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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen im Betrieb eine hohe Temperatur
führenden
Transformator und ein diesen Transformator verwendendes elektrisches
Gerät.
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Ein
während
des Betriebs eine hohe Temperatur führender Transformator, wie
er beispielsweise in einem Mikrowellenherd benutzt wird, ist im
Allgemeinen mittels eines Druckgebläses luftgekühlt und ausgelegt für die höchstzulässige Betriebstemperatur
und die höchste
kritische Temperatur, die sich unter abnormalen Betriebsbedingungen,
beispielsweise bei Stillstand des Gebläses, einstellen kann. So ist beispielsweise
für einen
Transformator der Kategorie E1-96 der Europäischen Norm vorgeschrieben,
dass die höchstzulässige Betriebstemperatur
bei 200°C und
die höchste
kritische Temperatur bei 250°C
zu liegen hat. Um die Temperatur des Transformators auf einem unter
der höchsten
kritischen Temperatur von etwa 250°C liegenden Wert zu halten,
wird nach dem Stand der Technik ein relativ großer Transformatorkern eingesetzt,
damit der Transformator zu jeder Zeit während seines normalen Betriebs
eine Temperatur von etwa 180°C
erreichen kann. Aus diesem Grunde ist der konventionelle Transformator
sperrig und schwer, was zu höheren
Kosten führt.
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Um
einen unerwünscht übermäßigen Anstieg
der Transformatortemperatur zu vermeiden, wird andererseits eine
thermische Unterbrechersicherung oder eine temperaturempfindliche
Sicherung mit der Primärwicklung
des Transformators elektrisch in Reihe geschaltet, so dass bei einem
Ansteigen der Transformatortemperatur über einen vorgegebenen Wert
hinaus die Sicherung ansprechen kann und damit die Zufuhr elektrischen
Stroms aus einer elektrischen Stromquelle zur Primärwicklung des
Transformators unterbricht. Da jedoch die thermische Unterbrechersicherung
an der Außenseite entweder
der Primär-
oder der Sekundärwicklung des
Transformators angeordnet ist, vermag sie die Temperatur dieses
Transformatorbereichs nicht genau zu erfassen, was dazu führt, dass
die höchste Temperatur
während
des normalen Betriebs erreicht werden kann.
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Die
als nächster
Stand der Technik zu betrachtende US-A-5321572 beschreibt einen Transformator
mit einer zwischen der Primärwicklung
und dem Transformatorkern angeordneten thermischen Sicherung.
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Es
kann angenommen werden, dass der Transformatorbereich, in dem während des
normalen Betriebs des Transformators die höchstmögliche Temperatur erreicht
werden kann, in einem zentralen Abschnitt des Querschnitts der Transformatorwicklungen
liegt. Anhand der Ergebnisse einer Reihe von Versuchen und Untersuchungen
durch den/die Erfinder der vorliegenden Erfindung lässt sich
feststellen, dass der Transformatorbereich, in dem sich während des
normalen Betriebs die nächst
höchstmögliche Temperatur
einstellen kann, in einem Abschnitt liegt, der zwischen den Transformatorwicklungen,
an denen der Kühleffekt
gering ist und dem von den Transformatorwicklungen umgebenen Transformatorkern begrenzt
ist. In der Annahme, dass ein Wärmefühler nicht
in den zentralen Abschnitt des Querschnitts der Transformatorwicklungen
eingebracht werden kann, erscheint es angebracht, die zwischen den
Transformatorwicklungen und dem Transformatorkern vorherrschende
Temperatur zu erfassen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegen die vorbeschriebenen Feststellungen
des Erfinders/der Erfinder der vorliegenden Erfindung zugrunde und
sie dient der Bereitstellung eines Transformators, bei dem Vorkehrung
zur Erfassung der in einem Bereich zwischen den Transformatorwicklungen
und dem Transformatorkern herrschenden Temperatur getroffen ist,
so dass nicht nur der Transformatorkern ein geringere Größe und ein
geringe res Gewicht haben kann, sondern auch keine Temperatur erreicht
wird, die über
der das Eintreten eines abnormalen Zustands anzeigenden höchsten kritischen
Temperatur liegt.
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Eine
hiermit zusammenhängende,
doch weitere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines elektrischen Geräts, mit dem der Transformator
der vorbeschriebenen Art ausgestattet ist.
