DE4312193A1 - Vorrichtung zum Verbinden der freien Enden der Wicklungen und/oder der Wicklungsanzapfungen eines Transformators mit elektrischen Leitern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden der freien Enden der Wicklungen und/oder der Wicklungsanzapfungen eines Transformators, insbesondere eines Kleintransformators, mit elektrischen Leitern, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art läßt sich selbst dann nur die Schutzart IP 00 erreichen, wenn der Klemmenträger mittels einer Abdeckhaube abdeckbar ist, weil das Herstellen der Verbindungen zwischen den elektrischen Leitern und den Klemmen erst erfolgen kann, nachdem die Abdeckhaube auf den Klemmenträger aufgesetzt worden ist. Deshalb benötigt der Ab­ deckkörper Öffnungen, welche auf die Zugangskanäle ausgerich­ tet sind und nicht so klein gemacht werden können, daß durch sie hindurch nicht mehr ein bei der Schutzartprüfung verwende­ ter Prüfstift bis zu den Klemmen eingeführt werden kann, was Voraussetzung für die Schutzart IP 20 wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Anforderungen an die Schutzart IP 20 erreicht werden können. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Abdeckkörper lassen sich die Anfor­ derungen an die Schutzart IP 20 erreichen, ohne daß es einer Änderung des Klemmenträgers bedarf, weil der Abdeckkörper auf den Klemmenträger erst aufsetzbar ist, nachdem alle Verbin­ dungen zwischen den Wicklungen des Transformators und den elektrischen Leitern hergestellt sind. Dies gilt auch für den Fall, daß dem Klemmenträger eine Abdeckhaube zugeordnet ist, die mit Öffnungen versehen ist, welche bei aufgesetzter Ab­ deckhaube auf die Zugangskanäle des Klemmenträgers ausgerich­ tet sind. Der Abdeckkörper braucht nur die Zugangskanäle des Klemmenträgers und gegebenenfalls die Öffnungen der Abdeck­ haube zu bedecken und damit zu verschließen. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der Abdeckkörper nur dann aufgesetzt zu werden braucht, wenn die Schutzart IP 20 gefordert wird, und daß deshalb Transformatoren jederzeit im Bedarfsfalle mit dem erfindungsgemäßen Abdeckkörper nachgerüstet werden können, um von der Schutzart IP 00 auf die Schutzart IP 20 übergehen zu können. Selbstverständlich setzt dieser Übergang voraus, daß die Isolation des Transformators die Anforderungen der Schutz­ art IP 20 erfüllt.

Die Verbindung des Abdeckkörpers mit dem Klemmenkörper und/oder der gegebenenfalls vorhandenen Abdeckhaube ist in verschiedener Weise möglich. Wesentlich ist jedoch, daß diese Verbindung nicht ohne Zuhilfenahme eines Werkzeuges gelöst werden kann. So kann der Abdeckkörper beispielsweise mittels Schrauben und/oder Rastelementen gesichert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind an der Innenseite des Abdeck­ körpers vorspringende, in die Öffnungen der Abdeckhaube und in die Zugangskanäle des Klemmenträgers einsteckbare Verbindungs­ elemente vorgesehen, bei denen es sich vorzugsweise um Hohl­ zapfen handelt.

Wenn der Klemmenträger außer Zugangskanälen mit im Querschnitt kreisförmigen Öffnungen auch Zugangskanäle mit im Querschnitt rechteckförmiger Öffnung aufweist, die auf je einen Flach­ stecker ausgerichtet sind, sind die Verbindungselemente vor­ zugsweise in ihrer Außenkontur und Anordnung an die rechteck­ förmigen Öffnungen angepaßt, damit sie in diese eingesteckt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Hohlzapfen außerdem in ihrer Innenkontur an die Außenkontur der Flach­ stecker angepaßt, damit sie auf diese aufgesteckt werden können, wodurch in einfacher Weise eine Lagesicherung des Abdeckkörpers erreicht werden kann.

