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Transformatorkern
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformatorkern gemaß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es handelt sich um den Kern eines elektrischen Transformators, insbesondere
eines Manteltransformators. Die Schenkel oder Strukturen des Kerns verlaufen im
allgemeinen parallel zueinander, desgleichen die Querstücke des Kerns. Diese Querstücke
verbinden die Enden der Schenkel miteinander. Die Schenkel des Kerns stehen insbesondere
vertikal.
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Ein Kern eines elektrischen Transformators ist allgemein bekannt,
beispielsweise mit drei oder zwei Schenkeln, die z. B. vertikal stehen; auch ist
allgemein bekannt, wie ein Transformatorkern weiterhin aufgebaut ist, um welchen
oder welche Schenkel elektrische Wicklungen oder Spulen vorgesehen sind usw. Zu
all diesem wird z. B. auf das
"Taschenbuch für den Maschinenbau"
von Dubbel, 2. Band, 1939, Abschnitt t'3. Transformatoren" (Seiten 799 bis 805),
Fig. 168 bis 170 auf der Seite 800 und die Seiten 799 und 800 verwiesen.
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Im folgenden werden bei dem Transformatorkern Wärmedehnungen betrachtet.
Es handelt sich dabei um Wärmedehnungen oder unterschiedliche Wärmelängsdehnungen
von Teilen, in erster Linie der Schenkel, des Transformatorkerns.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem anfangs genannten Transformatorkern
solche Wärmelängsdehnungen auszugleichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst.
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Durch diese Erfindung werden freie oder ungehinderte Wärmelängsdehnungen
mindestens eines der Teile (Schenkel bzw. Strukturen, Querstücke, Innenkern) des
Transformatorkerns gegenüber mindestens einem anderen dieser Teile erreicht bzw.
Wärmelängsdehnungen oder Wärmelängsdehnungsunterschiede abgefangen.
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Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
aufgeführt Was den Anspruch 2 betrifft, so erfolgt das Schwenken in der Ebene, in
der sich die Schenkel befinden. Wird gemäß dem Anspruch 2 vorgegangen, dann werden
Wärmelängsdehnungsunterschiede zwischen dem inneren Schenkel bzw.
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der inneren Struktur und den äußeren Schenkeln bzw. Strukturen ausgeglichen.
Wird gemäß dem Anspruch 3 vorgegangen,
so können Wärmelängsdehnungsunterschiede
zwischen einem Fundament für den Kern und dem Kern bzw. der Kerngesamtstruktur,
insbesondere dem unteren Querstück desselben, ausgeglichen werden. Gemäß den Ansprüchen
4 und 5 werden bei der Bauart mit einem Innenkern Wärmelängsdehnungen oder Wärmelängsdehnungsdifferenzen
mit einfachen Mitteln abgefangen bzw. ausgeglichen.
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Die Erfindung wird insbesondere bei einem relativ großen Transformatorkern
angewendet. Sie wird ferner insbesondere bei einer Bauart angewendet, bei der mehrere
Transformatorkerne, von oben gesehen, sternförmig angeordnet sind, so daß ihre innere(n)
Struktur(en) (Schenkel) in der Sternmitte liegt bzw. liegen.
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In der Zeichnung sind in Fig. 1 ein Transformatorkern ohne die Erfindung
und in Fig 2 bis 9 Ausführungsbeispiele eines Transformatorkerns gemäß der Erfindung
dargestellt.
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Es handelt sich insbesondere um Kerne von Manteltransformatoren oder
dgl. Die Schenkel (Strukturen) stehen vertikal.
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Fig. 2 zeigt schematisch einen Kern, bei dem der innere Schenkel und
eine obere Querstückanordnung bezüglich Wärmelängsdehnung relativ zueinander wärmebewegl
ich zusammengesetzt sind.
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Fig. 3 zeigt schematisch einen Kern, bei dem zusätzlich das untere
Quersück und die beiden äußeren Schenkel bezüglich Wärmelängsdehnung relativ zueinander
wärmebewegl ich zusammengesetzt sind.
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Fig. 4 zeigt etwa den Kern gemäß Fig. 3, aber genauer und der Einfachheit
halber nur auf der einen Seite der Symmetrieachse des Kerns. Der Kern gemäß 4 weist
noch zusätzlich die wesentlichen Merkmale der Bauart gemäß Fig. 8 oder 6 auf.
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Fig. 5 zeigt, vereinfacht und in Schrägansicht, einen Transformatorkern
mit einem Innenkern.
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Fig. 6 und 7 zeigen schematisch Transformatorkerne jeweils mit einem
Innenkern und erfindungsgemäßen Merkmalen.
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Fig. 8 zeigt den inneren Schenkel buw. die innere Struktur genauer.
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Fig. 9 zeigt den inneren Schenkel bzw. die innere Struktur genauer,
wobei der Einfachheit halber der mittlere Teil dieses Schenkels bzw. dieser Struktur
weggelassen ist, weil dieser mittlere Teil genauso aussieht wie im Fall von Fig.
8.