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Erfindungsgemäß wird ein
zur Temperaturerfassung eingerichteter Transformator bereitgestellt mit:
einem Transformatorkern; den Transformatorkern umgebenden Primär- und Sekundärwicklungen; und
einem temperaturempfindlichen Schalter, der mit der Primärwicklung
in Reihe geschaltet ist und angepasst ist, als Antwort auf einen
Temperaturanstieg auf einen Wert, welcher gleich einem Vorgabewert oder
größer ist,
abgeschaltet zu werden, wobei die Primär- und die Sekundärwicklung
in axialer Richtung voneinander abgesetzt sind und der temperaturempfindliche
Schalter, der eine Temperaturerfassungsfläche aufweist, zwischen entweder
der Primär-
oder der Sekundärwicklung
und dem Transformatorkern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Temperaturerfassungsfläche
auf einer inneren Umfangsfläche
entweder der Primär-
oder Sekundärwicklung
befindet und dass der Transformatorkern, die Primärwicklung,
die Sekundärwicklung
und der temperaturempfindliche Schalter mit einem elektrisch isolierenden
Lack mit einer Wärmeleitfähigkeit
von nicht weniger als 0,25 W/m·°C imprägniert sind.
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Erfindungsgemäß kann der
temperaturempfindliche Schalter die Stromzufuhr zur Primärwicklung
unterbrechen, wenn dieser sodann bei der Überwachung der Temperatur zwischen
der Sekundärwicklung
und dem Transformatorkern oder zwischen der Primärwicklung und dem Transformatorkern,
wo die Tendenz einer Erhitzung auf die höchste Temperatur gegeben ist,
einen Anstieg der Temperatur über den
Vorgabewert hinaus feststellt. Dementsprechend lässt sich eine Zunahme der Transformatortemperatur
unterdrücken
und damit nicht nur die Größe des Trans formatorkerns
verringern, sondern auch der Transformator selbst raumsparend und
mit geringem Gewicht ausführen.
Auch ist keine zusätzliche
Befestigung erforderlich, da der temperaturempfindliche Schalter
zwischen die Sekundär-
oder Primärwicklung
und dem Transformatorkern eingebettet werden kann.
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Erfindungsgemäß werden
der Transformatorkern, die Primärwicklung,
die Sekundärwicklung und
der temperaturempfindliche Schalter sämtlich mit einem elektrisch
isolierenden Lack mit einer Wärmeleitfähigkeit
von nicht weniger als 0,25 W/m·°C imprägniert.
Während
wie vorstehend erörtert
der Transformatorbereich mit der höchsten Temperatur als in dem
zentralen Abschnitt des Querschnitts der Wicklungen befindlich angenommen
werden kann, ermöglicht
der zur Imprägnierung
der Primär-
und Sekundärwicklungen
eingesetzte elektrisch isolierende Lack mit hoher Wärmeleitfähigkeit
die Übertragung
von im zentralen Abschnitt des Querschnitts der Wicklungen entstandener
Wärme auf
einen Oberflächenbereich
des Transformators in wirksamer Weise und ohne örtliche Abweichung. Weiterhin
vereinfacht der zwischen dem temperaturempfindlichen Schalter und
den Wicklungen eingebrachte elektrisch isolierende Lack eine wirksame Übertragung
der auf den Wicklungsoberflächen
entstehenden Wärme
auf den temperaturempfindlichen Schalter. Somit wirkt der temperaturempfindliche
Schalter dahingehend, dass möglichst
nahe bei der höchstmöglichen
Temperatur des Transformators liegende Temperaturen genau und mit
minimalen örtlichen
Abweichungen je nach der Einbauposition des temperaturempfindlichen Schalters
erfasst werden. Da die Wärmeleitung
zwischen dem Transformatorkern und sowohl der Primär- als auch
der Sekundärwicklung
vereinfacht werden kann, lässt
sich ein örtlicher
Anstieg der Temperatur des Transformatorkerns wirksam unterdrücken, wodurch
eine weitere Verkleinerung des Transformatorkerns ermöglicht wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der Transformatorkern ein im Wesentlichen
E- förmiges erstes
und ein im Wesentlichen I- oder E-förmiges zweites Kernelement
auf, wobei die Kernelemente übereinander
angeordnet sind und ein mittlerer Schenkel vorgesehen ist, um den
herum die Primär-
und die Sekundärwicklungen
angeordnet sind, und wobei die Sekundärwicklung über der Primärwicklung
liegt. Da gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
die Sekundärwicklung,
die normalerweise zur Erzeugung einer höheren Temperatur als die Primärwicklung
tendiert, über
der Primärwicklung
angeordnet ist, besteht keinerlei Möglichkeit, dass von der Sekundärwicklung freigesetzte
Wärme in
Richtung auf die Primärwicklung
driftet und diese negativ beeinflusst. Bei dieser Ausführung wird
der temperaturempfindliche Schalter zur Erfassung der zwischen der
Innenseite der Sekundärwicklung,
bei welcher die Tendenz zur Entwicklung der höchsten Temperatur gegeben ist,
und dem Transformatorkern herrschenden Temperatur benutzt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Primärwicklung mit einem Klemmenträger versehen.