Vorteilhafterweise ist der Abdeckkörper ebenso wie der Klem­ menträger und die Abdeckhaube als Kunststoffspritzteil oder Preßteil ausgebildet. Der Abdeckkörper ist dann ebenfalls ein sehr kostengünstiges Bauteil.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Klemmenträger,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Abdeckhaube,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Abdeckhaube,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Abdeckkörper,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel im zusammengesetzten Zustand,

Fig. 8 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines Transformators mit dem Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 einen Schnitt durch die Zwischenisolation dieses Transformators,

Fig. 10 eine Stirnansicht eines der beiden Formteile der Zwischenisolation,

Fig. 11 eine perspektivisch und auseinandergezogen dargestellte Ansicht der Abdeckung der außen­ liegenden Transformatorwicklung.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Klemmenträger einer Vorrich­ tung zum Verbinden der Wicklungsenden und/oder Wicklungsan­ zapfungen eines Transformators mit elektrischen Leitern ist als Kunststoffspritzteil ausgebildet und weist eine Träger­ platte 2 auf, welche mit dem Spulenkörper des Transformators 4 verbindbar ist. Da im Ausführungsbeispiel die freien Enden der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators 4 auf einander gegenüberliegenden Seiten herausgeführt sind, sind zwei plattenförmige Teile 3 des Spulenkörpers, zwischen den das eine Joch 6 des Transformatorkernes liegt und die lot­ recht vom einen Flansch 3′ des Spulenkörpers abstehen, auf ihrer vom Joch 6 wegweisenden Seite mit je einem Schwalben­ schwanz versehen, mit dem eine Schwalbenschwanznut 7 der Trä­ gerplatte 2 in Eingriff steht, wenn der Klemmenkörper 1 am Spulenkörper 3 festgelegt ist.

An die Trägerplatte 2 sind im Abstand nebeneinander Klemmenge­ häuse 8 angeformt, die je eine nicht dargestellte Klemme ent­ halten. Alle diese Klemmen haben einen Anschluß, beispiels­ weise einen Lötanschluß, für die Wicklungsenden und einen Schraubanschluß für die mit den Wicklungsenden zu verbindenden Leiter. Jedes Klemmengehäuse 8 bildet einen Zugangskanal 9, der auf die Schraube in der Klemme ausgerichtet ist, mittels deren der Leiter elektrisch kontaktiert und mechanisch festge­ klemmt wird.

Zwischen dem Zugangskanal 9 und der Trägerplatte 2 bildet das Klemmengehäuse 8 im Ausführungsbeispiel einen zusätzlichen Zu­ gangskanal 10, in den ein Flachstecker der Klemme ragt, damit die Leiter wahlweise über eine Schraubverbindung oder eine Steckverbindung angeschlossen werden können. Das Klemmenge­ häuse 8 weist deshalb in der den zusätzlichen Zugangskanal 10 nach innen hin abschließenden Materialpartie einen Schlitz 11 für den Durchtritt des Flachsteckers auf.

Der Klemmenträger 1 und seine Klemmen werden von einer Abdeck­ haube 12 abgedeckt, die wie der Klemmenträger 1 ein Kunst­ stoffspritzteil oder Preßteil ist. Die Abdeckhaube 12 deckt im montierten Zustand den Klemmenträger 1 nach oben, nach vorne und zur Seite hin ab. In ihre offene Unterseite taucht ein Abschnitt des Flansches 3′ des Spulenkörpers ein (siehe Fig. 8), und ihre Rückseite liegt an dessen plattenförmigem Teil 3 an, wobei die Öffnung 12′ der Rückseite an die Trägerplatte 2 angepaßt ist, so daß diese die Rückseite der Abdeckhaube 12 vollständig verschließt.

Die Abdeckhaube 12 weist in ihrer vorderen Wandfläche 15 Durchtrittsöffnungen 16 für die mit den Klemmen zu verbinden­ den Leiter und in ihrer oberen Wandfläche 14 kreisförmige Öffnungen 17 auf, welche auf die Zugangskanäle 9 ausgerichtet sind, um mit einem Schraubendreher die Klemmschrauben der Klemmen erreichen zu können. Zwischen jeder dieser kreisförmi­ gen Öffnungen 17 und der offenen Rückseite der Abdeckhaube 12 ist in ihrer oberen Wandfläche 14 je eine zusätzliche, recht­ eckförmige Öffnung 18 vorgesehen, welche auf die zusätzlichen Zugangskanäle 10 und den in diesen liegenden Flachsteckern ausgerichtet sind, damit die Steckverbindungen mit diesen nach dem Aufsetzen der Abdeckhaube 12 auf den Klemmenträger 1 her­ gestellt werden können.

Die Abdeckhaube 12 muß von vorne her auf den Klemmenträger 1 aufgeschoben werden, da letzterer zwei wie die Klemmengehäuse 8 von der Trägerwand 2 abstehende, flachsteckerartige Steck­ elemente 19 aufweist, welche in je eine innen an die vordere Wandfläche 15 der Abdeckhaube 12 angeformte Flachhülse 20 eingeführt werden müssen. Wenn die Abdeckhaube 12 vollständig auf den Klemmenträger 1 aufgesetzt ist, so daß die Träger­ platte 2 ihre Rückseite verschließt, hintergreifen zwei Rast­ nasen 22, die an den hinteren Rand der oberen Wandfläche 15 angeformt sind, den oberen Rand der Trägerplatte 2. Die Ab­ deckhaube 12 kann deshalb nicht ohne Werkzeug vom Klemmen­ träger 1 getrennt werden.

