DE3822812A1 - Zweischenkelsteckkern fuer einen transformator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweischenkelsteckkern für einen Transformator, bei dem zwei Kernteile, die aus Blechen gleich­ seitig geschichtet sind, zusammengesteckt sind und bei dem zwei Joche, die zwei Schenkel verbinden, jeweils nach außen eine Joch­ stirnfläche bilden.

Bei einem bekannten (DE-OS 24 58 139) Zweischenkelsteckkern die­ ser Art sind die Jochstirnflächen frei. Dieser Zweischenkelsteck­ kern bringt im Transformator höhere elektrische Werte bezüglich Leerlaufstrom und Leerlaufleistung. Diese höheren elektrischen Werte sind ein Nachteil von Zweischenkelsteckkernen im Vergleich mit Zweischenkelkernen, die aus zweiteiligen Blechen wechselsei­ tig geschichtet sind. Der Vorteil von Zweischenkelsteckkernen ist, daß die beiden Kernteile schon aufgrund des Zusammenstek­ kens im wesentlichen zusammenhalten und zusätzliche, nachträg­ lich anzubringende Einrichtungen zum Zusammenhalten der beiden Kernteile zumeist entfallen.

Es ist auch ein Dreischenkelkern für einen Transformator bekannt (DE-OS 19 05 498), bei dem zwei Kernteile, die jeweils gleichsei­ tig aus Blechen geschichtet sind, aneinander gelegt sind, wobei zwei Joche, die drei Schenkel verbinden, jeweils nach außen eine Jochstirnfläche bilden. Die eine Jochstirnfläche ist mit einem Blechstreifen belegt, der die Funktion hat, die beiden Kernteile zusammenzuhalten und hierzu nicht nur an der Jochstirnfläche des einen Kernteiles anliegt, sondern auch an dem anderen Kernteil angreift. Diesen Blechstreifen wird man aus einem billigen Blech­ material fertigen, das den Ansprüchen genügt, die an einen Halte­ streifen gestellt werden. Bei diesem bekannten Dreischenkelkern sind die elektrischen Eigenschaften verbessert, indem die Joche breiter als die Schenkel ausgebildet sind und weil ein aus einer Trennfuge austretender magnetischer Fluß in dem Haltestreifen geführt ist.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zweischenkelsteckkern der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Transformator er­ heblich verbesserte elektrische Werte aufweist, die den elektri­ schen Werten eines aus zweiteiligen Kernblechen wechselseitig geschichteten Zweischenkelkernes angenähert sind. Der erfindungs­ gemäße Zweischenkelsteckkern ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine der Jochstirnflächen belegender Blechstreifen aus siliciumlegiertem Elektroblech besteht und frei von jeder die Kernteile zusammenhaltenden Funktion ist.

Der erfindungsgemäße Zweischenkelsteckkern weist gegenüber einem von dem Blechstreifen freien und im übrigen entsprechenden Zwei­ schenkelsteckkern im Transformator ganz erheblich verbesserte elektrische Werte auf. Es lassen sich im Leerlaufstrom und in der Leerlaufleistung Verbesserungen von ca. 15% und mehr errei­ chen, wobei auch 25% und mehr erreichbar sind. Diese erheblichen beachtlichen Verbesserungen werden bei einem Zweischenkelsteck­ kern und nicht bei einem Dreischenkelkern erreicht, dessen elek­ trischen Werte sich durch einen an einer Jochstirnfläche vorgese­ hen Blechstreifen nur unbeachtlich ändern. Die beachtliche Ver­ besserung der elektrischen Werte liegt unabhängig davon vor, ob in der belegten Jochstirnfläche eine Trennfuge mündet oder nicht. Der belegende Blechstreifen ist aus Elektroblech, damit die Ver­ besserung der elektrischen Werte in der erwünschten Höhe erreicht wird. Der belegende Blechstreifen hält die beiden Kernteile nicht zusammen, die durch die Steckverbindung zusammengehalten sind; es ist also nicht erforderlich, den Blechstreifen im Hinblick auf eine zusammenhaltende Funktion zu verformen, was mit Aufwand bzw. Kosten verbunden ist. Wichtig an der Erfindung ist nämlich, daß die Verbesserung der elektrischen Werte mit sehr geringem Aufwand bzw. sehr geringen Kosten erreicht ist.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der belegende Blechstreifen aus Abfallblechstücken, die beim Stanzen von Kern­ blechen anfallen, besteht. Hierdurch ist der Aufwand für den be­ legenden Blechstreifen gering gehalten, da kein neues Elektro­ blech verbraucht wird.

In der Jochstirnfläche, die mit dem Blechstreifen belegt ist, kann eine Trennfuge münden. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn die mit dem Blechstreifen belegte Jochstirn­ fläche frei von Trennfuge ist. Die verbesserte Wirkung des bele­ genden Blechstreifens tritt unabhängig von der Überbrückung einer Trennfuge auf.

Wenn der belegende Blechstreifen kleiner als die belegte Joch­ stirnfläche ist, so tritt die erwünschte Wirkung nicht im vollen Umfang auf. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der belegende Blechstreifen die gesamte Jochstirnfläche über­ greift, da hierdurch eine maximale Verbesserung erreicht wird.