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Die drei zueinander parallelen Schenkel des Transformatorkerns gemäß
Fig. 1 sind mit 10, 11 und 12 bezeichnet.
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Die oberen Enden der Schenkel 10 bis 12 sind miteinander durch ein
Querstück 13 verbunden, und die unteren Enden der Schenkel 10 bis 12 sind miteinander
durch ein Querstück 14 verbunden.
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Gemäß Fig. 2 sind der innere Schenkel bzw. die innere Struktur 18
und die äußeren Schenkel bzw. Strukturen 17 und 19 fest am unteren Querstück 21.
Oben sind zwei miteinander praktisch bzw. an sich fluchtende Querstücke 15 und 16
vorgesehen, die an der inneren Struktur 18 wärmebewegich auf liegen. Das Querstück
15 bzw. 16 hat einen kleinen
horizontalen Abstand von der inneren
Struktur 18. Das Querstück 15 bzw. 16 ist im äußeren Schenkel 17 bzw. 19 schwenkbar
eingesetzt für Schwenken in der die Schenkel 17 bis 19 enthaltenden Ebene. Treten
'Härmelängsdehnungsunterschiede zwischen der inneren Struktur 18 und den äußeren
Schenkeln 17 und 19 auf bzw. längt sich die innere Struktur 18 gegenüber den äußeren
Schenkeln 17 und 19 durch die Wärme mehr, so werden also die Querstücke 15 und 16
etwas nach oben geschwenkt.
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Gemäß Fig. 3 ist zusätzlich das untere Querstück 21 in den beiden
äußeren Schenkeln 17 und 19 frei wärmelängsbeweglich gleitend eingesetzt. Es werden
dadurch Wärmelängsdehnungsdifferenzen zwischen dem Kern, insbesondere dem unteren
QuerstUck 21, und dem Fundament 22 ausgeglichen.
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Gemäß Fig. 4 ist die genannte Symmetrieachse mit 23 bezeichnet. Ein
läng icher, zylindrischer Innenkern 20, dessen ideelle Längsachse mit der Symmetrieachse
23 zusammenfäl lt, steht mit einem Absatz 34 auf einem koaxialen, unter dem unteren
Querstück 21 befindlichen, mit dem QuerstUck 21 verschraubten Ring 24, wobei ein
Zapfen 35 des 1 nnenkerns 20 in der Bohrung des Rings 24 steckt. Der Innenkern 20
ist oben federnd abgostützt, indem an einer Kappe 29, die mit einer unter ihr befindlichen,
den Innenkern 20 umschließenden, oberen Buchse 31 verschraubt ist, ein Federpaket
28 vorgesehen ist, wobei sich ein von der Feder 28 umschlossener Zapfen 30 des Innenkerns
20 in einer Durchgangsbohrung 32 der Kappe 29 befindet. Der Kern steht auf Sockeln
25 des Fundaments 22. An den Sockeln 25 entlang verläuft horizontal ein unteres
Querstück 33, das außen in das untere Ende des äußeren Schenkels 17 frei wärmelängsbewegiich
gleitend eingesetzt ist - siehe den oppelpfeil 26. Das obere Querstück 15 liegt
auf einem Ab-
satz 27 der Buchse 31 und ist am oberen Ende des Schenkels
17 schwenkbar angebracht. silber und am unteren Querstück 33 ist eine untere den
Innenkern 20 umschließende Buchse 38 vorgesehen.
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Gemäß Fig. 5 ist vereinfacht dargestellt, daß ein Innenkern 36 sich
mit seinen Enden in Buchsen 37 befindet. Gemä Fig. 6 steht ein Innenkern 20 unten
bzw. auf dem unteren Querstück 21 auf. Oben ist er durch ein Federpaket 28 abgestützt,
in dem Wärmelängsdehnungsdifferenzen abgefangen werden. Bei einer magnetischen Kraft
nach oben im Kern wird der Kern durch eine Vorspannung im Federpaket 28 am Platz
gehalten. Vorteilhaft ist hier auch, daß die Eisenverteilung günstig oder optimal
ist. Gemäß Fig. 7 ist ein Innenkern 37 oben mittels einer Aufhängekappe 40 eingehängt,
und er hängt im unteren Querstück 21 radial gelagert stirnseitig frei, so daß er
sich bei Wärmelängsdehnungsdifferenzen nach unten frei dehnen kann. Die Fixierung
des Innenkerns 37 ist gewährleistet, da der Innenkern 37 durch eine magnetische
Kraft nach unten gezogen wird. Die innere Struktur gemäß Fig. 8 ist der inneren
Struktur gemäß Fig. 4 gleichartig - siehe die Teile 20, 21, 24, 28, 29, 30, 31,
32, 35 und 38. Der Pfeil 33 gibt das Eigengewicht des Innenkerns 20 an. Zu Fig.
8 wird auch auf Fig. 6 verwiesen. Gemäß Fig. 9 handelt es sich wiederum um den hängenden
Innenkern 37, und es wird auf Fig. 7 verwiesen. Der Pfeil 39 gibt die nach unten
gerichtete magnetische Kraft an.