Da durch die Durchtrittsöffnungen 16 und 17 der Abdeckhaube 12 hindurch mit dem bei der Schutzartprüfung zu verwendenden Stift die Schrauben der Klemmen und deren Flachstecker er­ reicht werden können, läßt sich mit Hilfe der Abdeckhaube 12 nur die Schutzart IP 00 erreichen. Um die Anforderungen er­ füllen zu können, die für die Schutzart IP 20 gestellt werden, ist ein Abdeckkörper 22 vorgesehen, der ebenfalls als Kunst­ stoffspritzteil oder Preßteil ausgeführt ist. Dieser Abdeck­ körper 22 weist einen rechteckförmigen, vorderen Wandteil 23 auf, welcher in seiner Form und Größe an die vordere Wand 15 der Abdeckhaube 12 angepaßt ist. Seitlich an den vorderen Wandteil 23 anschließende seitliche Wandteile 24 begrenzen seitlich den Raum zwischen dem vorderen Wandteil 23 und der vorderen Wand 15, der für die zu den Klemmen geführten Leiter benötigt wird. Ein oberer Wandteil 25 hat die gleiche Breite wie der vordere Wandteil 23 und eine Tiefe, welche an die Er­ streckung der oberen Wandfläche 14 des Abdeckkörpers 12 lot­ recht zur vorderen Wandfläche 15 angepaßt ist. Schließlich sind der vordere Wandteil 23 und der obere Wandteil 25 über eine Schrägfläche 26 miteinander verbunden, welche an die Neigung der Schrägfläche angepaßt ist, welche die obere Wand­ fläche 14 mit der vorderen Wandfläche 15 verbindet. Der Ab­ deckkörper 22 vermag deshalb sowohl die Durchtrittsöffnungen 16 abzudecken als auch die Öffnungen 17 und 18 der Abdeckhaube 12 zu überdecken und damit vollständig zu verschließen.

Wie insbesondere Fig. 6 zeigt, sind an die Innenfläche des oberen Wandteiles 25 zwei im Querschnitt rechteckförmige Hohl­ zapfen 27 angeformt, die lotrecht vom oberen Wandteil 25 ab­ stehen, an dem mit dem Wandteil 25 verbundenen Ende geschlos­ sen und auf zwei der rechteckförmigen Öffnungen 18 ausgerich­ tet sind. Ihre äußere Kontur ist an diejenige dieser recht­ eckförmigen Öffnungen angepaßt, so daß sie durch diese hin­ durchgeführt und in die zugeordneten Zugangskanäle 10 ein­ geführt werden können. Das Innenprofil dieser Hohlzapfen 27 ist an das Querschnittsprofil der Flachstecker angepaßt, damit sie auf diese aufgesteckt werden können. Längsschneiden 27′, die an die innere Wandfläche der Hohlzapfen 27 angeformt sind, kommen in unmittelbare Anlage an die Flachstecker und sorgen für eine Reibung, die ausreicht, um die aufgesteckte Abdeck­ haube 22 gegen ein Lösen vom Abdeckkörper 12 ohne Werkzeug zu sichern. Wegen der Hohlzapfen 27 muß der Abdeckkörper 22 von oben her auf die Abdeckhaube 12 aufgesteckt werden.

Die seitlichen Wandteile 24 dienen nicht nur der seitlichen Begrenzung des zwischen dem vorderen Wandteil 23 und der vor­ deren Wand 15 liegenden Raumes. Sie versteifen auch den vorde­ ren Wandteil 23 des Abdeckkörpers 12, damit bei einem Hoch­ biegen des vorderen Wandteiles 23 ein Bruch nur im Bereich der Schrägfläche 25 erfolgt. Es ist dann deutlich sichtbar, daß der Abdeckkörper nicht mehr brauchbar ist.

