme eines axial angeordneten, sich über die Spulenflansche hinaus erstreckenden Eisenkerns.

Spulenkörper mit und ohne Eisenkern sind in vielen Formen bekannt. Für bestimmte Anwendungen ergeben sich jedoch

'\d Probleme in der Fertigung, wenn beispielsweise der Eisenkern einer Transformatorspule an beiden Enden derart verbreitert ist, daß er nicht mehr einstückig in die Kernbohrung eingeschoben werden kann. Bei derartigen Spulen ist es deshalb üblich, entweder den einstückig mit zwei Eisenflanschen ausgestatteten Kern ohne Spulenkörper lediglich mit Lack oberflächlich zu isolieren oder mit Isolierfolieh auszukleiden und dann zu bewickeln oder anstelle dieser Lackisolierung Kunststoffhalbschalen aufzuschieben. In beiden Fällen ist es schwierig und aufwendig, den Eisenkern sicher von der Wicklung zu isolieren; außerdem ist, abgesehen vom Wickelraumverlust, der Wickelvorgang fertigungstechnisch erschwert, da Wickelstützpunkte, wie sie an anderen Spulenkörpern durchaus bekannt sind, fehlen und somit die Wicklungsenden einzeln abgebunden werden müssen. Wollte man jedoch einen in anderem Zusammenhang bekannten einteiligen Spulenkörper verwenden, so läßt sich der Kern nur in mindestens zwei Teilen einbringen; da Transformatorkerne im allgemeinen zur Vermeidung von Wirbelströmen geschlitzt ausgeführt werden, müßten

35' die jeweiligen Kernschlitze im Spulenkörper durch zusätzliche Fertigungsmaßnahmen ausgerichtet werden«

Pr 1 Fra / 9.7.1981

81 P β 3 O 5 DE

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spulenkörper der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sowohl die Herstellung als auch das Bewickeln und gegebenenfalls die Montage eines mehrteiligen geschlitzten Kerns in einfaeher und kostengünstiger Weise möglich wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der einteilige Spulenkörper im Bereich der Kernbohrung eine angeformte Längsrippe besitzt, in deren Verlängerung zumindest ein Spulenflansch Wickelstützpunkte trägt.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung eines Spulenkörpers wird es beispielsweise möglich, einen zweiteiligen geschlitzten Kern von den zwei Enden her in den Spulenkörper einzuschieben und die Schlitze jeweils an der Längsrippe des Spulenkörpers auszurichten. Durch die weiterhin vorgesehene Anordnung von Wickelstützpunkten in Verlängerung dieser Längsrippe kommen diese auch dann in den Schlitz des Spulenkerns zu liegen, wenn der Kern außerhalb der Spule scheibenförmig über den ganzen Radius des Spulenflansches vergrößert ist. Diese Wickelstützpunkte können an einem rippenförmigen Fortsatz der Längsrippe vorgesehen sein, wobei dieser Fortsatz in eine radiale Ausnehmung des beispielsweise außerhalb der Spule zu einem Eisenflansch erweiterten Kerns zu liegen kommt.

Zweckmäßigerweise sind dabei zwei oder mehr Wickelstützpunkte am Spulenflansch in Radialrichtung übereinander angeordnet, um auch in einem schmalen Schlitz des Eisenflansches eine gute Isolierung für die aufgebrachten Wicklungsenden zu erhalten. Die WiekelStützpunkte selbst können dabei an dem Spulenflansch bzw. an dem rippenförmigen Fortsatz in Form zweier hakenförmiger Nasen angeformt sein. Zum Bewickeln ist es dabei von Vorteil, wenn die Wickelachsen der beiden Wickelstützpunkte gegeneinander einen derartigen Winkel bilden, daß durch die Schlingbewegung des Drahtes auf einem Wicke!stützpunkt der je-

VPA SI ρ 6 S O 5 DE •weils andere Wickelstützpunkt nicht berührt wird» Der jeweils hierfür notwendige Winkel läßt sich im Einzelfall anhand der Größenverhältnisse des Spulenflansches und der Wickelstützpunkte selbst ermitteln.

