DE3627890A1 - Transformator mit einer magnetischen abschirmung und verfahren zur herstellung einer solchen abschirmung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator, der ein dreischenkliges Blechpaket mit um den mittleren Schen­ kel gewickelten Trafo-Wicklungen, einen der magnetischen Abschirmung dienenden, quer zur Schenkellängsrichtung um das Blechpaket und über die Wicklungen geführten bandarti­ gen Kupferkurzschlußring und ein mehrlagiges, ebenfalls der magnetischen Abschirmung dienendes Blechband aufweist, das um das Blechpaket und das Kupferkurzschlußband gelegt ist und das quer zur Schichtungsrichtung des Blechpaketes um dessen Außenkanten verläuft und auf ein Verfahren zur Herstellung einer Abschirmung für den Transformator.

Bei Transformatoren, die in elektronische Geräte eingebaut werden, stellt sich immer wieder das Problem der magne­ tischen Abschirmung, da die elektronischen Schaltungen nicht durch magnetische Streufelder des Transformators gestört werden dürfen. Dieses Problem stellt sich beispielsweise bei Compact-Disc-Spielern in verschärfter Form.

Insbesondere für den Einbau in Großseriengeräte vorgese­ hene Transformatoren sollen eine Abschirmung aufweisen, die wirtschaftlich herstellbar ist. Dazu ist es bekannt, ein Kupferkurzschlußband quer zur Schenkellängsrichtung um das Blechpaket und über die Wicklungen zu führen. Ferner ist es bekannt, ein mehrlagiges Blechband um das Blechpa­ ket und das Kupferkurzschlußband zu legen. Sowohl das Kupferkurzschlußband wie auch das mehrlagige Blechband dienen dabei der magnetischen Abschirmung.

Derartige magnetische Abschirmungen neigen jedoch zum Vibrieren im Rythmus der Wechselstromschwingungen. Es ist bekannt, das Vibrieren des Blechbandes dadurch zu unterdrücken, daß das Blechband nach dem Aufwickeln vakuumimprägniert wird. Diese Technik ist jedoch relativ aufwendig und bei für Großseriengeräte vorgesehenen Transformatoren nicht wirtschaftlich einsetzbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine magnetische Abschirmung für Transformatoren zu schaffen, die bei guter magneti­ scher Abschirmung auf wirtschaftliche Weise vibrationsarm ausgebildet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagen des mehrlagigen Blechbandes miteinander verklebt sind.

Durch ein solches Verkleben der magnetischen Abschirmung wird erreicht, daß Vibrationen des Bandes, die sich in dem dem gefürchteten Trafo-Brummen äußern, wirkungsvoll unter­ drückt werden. Mittels der Verklebung sind die einzelnen Lagen des Bandes nämlich gegeneinander festgelegt und das Blech der verschiedenen Lagen kann nicht direkt aufeinan­ derschlagen und gegeneinander reiben. Eine magnetische Abschirmung mittels eines derartigen mehrlagigen Blech­ bandes, dessen Lagen miteinander verklebt sind, ist wirtschaftlich herstellbar.