Die Schutzart IP 20 erfordert natürlich eine Abdeckung metal­ lischer, gegebenenfalls Spannung führender Teile nicht nur im Bereich der Klemmen, sondern auch im Bereich der Wicklungen. Eine derartige Abdeckung der Wicklungen kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man sie in Gießharz einbettet. Man kann aber auch, wie im Ausführungsbeispiel, die Transformatorwick­ lung mit Hilfe von formstabilen Formkörpern abdecken, welche auf den bewickelten Spulenkörper aufgebracht werden. Im Aus­ führungsbeispiel trägt zur Abdeckung der Transformatorwick­ lungen auch eine Zwischenisolation bei, welche, wie Fig, 9 zeigt, ähnlich wie der die Wicklungen tragende Spulenkörper, einen Hohlkörper bildet, der endseitig mit je einem radial nach außen abstehenden Flansch versehen ist.

Diese als Ganzes mit 30 bezeichnete Zwischenisolation besteht aus vier Teilen. Zwei gleich ausgebildete erste Teile 31 be­ stehen aus einem dünnen, biegsamen, jedoch die Anforderungen an eine verstärkte Isolation erfüllenden Mehrschicht-Isolier­ material. Sie haben eine rechteckförmige Mittelzone 31′, deren Breite zumindest annähernd dem Abstand der Flansche des Wickelkörpers voneinander entspricht, sowie zwei über je einen Falz anschließende, hochgestellte Randbereiche 31′′, welche neben dem einen bzw. anderen Flansch des Spulenkörpers zu liegen kommen. Die beiden zweiten Teile der Zwischenisolation 30 sind Formkörper 32, die als Kunststoffspritzteile herge­ stellt sind. Sie bestehen je aus einer im Querschnitt bügel­ förmigen Mittelzone 32′ und sich an deren beide seitlichen Ränder anschließende, flanschartig nach außen abstehende Randbereiche 32′′. Wie bei den ersten Teilen 31 ist deshalb der Wickelraum für die obere Wicklung zur unteren Wicklung hin durch die Mittelzone 32′ und seitlich durch die beiden Randbe­ reiche 32′ , begrenzt, und zwar unterbrechungsfrei. Wie Fig. 9 zeigt, bilden sowohl die Mittelzone 32′ als auch die beiden Randbereiche 32′′ zwei geradlinige, zueinander parallel ver­ laufende Schenkel, welche im montierten Zustand den einen bzw. anderen Wickelkopf der unteren Wicklung übergreifen. Wie Fig. 9 ferner zeigt, liegt die Außenseite der Mittelzone 32′ dieser Schenkel in der von der Außenseite des sich anschließenden Wicklungsabschnittes definierten Ebene. Die Mittelzone 31′ der ersten Teile 31 kann deshalb, ohne gebogen werden zu müssen, die Mittelzone 32′ der Formkörper 32 im Bereich von deren Schenkel überlappen. Diese Überlappung ist so groß gewählt, daß der Mindestwert der erforderlichen Kriechstrecke deutlich überschritten wird. Um andererseits die Länge dieser Schenkel so klein wie möglich wählen zu können, sind die beiden Schen­ kel auf ihrer gesamten Länge überlappt, wobei durch je eine Stufe in der Mittelzone im Bereich der Schenkel ein stufen­ loser Übergang der Wicklungsauflagefläche von der Mittelzone 31′ der ersten Teile 31 zur Mittelzone 32′ der zweiten Teile 32 erreicht wird. Im gleichen Maße überlappen sich die Rand­ bereiche 31′′ der beiden ersten Teile 31 mit den Randbereichen 32′′ der Formteile 32, so daß auch hier die Kriechweglänge ausreichend groß gewählt werden kann. Die Zwischenisolation 30 bildet somit, wie Fig. 9 zeigt, einen ringkanalförmigen Wickelraum, wobei durch eine entsprechend große Überlappung zwischen den aneinander anschließenden ersten und zweiten Teilen der Zwischenisolation 12 in einfacher und raumsparender Weise die erforderlichen Kriechweglängen realisiert sind.

Wie Fig. 8 zeigt, bilden die Randbereiche 32′′ der Formkörper 32 je eine flache Tasche 33. In diese Taschen 33 tauchen die über den Wickelkopf der unteren Wicklung überstehenden Ab­ schnitte der Flansche 3′ des Spulenkörpers ein, wodurch die Formkörper 32 von den Flanschen 3′ positioniert und an diesen festgelegt werden.

Zur Abdeckung der oberen Wicklung 35 nach außen hin gegen metallische Teile, beispielsweise das Joch 6 des Transforma­ torkerns in einer den Anforderungen der Schutzklasse 2 gerecht werdenden Weise, ist eine als Ganzes mit 37 bezeichnete Ab­ deckung vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel besteht die Ab­ deckung aus zwei gleich ausgebildeten, plattenförmigen Form­ teilen 38 sowie zwei zumindest im wesentlichen gleich ausge­ bildeten, brückenartigen Formteilen 39, welche im Ausführungs­ beispiel die Wickelköpfe der oberen Wicklung 35 abdecken.