Zur Aufnahme der Wicklungsenden besitzen die Wickelstützpunkte zumindest einseitig vertiefte Nuten, wodurch auch der Abstand der angewickelten Wicklungsenden gegenüber einem geschlitzten Eisenkern vergrößert wird= Günstig wäre zwar auch eine Befestigung der Wicklungsenden in ringsum vertieften Nuten, doch ist im allgemeinen die einseitige Nut werkzeugmäßig einfacher herzustellen» Weiterhin ist es zweckmäßig, daß der die Wickelstützpunkte tragende Spulenflansch neben diesen Wickelstützpunkten axial geschlitzt ist und somit den Drahteinlauf des Wicklungsanfanges ermöglicht.

Die Wickelstützpunkte können auch in Form von Drähten in das Ende der Längsrippe bzw. in deren Fortsatz eingebettet sein. Im übrigen können in einer Weiterbildung der Erfindung auch weitere Metalleinlagen in.der Längsrippe eingebettet sein, um beispielsweise bei einem Transformator die Phase zu verschieben. Bei entsprechender Gestaltung der Längsrippe mit Kammern können derartige Metallteile auch nachträglich eingelegt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 bis 3 einen erfindungsgemäß gestalteten Spulenkörper in drei Ansichten,

Fig. 4 und 5 die Anwendung des Spulenkörpers von Fig.

bis 3 in einem Transformator, Fig. 6 bis 10 weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des Spulenkörpers in schematischer Darstellung.

_^_6- VPA 81 P 5 9 05 OE

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Spulenkörper 1, der vorzugsweise aus elastischem, temperaturfestem, thermoplastischem Isolierstoff besteht. Auf dem Spulenrohr 2 ist die nur angedeutete Wicklung 3 aufgebracht, die an beiden Enden des Spulenkörpers durch die Flansche 4 und 5 begrenzt wird. Die Kernbohrung 6 dient zur Aufnahme eines Eisenkerns, wie er beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Zur Ausrichtung eines geschlitzten, gegebenenfalls mehrteiligen Kerns besitzt der Spulenkörper in der Bohrung β eine Längsrippe 7, die über den Flansch 4 hinaus verlängert in einen rippenförmigen Fortsatz 8 übergeht und zwei hakenförmige Wickelstützpunkte 9 und 10 bildet. Dadurch ist es möglich, auch einen Kern mit einem den Spulenflansch 4 übergreifenden Eisenflansch zu verwenden, wenn dieser einen Schlitz zur Aufnahme des rippenförmigen Fortsatzes 8 besitzt. Dieser Schlitz kann relativ schmal sein, da die Wickelstützpunkte 9 und 10 radial übereinander in einer Linie angeordnet sind. Damit können auch Spulen, die einen Kern mit Eisenflanschen aufnehmen sollen, schnell und kostengünstig gewickelt werden, da auch sehr dünne unverdrallte Wicklungsenden an den Wickelstützpunkten 9 und 10 rasch angewickelt werden können und das bei derartigen Spulen bisher erforderliche Abbinden und Verknoten der Wicklungsenden entfällt. Außerdem ergibt sich wegen des Fehlens der Abbindeknoten ein erheblicher Wickelraumgewinn.

Der Spulenflansch 4 besitzt für den Drahteinlauf des Wicklungsanfangs 11 einen Schlitz 12, außerdem sind die Schlitz kanten verrundet,und am Spulenflansch ist eine Einlaufschräge 13 mit einem kleinen Winkel-V* angeformt. Das Wicklungsende 14 wird entsprechend wiederum durch den Schlitz 12 des Spulenflansches 4 auf den WickelstützpunktiO geführt. Beide Wickelstützpunkte 9 und 10 sind in ihrer Wickelachse gegeneinander derart geneigt, daß beim Anwickeln an den einen Stützpunkt der jeweils andere die

- &C-7- VPA 81 P 6 805 OE

Schlingbewegung des Drahtes nicht behindert. Zu diesem Zweck werden die Winkel der Anwickelebene ou beim Wickelstützpunkt 9 und ß beim Wickelstützpunkt '10 unter Berücksichtigung der Abstände dieser beiden Wickelstützpunkte und der sonstigen Abmessungen entsprechend groß gegenüber der Stirnebene des Spulenkörpers gewählt.

