DE3335612A1

DE3335612A1 - Insulation arrangement for concentric windings having opposite minimum-air gaps and tracking paths

Info

Publication number: DE3335612A1
Application number: DE19833335612
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Faust (FH); Helmut 2800 Bremen Rohde
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-04-04

Abstract

In order in a simple way in terms of production and assembly to ensure the required air gaps and tracking paths between a coil former (1 or 4) of a concentrically wound primary winding (WI1) on the one hand and a secondary (WI2) on the other hand, it is proposed according to the invention either, internally on both end flanges (11, 12) to plug in each case one insulating material frame, which can be plugged together from two frame halves (2, 3) and reset one of the two windings, onto the coil former base (14) (Fig. 1-4) or to embed this winding in a single-layer or multi-layer insulating film cylinder having insulating edge beads which are padded on the sides (Fig. 3-7), these edge beads being formed (Fig. 7) either by lateral deflection and folding (Fig. 4-6) of an integral self-adhesive insulating film (5) which is simultaneously used as the coil base insulation, or by the interposition of a padded strip (8 or 9) between two insulating films (6, 7) which are integrally connected to one another at least at the outer edge and in turn at the same time form the coil base insulation (Fig. 7). A suitable application is, in particular, isolating transformers and safety transformers. <IMAGE>

Description

Isolationsanordnung für konzentrische elektrische Wick-Isolation arrangement for concentric electrical winding

lungen mit gegenseitigen Mindest - Luft- bzw. Kriechstrecken Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolationsanordnung für konzentrische elektrische Wicklungen mit gegenseitigen Mindest - Luft- bzw. Kriechstrecken gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw.5 bzw.l0; eine derartige Isolationsanordnung ist durch eine offenkundige Vorbenutzung bekannt.lungs with mutual minimum clearances or creepage distances The invention relates to an insulation arrangement for concentric electrical windings with mutual minimum clearances or creepage distances according to the preamble of the claims 1 or 5 or l0; such an isolation arrangement is through an apparent prior use known.

Zur Gewährleistung erforderlicher Luft- und Kriechstrekken, insbesondere bei Trenn- und Sicherheitstransformatoren wird bei einem scheibenförmigen Aufbau von Primär-und Sekundärwicklung üblicherweise ein Zweikammer-Spulenkörper mit einem Mittel flansch verwendet. Dieser Wicklungsaufbau ist bei Transformatoren mit hoher Kurzzeitleistung ungeeignet. Bei einem konzentrischen Aufbau von Primär- und Sekundärwicklung hat man bisher zum Zwecke hinreichender Luft- und Kriechstrecken beim Einwickeln der unteren auf den Spulenkörpergrund mittel- oder unmittelbar aufliegenden Wicklung zwischen den stirnseitigen Flanschen des Spulenkörpers und den Stirnseiten der Wicklung einen Hartpapierstreifen mehrlagig miteingewickelt. Dadurch wurde der auf den Spulenkörpergrund mittel- bzw. unmittelbar aufliegende Spulenwickel gegenüber dem darüber konzentrisch liegenden Spulenwickel um die Breite der Hartpapierstreifen eingedrückt und dadurch eine Verlängerung der Luft- und Kriechstrecken zwischen Primär- und Sekundärwicklung erreicht.To ensure the necessary air and creeping distances, in particular in the case of isolating and safety transformers, a disk-shaped structure of the primary and secondary winding usually a two-chamber bobbin with a Middle flange used. This winding structure is high in transformers Short-term performance unsuitable. With a concentric structure of primary and secondary winding you have so far for the purpose of sufficient air and creepage distances when wrapping the lower winding lying directly or indirectly on the bobbin base between the end flanges of the bobbin and the end faces of the winding a strip of hard paper wrapped in several layers. As a result, the was on the bobbin base directly or indirectly lying bobbin winding concentrically with respect to the one above it lying bobbin wrapped around the width of the hard paper strips and thereby an extension of the air and creepage distances between the primary and secondary winding achieved.

Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Seitenisolation in Form von umlaufenden Isolations-Randwülsten kann noch eine Grundisolation des inneren Spulenwickels zur Isolierung gegenüber Masse oder einem konzentrisch zu diesem liegenden weiteren Spulenwickel durch einen mehrlagigen Folienwickel vorgesehen werden.In addition to the previously described side insulation in the form of Circumferential insulation edge beads can still provide basic insulation for the inner coil winding for isolation from ground or another concentric to it Coil winding can be provided by a multilayer film winding.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Isolationsanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw.5 bzw.10 die geforderten Mindest - Luft- und Kriechstrecken zwischen zwei konzentrischen Wicklungen, insbesondere zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eines Trenn- und Sicherheitstransformators mit wesentlich vermindertem Fertigungs- und Montageaufwand gewährleisten zu können.The object of the present invention is, in an insulation arrangement according to the preamble of claim 1 or 5 or 10 the required minimum - air- and creepage distances between two concentric windings, especially between the primary winding and the secondary winding of an isolating and safety transformer to be able to guarantee with significantly reduced manufacturing and assembly costs.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von einer Isolationsanordnung der eingangs genannten Art jeweils durch die Lehre der nebengenordneten Ansprüche 1 bzw. 5 bzw. 10.The solution to this problem is achieved on the basis of an insulation arrangement of the type mentioned in each case by the teaching of the subordinate claims 1 or 5 or 10.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der jeweiligen Lehre sind Gegenstand der entsprechend rückbezogenen Unteransprüche.Advantageous embodiments of the respective teaching are the subject the corresponding back-related subclaims.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen: Fig.l in einem perspektivischen Teilausschnitt einen Spulenkörper mit jeweils an seinen beiden Stirnflanschen auf seinen Spulenkörpergrund aufgestecktem Isolierstoff-Rahmen, Fig.2 den Spulenkörper gemäß Fig.l in einem Schnittbild, Fig.3 in einem Teilschnitt einen Spulenkörper mit Primär-und Sekundärwicklung, wobei die Primärwicklung in einen Isolierzylinder aus einer einstückigen selbstklebenden Isolierfolie mit radseitiger Aufpolsterung durch mehrfaches Umlenken und Falzen der Isolierfolie eingebettet ist, Fig.4 in einer Draufsicht die einstückige Isolierfolie vor ihrer randseitigen Falzung, Fig.5 in einer perspektivischen Draufsicht die einstückige Isolierfolie gemäß Fig.3,4 während des Aufbringens auf den Spulenkörper bei gleichzeitiger Umfalzung ihrer Randbereiche, Fig.6 einen mehrlagigen Isolierzylinder mit Aufpolsterung durch randseitiger Falzung, Fig.7 im Schnitt eine weitere Ausführung einer randseitigen Aufpolsterung durch Einlegen von Aufpolsterstreifen zwischen zwei zumindest randseitig außen verbundenen Isolierfolien.The invention and further advantageous embodiments are described in the following with reference to schematically shown embodiments in the drawing explained in more detail; therein show: Fig.l in a perspective partial section Coil body with each of its two end flanges on its coil body base plugged-on insulating material frame, FIG. 2 the coil body according to FIG. 1 in a sectional view, 3 shows a bobbin with primary and secondary windings in a partial section, wherein the primary winding in an insulating cylinder made of a one-piece self-adhesive Insulating film with padding on the wheel side through multiple deflections and folds the insulating film is embedded, Fig.4 in a plan view the one-piece insulating film in front of its edge fold, Figure 5 in a perspective Plan view of the one-piece insulating film according to FIG. 3, 4 during application the bobbin with simultaneous folding of their edge areas, Fig. 6 a multi-layer Insulating cylinder with padding through edge folds, Fig. 7 in section a Further execution of an upholstery on the edge by inserting upholstery strips between two insulating foils connected at least on the outside at the edge.

Fig.l zeigt in einem perspektivischen Teilausschnitt und Fig.2 in einem Schnittbild einen Spulenkörper 1, an dessen Spulenkörpergrund 14 stirnseitig je ein den Wickelraum begrenzender Stirnflansch 11 bzw.l2 angeformt ist. Zumindest der eine Stirn flansch 12 weist randoffene Schlitze 13 zur Herausführung von Anzapfleitungen der aufzuwickelnden, in Fig.2 nur angedeuteten Primärwicklung WI 1 und Sekundärwicklung WI 2 eines Transformators auf.Fig.l shows in a perspective partial section and Fig.2 in a sectional view of a bobbin 1, on the bobbin base 14 on the end face One end flange 11 or one 12 each delimiting the winding space is molded on. At least the one end flange 12 has open-edged slots 13 for leading out tap lines the primary winding WI 1 and secondary winding to be wound up, only indicated in FIG WI 2 of a transformer.

Erfindungsgemäß ist auf den Spulenkörpergrund 14 jeweils ein an den zugehörigen Stirn flansch 11 bzw.12 anliegender, aus zwei zum Spulenkörpergrund 14 hin halboffenen Rahmen-Hälften 2,3 zusammensetzbarer Isolier-Rahmen aufgesteckt.According to the invention is on the bobbin base 14 in each case to the associated end flange 11 or 12 adjacent, from two to the bobbin base 14 towards half-open frame halves 2.3 composite insulating frames attached.