Das Elektroblech des belegten Blechstreifens kann nicht-kornorien­ tiert sein. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn das Elektroblech des belegenden Blechstreifens kornorientiert ist, da dies die erwünschte Wirkung steigert.

An einer Jochstirnfläche ist z.B. nur ein Blechstreifen oder eine Schichtung von zwei oder mehr Blechstreifen vorgesehen, da die erstrebte Wirkung der Blechstreifen-Belegung mit wachsender Dicke zunimmt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Dicke der Blechstreifen-Belegung bei kornorientiertem Elektro­ blech mindestens 0,3 mm und bei nicht-kornorientiertem Elektro­ blech mindestens 0,5 mm beträgt.

In der Regel werden beide Jochstirnflächen mit Blechstreifen be­ legt. Die Jochstirnfläche wird für die Belegung mit dem Elektro­ blech nicht beschliffen, da die erwünschte Verbesserung der elek­ trischen Werte auch erreicht wird, wenn die Jochstirnfläche die Beschaffenheit aufweist, die nach dem Schichten des Kernteiles aus Blechen gegeben ist.

Es ist denkbar, den belegenden Blechstreifen mit einem umgebör­ delten Rand um die die Stirnstirnfläche begrenzenden Kanten herumgreifen zu lassen, wobei der Blechstreifen eine kappenarti­ ge Form hat. Es ist auch denkbar, den belegenden Blechstreifen mit einem abgewinkelten Schenkel zu versehen, der sich auf die Schenkelstirnfläche erstreckt und dort in einer Spule eine Trenn­ fuge überbrückt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es je­ doch, wenn der belegende Blechstreifen rundum in der belegten Jochstirnfläche endet. Der belegende Blechstreifen ist völlig eben und weist eine höchst einfache und mit wenig Aufwand ver­ bundene Form auf.

Der belegende Blechstreifen läßt sich an dem Kern bzw. Paket z.B. durch Kleben oder Punktschweißen befestigen, wobei die An­ bringung an dem noch vereinzelten Kernteil oder dem zusammenge­ steckten Zweischenkelsteckkern oder an dem ansonsten fertigen Transformator erfolgen kann. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der Zweischenkelsteckkern mit auf den Schenkeln sitzenden Spulen in ein Gehäuse gesetzt ist, das eine zu der Jochstirnfläche parallele Gehäusewand hat, und daß der belegende Blechstreifen zwischen diese Gehäusewand und die Jochstirnfläche geschoben ist. Hier wird das Gehäuse, in dem der Transformator eingegossen wird, auch zur Festlegung des belegenden Blechstrei­ fens verwendet.

Bei dem erfindungsgemäßen Zweischenkelsteckkern ist das eine Kernteil z.B. gemäß DE-OS 16 38 944, Fig. 1 nur das Mittelteil des einen Joches und zwischen die Schenkel verlängernde Endstük­ ke des anderen Kernteiles gesteckt. Bei einer anderen Ausfüh­ rungsform gemäß DE-OS 16 13 628, Fig. 13 ist das Kernteil ein vollständiges Joch und mit einem Schwalbenschwanz zwischen Nasen an den Schenkelenden gesteckt. In der Regel ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Zweischenkelsteckkernes jedoch so, daß die Schenkel von Schenkelteilen beider Kernteile gebildet sind und die Trennfugen zwischen den beiden Kernteilen schräg und in den Schenkeln verlaufen. Diese Gestaltung läßt das Ineinanderstecken der Kernteile in der Blechebene zu und weist relativ lange Trenn­ fugen auf, was im Hinblick auf die erwünschten verbesserten elek­ trischen Werte von Vorteil ist.

Die beiden Kernteile sind z.B. gemäß DE-OS 24 58 139 durch Selbst­ hemmung oder mittels Paßstiften zusammengehalten. In der Regel ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Zweischenkelsteckkernes jedoch so, daß die beiden Kernteile mittels einer Nase und Aus­ nehmung aufweisenden Schnapp- bzw. Rastverbindung nach dem Zusam­ menstecken zusammengehalten sind. Diese einfache Zusammenhalte­ einrichtung ist an sich mit einer Erhöhung der elektrischen Leer­ laufwerte verbunden, weil die Schnappung bzw. Rastung ein ge­ wisses Spiel verlangt, das leicht zu einer Vergrößerung der Trenn­ fuge führt.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt und zeigt:

Fig. 1 einen Zweischenkelsteckkern für einen Transformator, in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 2 den Zweischenkelsteckkern gemäß Fig. 1 als Bestandteil des Transformators in einem Gehäuse.