Durch die Hakenform der Wickelstützpunkte 9 und 10 werden die Wicklungsenden gegen Abrutschen gesichert. Zu einer noch besseren Fixierung der Spulenenden und auch zur Erhöhung der Isolationsfestigkeit durch Vergrößerung der Luftstrecken zu den Metallteilen besitzen diese Wickelstützpunkte weiterhin an einer Seite Nuten 15s so daß die aufgebrachten Wicklungsenden mit der seitlichen Oberfläche der Wickelstützpunkte bündig liegen können. Die Wickelstützpunkte könnten auch allseitig mit Nuten versehen werden, doch ergäbe sich in diesem Fall eine kompliziertere Werkzeuggestaltung für die Fertigung des Spulenkörpers.

Die Spulenflansche 4 und 5 sind einerseits aus Festigkeitsgründen und formtechnischen Gründen sowie andererseits zur Erleichterung der mechanisierten Bewicklung nach außen konisch verjüngt und an den Innenkanten verrundet.

Fig. 4 und 5 zeigen die Anwendung des Spulenkörpers aus den Fig. 1 bis 3 in einem Transformator, wie er beispielsweise bei einem schleifringlosen Drehmelder verwendet wird. Dabei ist im Spulenkörper 1 mit der Wicklung 2 ein zweiteiliger Kern angeordnet, dessen beide Teile 16 und 17 jeweils von den Spulenenden her in die Kernbohrung eingeschoben sind. Im Bereich des Spulenrohres sind diese Kernhälften 16 und 17 jeweils hülsenförmig ausgebildet und mit ihrer Innenbohrung auf eine Rotorwelle 18 aufgesetzt. An den Spulenenden sind diese

₈₁p ₆ g o 5 DE

Kernhälften jeweils zu Eisenflanschen 19 und 20 ausgeformt, welche sich in Radialrichtung neben den Spulenflanschen erstrecken und jeweils Luftspalte 25 gegenüber dem Eisenkern einer Statorspule 22 bilden (Lager sind nicht gezeichnet).

Die Kernhälften 16 und 17 einschließlich ihrer Eisenflansche 19 und 20 sind durchgehend mit einem Schlitz 23 versehen, mit Hilfe dessen sie an der Längsrippe 7 des Spulenkörpers 1 ausgerichtet werden. Im Bereich des rippenförmigen Fortsatzes 8 mit den Wickelstützpunkten 9 und (siehe Fig. 1) ist der Schlitz 23 zu einer Ausnehmung 24 erweitert, um eine genügende Isolierstrecke gegenüber den angev/ickelten Wicklungsenden der Spule 3 zu gewährleisten.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen abgewandelte Ausführungen des Spulenkörpers 1 in schematischer Darstellung. So ist in Fig. 6 ein Spulenkörper 31 gezeigt, der in der Längsrippe

32 eine Kammer 33 aufweist, welche beispielsweise Kurzschlußstücke zur Phasenverschiebung eines Transformators aufnehmen kann. Solche Metallteile können in die Kammer

33 nachträglich eingesteckt oder bereits bei Herstellung des Spulenkörpers mit eingebettet werden. AnwickelStützpunkte, die gleichzeitig als Lötstützpunkte dienen, können in diesem Fall beispielsweise auf der nicht sichtbaren Seite des entgegengesetzten Spulenflansches 34 vorgesehen sein.