Zur einfachen Montage und trotzdem sicheren Halterung sind die voreinanderstoßenden bzw. miteinander zu verbindenden freien Schenkelenden der beiden Rahmen-Hälften 2,3 jeweils mit komplementären Rastnuten 21,32 bzw. dazu korrespondierenden Rastnocken versehen, von denen in Fig.l nur der Rastnocken 31 der unteren Rahmen-Hälfte 3 sichtbar ist.For easy assembly and still secure mounting are the butting or to be connected to each other free leg ends of the two frame halves 2,3 each with complementary locking grooves 21,32 or locking cams corresponding thereto provided, of which only the locking cam 31 of the lower frame half 3 is visible in Fig.l is.

Beim Ineinanderstecken der beiden Rahmen-Hälften 2,3 rasten diese komplementären Verschlußteile formschlüssig nach Art eines Schnappverschlusses ineinander. In die obere Rahmen-Hälfte 2 sind randoffene Schlitze 23 integriert, die in fertigmontierter Stellung des Isolier-Rahmens deckungsgleich zu den Schlitzen 13 des Stirnflansches 12 liegen, so daß Anzapfleitungen auch der unteren Primärwicklung WI 1 aus dem Wickelraum stirnseitig herausgeführt werden können. In ähnlicher Weise können auch der andere Stirnflansch 11 und die an diesem anliegende Isolier-Rahmen-Hälfte 3 mit zueinander fluchtenden Schlitzen versehen sein.When the two frame halves 2, 3 are inserted into one another, they snap into place complementary locking parts in a form-fitting manner in the manner of a snap lock. Open-edged slots 23 are integrated in the upper frame half 2, which are shown in FIG fully assembled Position of the insulating frame congruent with the slots 13 of the end flange 12 lie so that tap lines also the lower primary winding WI 1 from the winding space can be led out at the front. Similarly, the other can Front flange 11 and the insulating frame half 3 resting on it with one another aligned slots.

Wie insbes. aus Fig.2 ersichtlich, wird durch den in einfacher Weise aufgrund seiner zweiteiligen Konstruktion aufsteckbaren Isolier-Rahmen ein flanschseitiges Einrücken der auf dem Spulenkörpergrund zunächst aufgewickelten Primärwicklung WI 1 gegenüber der darüber zu wickelnden Sekundärwicklung WI 2 bewirkt, so daß ein vergrößerter Luft-und Kriechstreckenabstand zwischen den randseitigen Wicklungslagen der Primärwickung einerseits und der Sekundärwicklung andererseits gewährleistet ist. In vorteilhafter Weise sind beide jeweils zusammensteckbaren Rahmen-Hälften 2 bzw.3 zueinander identisch ausgebildet.As can be seen in particular from FIG. 2, the in a simple manner Due to its two-part construction, the clip-on insulating frame has a flange-side Engagement of the primary winding WI initially wound on the bobbin base 1 compared to the secondary winding to be wound WI 2 causes so that a increased clearance and creepage distance between the edge-side winding layers the primary winding on the one hand and the secondary winding on the other hand guaranteed is. Both frame halves can be plugged together in an advantageous manner 2 or 3 are identical to one another.

Bei der Bestückung des Spulenkörpers wird zunächst z.B.When equipping the bobbin, e.g.

die obere Rahmen-Hälfte 2 auf den Spulenkörpergrund 14 aufgesteckt. Anschließend wird die untere Rahmen-Hälfte 3 in Druckrichtung P soweit aufgeschoben, bis der durch die gegenseitigen Rastnuten bzw. Rastnocken gebildete Schnappverschluß einrastet. Danach wird die untere Primärwicklung gegebenenfalls unter vorheriger Auflage einer Isolierfolie auf den Spulenkörpergrund 14 zwischen den beiden stirnseitigen Isolier-Rahmen aufgebracht. Die Wickelhöhe dieser Wicklung soll der Höhe der Isolier-Rahmen entsprechen. Die Primärwicklung WI 1 ist damit auf jeder Stirnflanschseite um das Maß der Wandstärke des Isolier-Rahmens gegenüber der Innenfläche des Stirnflanschos eingedrückt. Auf diese Wicklung wird ein Isolierzylinder gewickelt, auf den anschließend die obere Sekundärwicklung WI 2 aufgebracht werden kann. Die Luft- und Kriechstrecke zwischen Primärwicklung WI 1 und Sekundärwicklung WI 2 kann also durch die Abmessung der Isolier-Rahmen bestimmt werden.the upper frame half 2 is pushed onto the bobbin base 14. Then the lower frame half 3 is pushed on in the direction of pressure P until until the snap lock formed by the mutual locking grooves or locking cams clicks into place. After that, the lower primary winding is optionally under the previous one An insulating film is placed on the bobbin base 14 between the two end faces Insulating frame applied. The winding height of this winding should correspond to the height of the insulating frame correspond. The primary winding WI 1 is thus around the on each end flange side Measure of the wall thickness of the insulating frame in relation to the inner surface of the end flange depressed. An insulating cylinder is wound onto this winding, and then onto it the upper secondary winding WI 2 is applied can be. The air- and creepage distance between primary winding WI 1 and secondary winding WI 2 can can be determined by the dimensions of the insulating frame.