Das Ende des mehrlagigen Blechbandes wickelt sich infolge der Verklebung der Lagen des Blechbandes miteinander nicht mehr so leicht ab wie bei konventionellen, nicht verkleb­ ten Blechbändern. Wegen der besseren Fixierung des Endes des Blechbandes infolge der Verklebung der Lagen des Bandes miteinander ist es ausreichend, das Ende des Blechbandes beispielsweise mittels einer Kerbung gegenüber der unter dem Ende liegenden Lage des Blechbandes festzu­ legen. Gleichwohl ist es möglich, das Ende des Blechbandes zu verschweißen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß zwischen den Lagen des Blechbandes eine elastisch bleibende Klebstoffschicht vorgesehen ist. Eine Verklebung der Lagen des Blechbandes mittels einer elastisch bleibenden Klebstoffschicht bietet insbesondere den Vorteil, daß die Lagen des Blechbandes relativ zuein­ ander im begrenzten Umfang beweglich bleiben. Dies ist erforderlich, um bei Temperaturschwankungen des Trans­ formators und damit Wärmeausdehnungen des Blechbandes eine Verspannung des Blechbandes in sich zu verhindern. Darüber hinaus bietet eine Verklebung der Lagen des Blechbandes mittels einer elastisch bleibenden Klebstoffschicht den Vorteil, daß die Klebstoffschicht bei der Fertigung des Transformators vor dem Aufbringen des Blechbandes in einfacher Weise auf dieses aufbringbar ist. Die Lagen des aufgewickelten Blechbandes sind anschließend nach dem Aufwickeln gegeneinander festgelegt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß ein doppelseitiges Klebeband die Lagen des Blechbandes auf voller Länge miteinander verbindet. Dazu ist das Blechband zusammen mit einem auf beiden Seiten klebenden Band, das etwa die gleiche Breite und Länge des Blechbandes hat, aufgewickelt. Auf diese Weise sind sämt­ liche Lagen des Blechbandes miteinander verklebt. Die Ver­ bindung der Lagen mittels eines doppelseitigen Klebebandes stellt ebenfalls eine elastisch bleibende Verbindung der Lagen des Blechbandes zueinander dar. Die Verbindung der Lagen des Blechbandes miteinander mittels eines doppelsei­ tigen Klebebandes ist auf einfache und wirtschaftliche Weise möglich.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das mehrlagige Blechband außen mit einem Klebeband umwickelt ist. Wie oben bereits ausgeführt, kann das Ende des mehrlagigen Blechbandes beispielsweise mittels einer Punktschweißung oder einer Kerbung fest­ gelegt sein. Da infolge der Verklebung der Lagen des Blechbandes miteinander, bzw. deren Verbindung mittels eines doppelseitigen Klebebandes, sind die Lagen des Blechbandes zueinander ohnehin schon relativ gut fest­ gelegt, was auch für das Ende des Blechbandes gilt. Infolgedessen ist es ausreichend, zur Festlegung auch des Endes des Blechbandes das aufgewickelte mehrlagige Blechband außen mit einem Klebeband zu umwickeln. Das Blechband ist damit auf einfache Weise festgelegt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Transformators vorgesehen, daß das Blechband mit einer Klebstoffschicht versehen und anschließend um das Blech­ paket des Transformators gewickelt wird. Die Verklebung der Lagen des Blechbandes kann in dieser Weise vorteilhaft dadurch vorgenommen werden, daß vor dem Aufwickeln des Blechbandes dieses mit einer Klebstoffschicht versehen wird. Anschließend wird das Blechband um das Blechpaket des Transformators gewickelt, wobei das Blechband quer zur Schichtungsrichtung des Blechpaketes und dessen Außen­ kanten verläuft. Bei der Wahl des Klebstoffes ist darauf zu achten, daß dieser auch nach dessen Trocknungsvorgang etwas elastisch bleibt, damit die Lagen des Blechbandes bei einer Temperaturänderung und der damit verbundenen Wärmeausdehnung zueinander elastisch beweglich bleiben. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Blechband zusammen mit einem doppelseitigen Klebeband um das Blechpaket des Transformators gewickelt wird. Das gemeinsame Aufwickeln beschleunigt den Herstel­ lungsvorgang. Vorteilhaft ist es dabei, das doppelseitige Klebeband mit der Innenseite des Blechbandes zu wickeln, d.h. also diejenige Seite, die beim Aufwickeln zuerst auf das Blechpaket des Transformators gewickelt wird. Eine gemäß dieses Verfahrens hergestellte Abschirmung mittels eines doppelseitigen Klebebandes ist in wirtschaftlicher Weise herstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert.

In der Figur ist ein Transformator in Ansicht dargestellt, der eine magnetische Abschirmung gemäß der Erfindung aufweist.

Der Transformator 1 weist ein dreischenkliges Blechpaket 2 auf. Das Blechpaket 2 ist aus einer Reihe von Einzel­ blechen aufgeschichtet. Von den drei Schenkeln des Blech­ paketes 2 verlaufen zwei Schenkel 3 und 4 im Außenbereich des Blechpaketes und ein mittlerer Schenkel 5 im Innenbe­ reich. Dieser im Innenbereich verlaufende Schenkel 5 ist mit einem Kunststoffspulenkörper 6 versehen, der der Auf­ nahme von Trafo-Wicklungen dient, welche um diesen Kunst­ stoffspulenkörper 6 gewickelt sind und damit um den mitt­ leren Schenkel 5 herum verlaufen. Die Trafo-Wicklungen sind ebenso wie eine sie außen umgebende elektrisch isolierende Umhüllung in der Figur nicht näher dargestellt.