Fig. 7 zeigt einen Spulenkörper 41 mit einer Längsrippe 42, in welche im Bereich des Spulenflansches 43 zwei Drahtstücke 44 und 45 als WiekelStützpunkte eingebettet sind. Beim Spulenkörper 51 gemäß Fig. 8 besitzt die Längsrippe 52 am Spulenflansch 53 einen Fortsatz 54, der ebenfalls eingebettete Wickelstützpunkte in Form von Drähten 55 und 56 besitzt. In diesem Fall sind die Drähte zueinander in einem derartigen Winkel angeordnet, daß bei der Schlingbewegung des Drahtes um den einen Wickelstützpunkt der andere Wickelstützpunkt nicht behindert.

-JT--9- VPA at P 6 S 05 DE

Die Fig. 9 und 10 zeigen schließlich in einer weiteren Abwandlung einen Spulenkörper 61, deren Längsrippe 62 zwei Stege 63 und 64 "bildet. Diese Stege bilden wiederum eine Kammer für Einlegeteile, wie beispielsweise KurzSchlußstücke oder sonstige Metalleinlagen. In Fig.

10 besitzen diese Stege 63 und 64 ,jeweils Fortsätze 65 und 66, die sich entlang des Spulenflansches 67 in Radialrichtung erstrecken. Damit können abgewinkelte Einlegeteile isoliert bis an den Außendurchmesser des Spulenflansches geführt werden.

11 Patentansprüche
10 Figuren

Claims

VPA 81 P 6 9 O 5 DEPatentansprüche

1. Spulenkörper aus Isolierstoff mit an beiden Enden angeformten Flanschen sowie mit einer Kernbohrung zur Aufnahme eines axial angeordneten, sich über die Spulenflansche hinaus erstreckenden Eisenkerns, dadurch gekenn zeichnet, daß der einteilige Spulenkörper (1) im Bereich der Kernbohrung (6) eine angeformte Längsrippe (7) besitzt, in deren Verlängerung zumindest ein Spulenflansch

(4) Wickelstützpunkte (9, 10) trägt.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelstützpunkte (9, 10) an einem rippenförmigen Fortsatz (8) der Längsrippe

(7) angeordnet sind.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet , daß an dem Fortsatz (8) zwei hakenförmige, gegeneinander versetzte Wickelstüzpunkte (9, 10) einstückig angeformt sind.

4. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3> d a durch gekennzeichnet, daß die Wickelstützpunkte (9, 10) in Radialrichtung der Spule gegeneinander versetzt angeordnet sind.

5. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelstützpunkte (9, 10) mit ihren jeweiligen Wickelachsen gegenüber der Stirnfläche des Spulenflansches (4) um einen derartigen Winkel (c&, ß) gegeneinander geneigt angeordnet sind, daß durch die Schlingbewegung der Wicklungsenden (11, 14) auf jeweils einem Wiekelstützpunkt der jeweilige andere Wiekelstützpunkt nicht berührt wird.

- y- VPA 81 P ö 905 DE

6. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a durch gekennzeichnet, daß die Wickelstützpunkte (9, 10) jeweils an einer Seite zur Aufnahme und formschlüssigen Fixierung der Wicklungsenden mit einer Nut (15) versehen sind.

7. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wickelstützpunkte (9, 10) tragende Spulenflansch (4) neben den Wickelstützpunkten einen axialen Schlitz (12) aufweist.

8. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsrippe (42) bzw. dem Fortsatz (54) Wickelstützpunkte in Form von Drähten (44, 45, 55, 56) eingebettet sind.

9. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a durch gekennzeichnet, daß in der Längsrippe (32) Metalleinlagen eingebettet sind.

10. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Längsrippe (32, 62) Kammern_zur Aufnahme von Einlegeteilen aufweist.

11. Transformatorspule unter Verwendung eines Spulenkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Spulenkörper (1) ein zweiteiliger, der Länge nach geschlitzter Kern (16, 17) mit an den Enden jeweils angeformten Eisenflanschen (19, 20) angeordnet ist, wobei die Längsrippe (7) und die an einem Spulenflansch angeordneten Wickelstützpunkte (9, 10) im Längsschlitz des Kerns liegen.