Fig.3 bis 6 zeigen eine weitere vorteilhafte Variante zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe. Wie insbes. aus Fig.3, ersichtlich ist die Sekundärwicklung WI 2 in einen Isolierzylinder eingebettet, der einstückig aus einem Isolations-Grundwickel 51 zur elektrischen Isolierung gegenüber der darunterliegenden Sekundärwicklung WI 2 und stirnseitigen, die Sekundärwicklung WI 2 einrückenden aufgepolsterten Isolations-Randwülsten 52, 53 besteht, durch die die geforderten Luft- und Kriechstrecken gewährleistet werden können.3 to 6 show a further advantageous variant for solving the task according to the invention. As can be seen in particular from FIG. 3, the secondary winding can be seen WI 2 embedded in an insulating cylinder, which is made in one piece from an insulating base winding 51 for electrical insulation from the secondary winding below WI 2 and on the face side, the secondary winding WI 2 indented, padded insulating edge beads 52, 53, through which the required air and creepage distances are guaranteed can be.

Erfindungsgemäß ist zur Erzielung der Randwülste 52,53 vorgesehen, daß der gemäß Fig.4 mit einem entsprechenden seitlichen, durch die Randbereiche R1 und R2 gekennzeichneten dbermaß versehene Isolations-Grundwickel der einstückigen Isolierfolie 5 beim Aufbringen auf den Spulenkörper durch mehrfaches Umlenken und Falzen der Randbereiche aufgepolstert wird. Fig.5 soll diesen Fertigungs-bzw. Montagevorgang andeuten.According to the invention, to achieve the edge beads 52,53, that the one according to Figure 4 with a corresponding lateral, through the edge areas R1 and R2 marked oversize insulation base winding of the one-piece Insulating film 5 when applied to the bobbin by multiple deflections and Folding the edge areas is padded. Fig.5 is to this manufacturing or. Assembly process imply.

Wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung als Isolierfolie eine z.B. als Band oder als Rollenmaterial angelieferte selbstklebende Isolierfolie verwendet, so sind zweckmäßigerweise die seitlichen Randzonen R1, R2 mit neutralisierter Kleberschicht versehen und in Abrollrichtung R durch entsprechende Perforationen 54,55 bzw.56,57 für eine Faltung vorbereitet.If according to one embodiment of the invention as an insulating film e.g. self-adhesive insulating film supplied as tape or roll material used, the lateral edge zones R1, R2 are expediently provided with a neutralized adhesive layer and in the unwinding direction R through corresponding perforations 54,55 and 56,57 prepared for folding.

Wie aus Fig.6 ersichtlich, wird zur Erzielung einer genügend hohen Aufpolsterung der Isolations-Randwülste 52,53 zweckmäßigerweise ein mehrlagiger Isolierzylinder durch mehrfaches Umwickeln des Spulenkörpers vorgesehen.As can be seen from Fig.6, to achieve a sufficiently high The padding of the insulating edge beads 52, 53 is expediently a multi-layered one Insulating cylinder provided by wrapping the bobbin several times.

Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zur einfachen erfindungsgemäßen Herstellung eines Isolierzylinders mit seitlicher Aufpolsterung durch eine hier nicht dargestellte Wicklung eingrenzende Isolier-Randwülste.7 shows a further embodiment of the simple invention Manufacture of an insulating cylinder with side padding by one here Not shown winding delimiting insulating edge beads.

Dazu ist ein einlagiger Isolierzylinder aus zwei übereinander liegenden und zumindest an den äußeren Rändern z.B. durch Kleben oder Schweißen verbundenen einstückigen Isolierfolien 6,7 vorgesehen, zwischen denen zur Bildung der Isolier-Randwülste Aufpolsterstreifen 8,9 eingeschlossen sind.For this purpose, a single-layer insulating cylinder is made up of two superimposed and connected at least at the outer edges, for example by gluing or welding one-piece insulating films 6,7 are provided, between which to form the insulating edge beads Padding strips 8,9 are included.

