DE4139003A1

DE4139003A1 - Magnetkern in mantelbauweise einer drossel oder eines transformators, geschichtet aus c- und i-foermigen kernblechen

Info

Publication number: DE4139003A1
Application number: DE19914139003
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: May & Christe GmbH
Current assignee: MAGNETEK MAY & CHRISTE GMBH, 6370 OBERURSEL, DE
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1993-06-03
Also published as: WO1993011547A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkern in Mantelbauweise einer Drossel oder eines Transformators, insbesondere einer Vorschaltdrossel für Gasentladungslampen, bestehend aus

- einem Mittelschenkel,
- zwei Außenschenkeln und
- zwei den Mittelschenkel mit den Außenschenkeln verbindenden Jochen, wobei der Querschnitt des Mittelschenkels das Zweifache des Querschnitts jedes der Joche und der Querschnitt jedes der Außenschenkel vorzugsweise gleich dem jedes der Joche ist, geschichtet aus Kernblechteilen zweier unterschiedlicher Umrisse.

Ein derartiger Magnetkern ist beispielsweise aus der DE 35 10 854 A1 bekannt. Dort wird der Magnetkern aus U- und T-förmigen Kernblechen geschichtet. Eine leichte Einstellung des Luftspalts durch Verschiebung nur des Mittelschenkels ist nicht möglich, und der Optimierung des magnetischen Kreises bezüglich dessen magnetischen Widerstands und der Verluste bei gleichzeitiger großer Variationsbreite der Höhe und Breite des Magnetkerns zueinander sind enge Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweiteiligen Schnitt für Magnetkerne in Mantelbauweise der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der Mittelschenkel zur einfachen Einstellung eines Luftspalts schiebbar ist, und bei dem im magnetischen Kreis ein maximaler Anteil von in Walzrichtung des Bleches gestanzten Teilen mit kleinerem magnetischen Widerstand vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kernblechteile C-förmige C-Bleche und in die C-Bleche schiebbare I-förmige I-Bleche sind, die abfallos oder abfallarm aus einem Kernblechstreifen mit den C-Blechen ineinandergreifend liegend ausgestanzt sind, und daß die Kernblechteile mit den die Joche bildenden Teilen der C-Bleche und den den Mittelkern bildenden I-Blechen in Walzrichtung des Kernblechstreifens liegend ausgestanzt sind.

Hiermit läßt sich ein abfallarmer Schnitt bzw. sogar ein abfalloser Schnitt (bei relativ kleinen Wickelfenstern) für nahezu beliebige Verhältnisse zwischen Höhe und Breite des Magnetkerns erreichen.

Der Luftspalt ist durch Verschiebung nur des Mittelschenkels sehr leicht einstellbar, der Magnetkern ohne Luftspalt ist für Transformatoren geeignet.

Die Wickelfenstergröße läßt sich durch Verändern des Verhältnisses von Magnetkernhöhe zur Magnetkernbreite unterschiedlich groß gestalten, und zwar bei gleichzeitiger Erzielung von abfallosen bzw. abfallarmen Schnitten.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Magnetkerns wird erreicht, daß lediglich in den Außenschenkeln der Magnetfluß quer zur Walzrichtung des Bleches verläuft, während im Mittelschenkel und in den Jochen der Magnetfluß in Walzrichtung des Bleches verläuft, wodurch eine optimale Magnetisierbarkeit und geringstmögliche magnetische Verluste erzielt werden.

Vorteilhaft ist der aus I-Blechen bestehende Mittelschenkel derart in den aus C-Blechen bestehenden übrigen Magnetkern eingesetzt, daß ein einstellbarer Luftspalt zum langen Schenkel der C-Bleche verbleibt. Der Luftspalt läßt sich durch einfaches Verschieben des Mittelschenkels ein- und nachstellen, so daß eine sehr gut einstellbare Vorschaltdrossel für Gasentladungslampen erhalten wird.

Die I-Bleche weisen zweckmäßig an einer Stirnseite Längsabschrägungen oder Abrundungen auf, welche zusätzlich das Einschieben des Mittelschenkels in den Magnetkern erleichtern.

Vorteilhaft weisen die C-Bleche Eckabschrägungen an den Außenseiten ihres langen Schenkels auf. Hiermit läßt sich eine Gewichtseinsparung des Gesamtgerätes erzielen, ohne daß der magnetische Widerstand merkbar erhöht bzw. ungünstig beeinflußt wird, da der Magnetfluß im langen Schenkel der C-Bleche in Walzrichtung des Bleches verläuft. Darüber hinaus wird gleichzeitig der benötigte Einbauraum in der Leuchte reduziert, was zur Materialeinsparung bei der Leuchte führt.