Die plattenförmigen Formteile 38 sind an ihren beiden Längs­ seiten mit je einem nach innen weisenden Randstreifen 38′ versehen. Diese Randstreifen 38′ übergreifen die Flansche 3′ des Spulenkörpers. Rippen 39′ der brückenförmigen Formteile 39 greifen, wie Fig. 8 zeigt, in Längsnuten 40 ein, welche längs des äußeren Randes der Randbereiche 32′′ der Formkörper 32 verlaufen.

Zusammengehalten werden die einzelnen Teile der Abdeckung 37 durch hakenartige Rastzungen 41 der plattenförmigen Formteile 38, welche in Rastvertiefungen 42 der brückenartigen Formteile 39 einrasten.

Die vollständig geschlossene Ausbildung des Wickelraumes nicht nur für die untere Wicklung, sondern auch für die obere Wick­ lung 35, macht es erforderlich, den einen Randbereich 32′′ der Formkörper 32 mit Durchtrittskanälen zu versehen, durch die hindurch die Wicklungsenden zu den Anschlußklemmen geführt werden können. Für die obere Wicklung 35 ist zu diesem Zwecke der eine Randbereich 32′′ des Formkörpers 32 in seiner äußeren Zone mit wenigstens zwei nach außen hin offenen Durchtritts­ kanälen 43 versehen, die zu den Taschen 33 hin durch je eine Trennwand vollständig geschlossen sind. Für die untere Wick­ lung sind im einen Randbereich 32′′ des anderen Formkörpers 32, und zwar in dessen innerer Randzone, wenigstens zwei Durchtrittskanäle 44 vorgesehen. Mangels einer anderen Darstellungsmöglichkeit sind diese Durchtrittskanäle 44 ebenfalls in Fig. 10 dargestellt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Verbinden der Wicklungsenden und/oder Wicklungsanzapfungen eines Transformators mit elektrischen Leitern, welche einen am Transformator, insbesondere an dessen Spulenkörper, festlegbaren Klemmenträger mit Klemmen aufweist, auf die im Klemmenträger vorhandene Zugangskanäle ausgerichtet sind, gekennzeichnet durch einen mit dem Klem­ menträger (1) verbindbaren, die Zugangskanäle (9, 10) ab­ deckenden Abdeckkörper (22).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein von der Innenseite des Abdeckkörpers (22) abstehendes, in einen der Zugangskanäle (9, 10) einsteck­ bares Verbindungselement (27, 27′) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (27, 27′) als Hohlzapfen ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine mit dem Klemmenträger (1) verbind­ bare Abdeckhaube (12) vorgesehen ist, die außer Durch­ brüchen (16) für den Durchtritt der elektrischen Leiter Öffnungen (17, 18) aufweist, von welchen zumindest ein Teil auf die Zugangskanäle (9,10) ausgerichtet ist, daß der Abdeckkörper (22) die Durchbrüche (16) und Öffnungen (13, 17, 18) abdeckt und daß jedes seiner Verbindungselemente (27, 27′) eine der Öffnungen (17, 18) durchgreift.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Klemmenträger (1) außer auf Schrauben von Schraubklemmen ausgerichtete, im Querschnitt kreisför­ mige Zugangskanäle (19) im Querschnitt rechteckförmige Zugangskanäle (10) aufweist, die auf je einen Flachstecker ausgerichtet sind, und daß die Verbindungselemente (27, 27′) in ihrer äußeren Kontur an diese rechteckförmigen Zugangskanäle (10) angepaßt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur der als Hohlzapfen ausgebildeten Verbin­ dungselemente (27, 27′) eine das Aufstecken auf einen Flach­ stecker gestattende Form hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (22) ebenso wie der Klemmenträger (1) und die Abdeckhaube (12) ein Kunststoff­ spritzteil oder Preßteil ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper zwischen zwei Ab­ schnitten (23, 25), von denen der eine (23) die Zugangs­ kanäle für den Durchtritt der Leiter und der andere (25) die übrigen Zugangskanäle (9, 10) abdeckt, eine Sollbruch­ stelle aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an den die Zugangskanäle für den Durch­ tritt der Leiter abdeckenden Abschnitt (23) des Abdeck­ körpers (22) seitliche Wandteile (24) angeformt sind, die sich gegen den Klemmenträger hin erstrecken.