Die Isolierzylinder können aus Rollen- oder aus Streifenmaterial mit dem Umfang des Zylinders entsprechender Streifenlänge gefertigt sein; im ersteren Fall wird zweckmäßigerweise, wie in Fig.7 dargestellt, der Isolierzylinder an seiner Auflagefläche komplett oder partiell auf eine zusätzliche als Unterlage dienende Trennfolie mittels einer Kleberschicht 10 aufgeklebt; im zweiten Fall erfolgt in besonders einfacher Weise die Fixierung durch eine streifenendseitige Klebelasche, die mit dem Anfang des Isolierzylinder-Streifens nach seiner Umwicklung verklebt wird.The insulating cylinder can be made of roll or strip material with be made to the circumference of the cylinder corresponding strip length; in the former Case is expediently, as shown in Figure 7, the insulating cylinder on his Support surface completely or partially on an additional serving as a base Release film stuck on by means of an adhesive layer 10; in the second case takes place in particularly simple way of fixing by means of an adhesive flap on the end of the strip, which is glued to the beginning of the insulating cylinder strip after it has been wrapped around will.

10 Patentansprüche 7 Figuren10 claims 7 figures

Claims

Claims Isolation arrangement for concentric electrical Windings with mutual minimum clearances or creepage distances, especially for Transformer or transformer wound concentrically on top of one another on a bobbin Choke windings, with a coil winding on the end face, and these opposite resetting the end faces of an adjacent concentric bobbin circumferential insulation edge beads to maintain the required air and creepage distances, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that as a bead on each of the two Front flanges (11 or 12) of a coil former (1) on its coil former base (14) an insulating frame is attached to each (Fig.1,2).

2. Isolation arrangement, especially for a coil body with each an end flange that delimits the winding space and the edge bead according to claim 1, that each frame made of insulating material can be assembled from two half-open frame halves (2 or 3) (Fig. 1).

3. Insulation arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n shows that the frame halves (2 or 3) are in front of each other in terms of assembly lying frame parts can be plugged into one another, in particular with a snap lock (Locking cams 31 or locking grooves 21,32) are mutually fixable, are formed (Fig.l).

4. Isolation arrangement according to claim 3 and / or 4, d a -d u r c h G e k e n n n z e 1 c h n e t that the frame halves are identical to one another are.

5. Isolation arrangement for concentric electrical windings with mutual minimum air and creepage distances, especially for on a coil body Transformer or inductor windings wound concentrically one above the other, with an insulation base winding encompassed by a coil for direct insulation of the coil lap against ground or a further coil lap and the end face, delimiting one coil and this opposite the end faces of an adjacent one Coil winding resetting, circumferential insulation edge beads for compliance required clearances and creepage distances that the insulation base winding (51) and the insulation edge beads (52,53) parts a one-piece insulating film (5) and the edge beads (52,53) by back and forth Fold with folds running in the unwinding or winding direction (R) of edge zones (R1; R2) of the one-piece which is provided with a corresponding lateral oversize Insulating film (5) are formed (Fig.3-6).

6. Insulation arrangement according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that several layers of insulating film with each through the edge Folds of the insulating film formed lateral padding strips are provided (Fig. 6).

7. Isolation arrangement according to claim 5 or 6, d a -d u r c h g e it is not noted that the folds are caused by perforations (54.55 or 56.57) of the Edge zones (R1 or R2) of the insulating film (5) are prepared (Fig. 4).

8. Insulation arrangement according to one of claims 5 to 7, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that self-adhesive insulating foils are provided.

9. Insulation arrangement according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n note that the adhesive layer of the self-adhesive insulating film in the area the edge zones (R1, R2) is neutralized before folding back and forth.

10. Insulation arrangement for concentric electrical windings with mutual minimum air and creepage distances, especially for a coil body Transformer or inductor windings wound concentrically one above the other, with an insulation base winding encompassed by a coil for direct insulation of the coil lap against ground or a further coil lap and the end face, delimiting one coil and this opposite the end faces of an adjacent one Coil winding resetting, circumferential insulation edge beads for compliance required clearances and creepage distances that the insulation base winding and the insulation edge beads are parts of at least two superimposed, at least at the outer edge interconnected insulating foils (6,7), between which there is an upholstery strip in the area of each edge zone (8,9) in roll-off or The winding device is inserted (Fig. 7).