Der Zweischenkelsteckkern gemäß Zeichnung umfaßt zwei im wesent­ lichen gleiche Kernteile 1 und 2, die jeweils aus Blechen 3 ge­ schichtet sind. Jedes Kernteil 1, 2 bildet ein Joch 4 und Schen­ kelteile 5, 6, wobei die beiden Schenkelteile von zwei Kernteilen jeweils einen Schenkel 7 bilden. Die beiden Kernteile 1, 2 sind durch zwei Trennfugen 8 getrennt, die im wesentlichen vollstän­ dig in den Schenkeln 7 verlaufen und die schräg bzw. diagonal verlaufend angeordnet sind. Die beiden Kernteile 1, 2 sind durch eine Schnapp- bzw. Rasteinrichtung 9 zusammengehalten, indem je­ weils an dem freien Ende des einen Schenkelteiles 5 des einen Kernteiles 1 bzw. 2 eine seitwärts ragende Nase vorgesehen ist, die in eine von der Trennfuge ausgehende Ausnehmung am Fuß des anderen Schenkelteiles 6 des anderen Kernteiles 2 bzw. 1 ragt.

Es ragen auch die freien Enden der ein Fenster 10 begrenzenden Schenkelteile 6 des einen Kernteiles mit geradeaus ragenden Na­ sen in Ausnehmungen an der das Fenster 10 begrenzenden Seite des Joches 4 des anderen Kernteiles. Der Zweischenkelsteckkern weist an beiden Jochen jeweils eine im wesentlichen ebene Jochstirn­ fläche 11 auf, die mit einem Blechstreifen 12 belegt ist, der in Fig. 1 mit etwas Abstand von der Jochstirnfläche dargestellt ist. Beide Jochstirnflächen 11 sind frei von Trennfuge.

Gemäß Fig. 2 ist aus dem Zweischenkelsteckkern gemäß Fig. 1 ein Transformator gebildet, indem auf den Schenkeln 7 Spulen 13 vor­ gesehen sind. Im Bereich der Joche sind Anschlußleisten 14 ange­ ordnet. Der Transformator ist in ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 15 geschoben, das an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine Wand 16 bildet, die parallel zu einer der beiden Jochstirnflächen 11 ist. Die beiden Blechstreifen 12 sind je­ weils zwischen einer Wand 16 und einer Jochstirnfläche 11 einge­ klemmt. Der Transformator wird samt den zusätzlichen Blechstrei­ fen in dem Gehäuse eingegossen. Es handelt sich hier um einen sog. Flachtransformator, bei dem die Kern- bzw. Paketdicke, die durch die Zahl der Bleche und deren Dicke bestimmt ist, relativ gering ist.

Bei einer Prüfung des Transformators gemäß Zeichnung, d.h. mit zwei Blechstreifen, ergibt sich ein Leerlaufstrom von 7,35 mA, mit nur einem Blechstreifen oben von 9,33 mA und ohne Blechstrei­ fen von 10,72 mA. Der Leerlaufstrom wird also um 3,37 mA, d.h. um 31,8% gesenkt. Weiterhin werden hinsichtlich Leerlauflei­ stung gemessen mit zwei Blechstreifen 0,22 Watt, mit nur einem Blechstreifen oben 0,26 Watt und ohne Blechstreifen 0,22 Watt. Dies entspricht einer Differenz bzw. Verbesserung von 0,09 Watt, d.h. von 34%.

Claims (9)

1. Zweischenkelsteckkern für einen Transformator, bei dem zwei Kernteile, die aus Blechen gleichseitig geschichtet sind, zu­ sammengesteckt sind und bei dem zwei Joche, die zwei Schenkel verbinden, jeweils nach außen eine Jochstirnfläche bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine der Jochstirnflächen (11) belegender Blechstreifen (12) aus siliciumlegiertem Elektroblech besteht und frei von jeder die Kernteile (1, 2) zusammenhaltenden Funktion ist.

2. Zweischenkelsteckkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der belegende Blechstreifen (12) aus Abfallblechstücken, die beim Stanzen von Kernblechen anfallen, besteht.

3. Zweischenkelsteckkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Blechstreifen (12) belegte Joch­ stirnfläche (11) frei von Trennfuge (8) ist.

4. Zweischenkelsteckkern nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der belegende Blechstreifen (12) die gesam­ te Jochstirnfläche (11) übergreift.

5. Zweischenkelsteckkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroblech des belegenden Blechstreifens (12) kornorientiert ist.

6. Zweischenkelsteckkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Blechstreifen (12)- Belegung bei kornorientiertem Elektroblech mindestens 0,3 mm und bei nicht-kornorientiertem Elektroblech mindestens 0,5 mm beträgt.

7. Zweischenkelsteckkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der belegende Blechstreifen (12) rundum in der belegten Jochstirnfläche (11) endet.

8. Zweischenkelsteckkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit auf den Schenkeln (7) sit­ zenden Spulen (13) in ein Gehäuse (15) gesetzt ist, das eine zu der Jochstirnfläche (11) parallele Gehäusewand (16) hat, und daß der belegende Blechstreifen (12) zwischen diese Ge­ häusewand (16) und die Jochstirnfläche (11) geschoben ist.

9. Zweischenkelsteckkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufstrom des mit Blech­ streifen (12) versehenen Transformators um mindestens ca. 15%, vorzugsweise mindestens ca. 20%, kleiner ist als der Leerlaufstrom des Transformators ohne Blechstreifen.