Der Transformator ist in dieser Anordnung mit dem Blech­ paket und den Trafo-Wicklungen und in der Figur nicht dar­ gestellten Anschlüssen der Wicklungen funktionsfähig. In vielen Geräten der Unterhaltungselektronik wäre ein solcher Transformator jedoch nicht einsetzbar, da dessen magnetisches Feld Brummspannungen in der eigenen elektro­ nischen Schaltung oder in der von Nachbargeräten erzeugen würde.

Der Transformator 1 ist daher zu seiner magnetischen Abschirmung mit einem Kupferkurzschlußband 10 versehen. Dieses Kupferkurzschlußband 10 ist quer zu den beiden äußeren Schenkeln 3 und 4 des Blechpaketes 2 über die Trafo-Wicklungen bzw. deren sie außen umgebende elektri­ sche Isolierung geführt. Dieses Kupferkurzschlußband 10 wirkt zusammen mit einem mehrlagigen Blechband 11. Dieses Blechband 11 ist wiederum quer zu dem Kurzschlußband ange­ ordnet und verläuft quer zur Schichtungsrichtung des Blechpaktes 2 um dessen Außenkanten 12. Das Blechband 11 dient damit zusammen mit dem Kupferkurzschlußband der magnetischen Abschirmung des Transformators. Das Blech­ band 11 besteht aus einem kornorientierten Elektroblech.

In der Figur ist das äußere Ende 13 des Blechbandes 11 mittels einer Kerbung 14 festgelegt, die in das Ende 13 des Blechbandes und in eine darunter liegende Lage des Bandes eingedrückt ist. Die Lagen des Blechbandes 11 sind durch Verkleben relativ zueinander festgelegt. Dies bietet den Vorteil, daß die Lagen keine mechanischen Geräusche infolge von Vibrationen verursachen können. Darüber hinaus ist infolge der Festlegung der Lagen des Blechbandes eine dauerhafte magnetische Abschirmung des Transformators gewährleistet. Die Verklebung der Lagen des Blechbandes erfolgt entweder in der Weise, daß die Lagen vor dem Aufwickeln derselben mit einer Klebstoffschicht versehen werden. Es ist aber auch möglich, die Lagen zusammen mit einem doppelseitigen Klebeband zu wickeln. In beiden Fällen bleiben die Lagen nach deren Aufwickeln, obwohl miteinander verklebt, so aber doch zueinander im begrenz­ ten Umfange verschieblich, weil die Verklebung elastisch ist. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil eine geringfügige Bewegung der Lagen des Blechbandes 11 zueinander infolge Wärmeausdehnung des Transformators und damit auch des Blechbandes 11 gewährleistet bleiben sollte.

Bei dem in der Figur beispielhaft dargestellten Trans­ formator 1 ist zur Festlegung des Endes 13 des Blech­ bandes 11 die Kerbung 14 vorgesehen. Anstelle dieser Kerbung 14 kann jedoch auch zum Festlegen des Blech­ bandes 11 und dessen Ende 13 das mehrlagige Blechband 11 außen mit einem Klebeband umwickelt sein. Auf diese Weise sind die Lagen des Blechbandes 11 ebenfalls ausreichend gegen ein Abwickeln gesichert, da die einzelnen Lagen des Blechbandes 11 ja bereits miteinander verklebt und damit gegeneinander festgelegt sind.

Claims (6)

1. Transformator, der ein dreischenkliges Blechpaket (2) mit um den mittleren Schenkel (5) gewickelten Trafo- Wicklungen, einen der magnetischen Abschirmung dienenden, quer zur Schenkellängsrichtung um das Blechpaket (2) und über die Wicklungen geführten bandartigen Kupferkurz­ schlußring (10) und ein mehrlagiges, ebenfalls der magnetischen Abschirmung dienendes Blechband (11) aufweist, das um das Blechpaket (2) und das Kupferkurz­ schlußband (10) gelegt ist und das quer zur Schichtungs­ richtung des Blechpaktes (2) um dessen Außenkanten verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des mehrlagigen Blechbandes (11) miteinander verklebt sind.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagen des Blechbandes (11) eine elastisch bleibende Klebstoffschicht vorgesehen ist.

3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelseitiges Klebeband die Lagen des Blechbandes (11) auf voller Länge miteinan­ der verbindet.

4. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrlagige Blechband (11) außen mit einem Klebeband umwickelt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Transformators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband (11) mit einer Klebstoffschicht versehen und anschließend um das Blechpaket (2) des Transformators (1) gewickelt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Transformators nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband (11) zusammen mit einem doppelseitigen Klebeband um das Blechpaket (2) des Transformators (1) gewickelt wird.