Die C-Bleche können Einkerbungen im Bereich der Außenecken ihrer kurzen Querschenkel auf der ihrem langen Schenkel gegenüberliegenden Seite aufweisen, wobei auch hierdurch kein negativer Einfluß auf den magnetischen Widerstand des Magnetkreises ausgeübt wird. Die Einkerbungen ermöglichen das einfache Anbringen eines Bodenbleches bei der Montage und ein sicheres Zusammenhalten der Drossel oder des Transformators beim fertigen Gerät.

Die Kernhöhe des Magnetkerns ist vorteilhaft das Dreifache der Jochhöhe und die Außenschenkelbreite gleich der Jochhöhe. Hiermit läßt sich ein völlig abfalloser Schnitt der Kernbleche erreichen, wobei die I-Bleche außerhalb der ineinandergreifend liegenden C-Bleche ausgestanzt sind.

Besonders vorteilhaft ist die Kernhöhe des Magnetkerns das Vierfache der Jochhöhe und die Außenschenkelbreite gleich der Jochhöhe, wobei die I-Bleche ebenfalls außerhalb der ineinandergreifend liegenden C-Bleche ausgestanzt sind. Hiermit läßt sich bei Verhältnissen der Magnetkernhöhe zur Magnetkernbreite zwischen 2 : 3 und 1 : 3 ein extrem abfallarmer Schnitt mit minimal 4,76% und maximal 11,11% Abfall erreichen.

Schließlich kann die Kernhöhe des Magnetkerns vorteilhaft das Fünffache der Jochhöhe und die Außenschenkelbreite gleich der Jochhöhe sein, wobei die I-Bleche innerhalb der ineinandergreifend liegenden C-Bleche ausgestanzt sind.

Hiermit ergibt sich im Falle des Verhältnisses Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite 5 : 6 ein abfalloser Schnitt, während sich bei Verhältnissen Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 5 : 7 und 5 : 8 abfallarme Schnitte mit 7,14% bzw. 12,5% Abfall ergeben.

Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1a und 1b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 5 : 6 = 0,833,

Fig. 2a und 2b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 5 : 7 = 0,714,

Fig. 3a und 3b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 2 : 3 = 0,666,

Fig. 4a, 4b und 4c eine Stirnansicht eines Magnetkerns und zwei Teildraufsichten auf die Stanzbilder von Kernblechstreifen für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 5 : 8 = 0,625,

Fig. 5a und 5b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 1 : 2 = 0,5,

Fig. 6 eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 4 : 9 = 0,444,

Fig. 7a und 7b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 3 : 8 = 0,375,

Fig. 8a und 8b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 1 : 3 = 0,333,

Fig. 9a und 9b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 3 : 10 = 0,3,

Fig. 10a und 10b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 1 : 4 = 0,25,

Fig. 11a und 11b eine Stirnansicht eines Magnetkerns und eine Teildraufsicht auf das Stanzbild eines Kernblechstreifens für ein Verhältnis Magnetkernhöhe zu Magnetkernbreite von 2 : 3 = 0,666 wie in Fig. 3a und 3b für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 11c einen Ausschnitt aus Fig. 11b mit einer Variante für die I-Bleche.

Fig. 1a zeigt in schematischer Darstellung die Stirnansicht eines Magnetkerns 1 in Mantelbauweise einer Drossel oder eines Transformators, insbesondere einer Vorschaltdrossel für Gasentladungslampen für ein Verhältnis der Magnetkernhöhe h zur Magnetkernbreite d von 5 : 6 = 0,833. Der Magnetkern 1 besteht aus einem Mittelschenkel 2, zwei Außenschenkeln 3, 3 und aus zwei den Mittelschenkel 2 mit den Außenschenkeln 3, 3 verbindenden Jochen 4, 5. Der Querschnitt des Mittelschenkels 2 ist, entsprechend einer Breite 2a, das Zweifache des Querschnitts jedes der Joche 4, 5, entsprechend der Höhe a, und der Querschnitt jedes der Außenschenkel 3, 3, entsprechend deren Breite a, gleich dem jedes der Joche 4, 5. Die Höhe c der Außenschenkel 3, 3 und damit der Wickelfenster F beträgt 3a, und die Breite b der Wickelfenster F beträgt a. Damit haben die Wickelfenster einen Querschnitt von 3a.a. Die Magnetkernhöhe h ist gleich 5a, und die Magnetkernbreite d ist gleich 6a. Das Verhältnis h/d beträgt somit 5 : 6 = 0,833.

Fig. 1b zeigt in schematischer Darstellung das Stanzbild eines Blechstreifens mit einer Streifenbreite s, aus welchem C-förmige C-Bleche C und I-förmige I-Bleche I, aus denen der Magnetkern 1 nach Fig. 1a geschichtet aufgebaut wird, abfallos ausgestanzt werden. Die C-Bleche C sind ineinandergreifend liegend auf dem Kernblechstreifen derart angeordnet, daß die die Joche 4, 5 bildenden Teile der C-Bleche C in Walzrichtung W des Kernblechstreifens liegen. Die den Mittelkern 2 bildenden I-Bleche I sind ebenfalls auf dem Kernblechstreifen derart angeordnet, daß ihre Hauptachse in Walzrichtung W verläuft. Die Streifenbreite s des Kernblechstreifens beträgt a, die Anzahl n der C-Bleche C in Streifenbreite ist 2.

Mit dieser Konfiguration läßt sich ein Magnetkern 1 aufbauen, bei dem, mit Ausnahme der Außenschenkel 3, 3, der magnetische Fluß in Walzrichtung W des Kernblechstreifens verläuft und damit der geringstmögliche magnetische Widerstand erhalten wird. Ein Luftspalt läßt sich leicht durch Verschieben des Mittelschenkels 2 gegenüber dem verbleibenden Magnetkern 1 einstellen.

Die Fig. 2a und 2b zeigen Darstellungen ähnlich denen in Fig. 1a und 1b. Die Kernhöhe h des Magnetkerns 1 ist hier ebenfalls 5a, die Kernbreite dagegen 7a. Daraus ergibt sich das Verhältnis h/d zu 5 : 7 = 0,714. Die Breite b des Wickelfensters F beträgt 1,5a, und die Querschnittsfläche des Wickelfensters F beträgt dementsprechend 3a.1,5a.

Beim Stanzen aus dem Kernblechstreifen treten hier Abfälle A auf. Nachdem die Streifenbreite s 8a und die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite 2 beträgt, ergibt sich über die Streifenbreite ein Abfall je Folge mit einer Fläche 2.2a.a. Es handelt sich hier also um einen abfallarmen Schnitt mit 7,14% Abfall.

Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Konfiguration mit einer Kernhöhe h gleich 4a und einer Kernbreite d gleich 6a, also einem Verhältnis h/d von 2 : 3 = 0,666. Die Streifenbreite s beträgt hier 14a, die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite beträgt 4. Hier handelt es sich um einen extrem abfallarmen Schnitt mit einer Abfallfläche von 4.a.a entsprechend 4,76% Abfall.

Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen wiederum eine Konfiguration mit abfallarmem Schnitt. Fig. 4b zeigt dabei ein Stanzbild mit innerhalb der C-Bleche C angeordneten I-Blechen und die Fig. 4c mit außerhalb der C-Bleche C angeordneten I-Blechen I. In beiden Fällen ist die Kernhöhe h gleich 5a und die Kernbreite d gleich 8a, also das Verhältnis h/d 5 : 8 = 0,625. Die Streifenbreite s ist 8a bzw. 16a, und die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite ist 2 bzw. 4. Hieraus ergibt sich eine abfallarme Stanzung mit einer Abfallfläche von 2.2a.2a bzw. 4.2a.2a, in beiden Fällen 12,5% Abfall.

Bei der Konfiguration entsprechend den Fig. 5a und 5b ergibt sich eine abfallose Stanzung für einen Magnetkern mit der Kernhöhe h gleich 3a und der Kernbreite d gleich 6a, also einem Verhältnis h/d gleich 1 : 2 = 0,5. Die Streifenbreite s beträgt 16a, die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite beträgt 6.

Bei der Konfiguration nach Fig. 6a und 6b beträgt die Kernhöhe h des Magnetkerns 4a und die Kernbreite d 9a; dementsprechend beträgt das Verhältnis h/d 4 : 9 = 0,44. Die Streifenbreite s beträgt 19a, die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite ist 6. Hier ergibt sich eine abfallarme Stanzung mit einer Abfallfläche von 6.a.2,5a entsprechend 8,77% Abfall.

Die Fig. 7a und 7b betreffen wiederum eine abfallose Stanzung bei einer Kernhöhe h des Magnetkerns gleich 3a und einer Kernbreite d gleich 8a. Dies entspricht einem Verhältnis h/d von 3 : 8 = 0,375. Die Streifenbreite s beträgt 10a, die Anzahl n der C-Bleche in Streifenbreite ist 4.

Bei der Konfiguration nach den Fig. 8a und 8b ist die Kernhöhe h gleich 4a, die Kernbreite d gleich 12a, was zu einem Verhältnis h/d von 1 : 3 = 0,333 führt. Die Streifenbreite s beträgt 12a, die Anzahl n der C-Bleche C in Streifenbreite ist 4. Hier handelt es sich um eine abfallarme Stanzung mit 11,11% Abfall entsprechend der Abfallfläche 4.a.4a.

Bei den in den Fig. 9a und 9b bzw. 10a und 10b dargestellten Konfigurationen handelt es sich beide Male um abfallose Stanzungen. Die Kernhöhe h des Magnetkerns 1 beträgt dabei in beiden Fällen 3a, während die Kernbreite d 10a bzw. 12a ist. Hieraus ergeben sich für das Verhältnis h/d die Werte 3 : 10 = 0,3 bzw. 1 : 4 = 0,25. Die Streifenbreite s beträgt 24a bzw. 14a, die Anzahl n der C-Bleche C in Streifenbreite beträgt 10 bzw. 6.

Die wichtigsten Werte der Magnetkerne 1 gemäß den Beispielen in Fig. 1 bis Fig. 10 sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Dabei sind abweichende Werte aus der Konfiguration nach Fig. 4c gegenüber der Konfiguration nach Fig. 4b in Klammern angegeben.

Tabelle 1

Die Fig. 11a und 11b zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel entsprechend dem in den Fig. 3a und 3b gezeigten. Hier ist ein einstellbarer Luftspalt Δ angegeben, und die I-Bleche I weisen an einer Stirnseite Längsabschrägungen 6 auf, um das Einführen des Mittelschenkels 2 in den verbleibenden Magnetkern zu erleichtern. Weiter weisen die C-Bleche C Eckabschrägungen 7 an den Außenecken ihres langen Schenkels auf, um das Gewicht ohne negative Beeinflussung des Magnetkreises zu vermindern. Schließlich sind an den C-Blechen C Einkerbungen 8 im Bereich der Außenecken ihrer kurzen Querschenkel auf der ihrem langen Schenkel gegenüberliegenden Seite vorgesehen, welche die Montage und Stabilität des fertigen Geräts verbessern.

Fig. 11c zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 11b mit I-Blechen I, die statt der Längsabschrägungen 6 Abrundungen 9 aufweisen. Die Abrundungen 9 sind ebenfalls zur besseren Einführung des Mittelschenkels 2 vorgesehen.

Claims

1. Magnetkern (1) in Mantelbauweise einer Drossel oder eines Transformators, insbesondere einer Vorschaltdrossel für Gasentladungslampen, bestehend aus

- einem Mittelschenkel (2),
- zwei Außenschenkeln (3, 3) und
- zwei den Mittelschenkel (2) mit den Außenschenkeln (3, 3) verbindenden Jochen (4, 5), wobei der Querschnitt des Mittelschenkels (2) das Zweifache des Querschnitts jedes der Joche (4, 5) und der Querschnitt jedes der Außenschenkel (3, 3) vorzugsweise gleich dem jedes der Joche (4, 5) ist, geschichtet aus Kernblechteilen zweier unterschiedlicher Umrisse, dadurch gekennzeichnet daß die Kernblechteile C-förmige C-Bleche (C) und in die C-Bleche schiebbare I-förmige I-Bleche (I) sind, die abfallos oder abfallarm aus einem Kernblechstreifen mit den C-Blechen (C) ineinandergreifend liegend ausgestanzt sind, und daß die Kernblechteile mit den die Joche (4, 5) bildenden Teilen der C-Bleche (C) und den den Mittelkern (2) bildenden I-Blechen (I) in Walzrichtung (W) des Kernblechstreifens liegend ausgestanzt sind.

2. Magnetkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus I-Blechen (I) bestehende Mittelschenkel (2) derart in den aus C-Blechen (C) bestehenden übrigen Magnetkern eingesetzt ist, daß ein einstellbarer Luftspalt (Δ) zum langen Schenkel der C-Bleche (C) verbleibt.

3. Magnetkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die I-Bleche (I) an einer Stirnseite Längsabschrägungen (6) oder Abrundungen (9) aufweisen.

4. Magnetkern nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Bleche (C) Eckabschrägungen (7) an den Außenecken ihres langen Schenkels aufweisen.

5. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Bleche (C) Einkerbungen (8) im Bereich der Außenecken ihrer kurzen Querschenkel auf der ihrem langen Schenkel gegenüberliegenden Seite aufweisen.

6. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhöhe (h) des Magnetkerns (1) das Dreifache der Jochhöhe (a) und die Außenschenkelbreite (a) gleich der Jochhöhe (a) ist.

7. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhöhe (h) des Magnetkerns (1) das Vierfache der Jochhöhe (a) und die Außenschenkelbreite (a) gleich der Jochhöhe (a) ist.

8. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhöhe (h) des Magnetkerns (1) das Fünffache der Jochhöhe (a) und die Außenschenkelbreite (a) gleich der Jochhöhe (a) ist.

9. Magnetkern nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die I-Bleche (I) außerhalb der ineinandergreifend liegenden C-Bleche ausgestanzt sind.

10. Magnetkern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die I-Bleche (I) innerhalb der ineinandergreifend liegenden C-Bleche (C) ausgestanzt sind.