Der Klemmenträger
weist eine erste Klemme, an die ein Ende der Primärwicklung
angeschlossen ist, und eine mit einer der vom temperaturempfindlichen
Schalter kommenden Zuleitungen verbundene zweite Klemme auf. Die
andere Zuleitung ist mit dem anderen Ende der Primärwicklung
verbunden. Da sich nach dieser bevorzugten Ausführungsform der Klemmenträger auf
der Primärwicklung
befindet, ist der Abstand zwischen dem mit der Primärwicklung
verbundenen temperaturempfindlichen Schalter und dem Klemmenträger so gering,
dass die andere mit dem Klemmenträger verbundene Zuleitung des
temperaturempfindlichen Schalters eine relativ geringe Länge aufweisen
kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Knotenpunkt zwischen dem anderen
Ende der Primärwicklung
und der anderen Zuleitung des temperaturempfindlichen Schalters
auf dem Klemmenträger
gelagert. Nach dieser Ausführungsform
wird keine zusätzliche
Anschlussklemme zur Aufnahme dieses Knotenpunkts benötigt.
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Weiter
wird erfindungsgemäß ein elektrisches
Gerät bereitgestellt,
das einen Transformator der vorbeschriebenen Art verwendet. Im Einzelnen weist
dieses elektrische Gerät
in einem Gehäuse
den für
eine Temperaturerfassung eingerichteten Transformator, ein zum Antrieb
durch den Transformator angepasstes elektrisches Element und ein
zur Kühlung
des Transformators vorgesehenes Kühlgebläse auf. Der in der vorbeschriebenen
Weise im Transformator vorgesehene temperaturempfindliche Schalter ist
auf der Transformatorseite angeordnet, die der mit einem Luftstrom
durch das Kühlgebläse beaufschlagten
Seite gegenüberliegt.
Da der Kühlluftstrom nicht
direkt auf die Seite des Transformators aufgebracht wird, auf der
sich der temperaturempfindliche Schalter befindet, erreicht der
Teil des erfindungsgemäß konzipierten
elektrischen Geräts,
in dem der temperaturempfindliche Schalter im Transformator angeordnet
ist, die höchstmögliche Temperatur.
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In
den verschiedenen Ansichten der beiliegenden Zeichnungen werden
gleiche Bezugsziffern für
jeweils gleiche Teile benutzt.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines Mikrowellenherds, wobei ein
Teil der Gehäuseoberseite
zur Darstellung eines in diesem verwendeten Transformators nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weggebrochen gezeichnet ist;
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2 eine
Ansicht des in dem Mikrowellenherd gemäß 1 eingesetzten
Transformators in auseinandergezogener Darstellung;
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3 eine
Seitenansicht des Transformators in 2;
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4 eine
Perspektivansicht des Transformators von dessen Unterseite aus gesehen;
und
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5 einen
Schaltplan einer in dem Mikrowellenherd mit dem erfindungsgemäßen Transformator
eingesetzten Magnetron-Antriebsschaltung.
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Es
folgt eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen. Wie
aus 1 ersichtlich, weist ein Mikrowellenherd 1 ein
Ofengehäuse 2 mit
einer Unterseite 21, einer Oberseite 22, ein Paar
Seitenwänden 23 und
einer Rückwand 24 auf,
die sämtlich
zu einem nach vorne offenen Kasten von im Wesentlichen rechteckiger Form
zusammengesetzt sind. Weiter ist das Gehäuse 2 mit einer scharniert
angeschlagenen Tür
zum wahlweisen Öffnen
oder Verschließen
einer vorderen Öffnung
des Gehäuses 2 oder
einer Zugangsöffnung zu
einer Herdkammer im Innern des Gehäuses 2 versehen.
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Ein
Transformator 12 ist in einem Geräteabteil angeordnet und auf
der Unterseite 21 des Herdgehäuses 2 befestigt,
wobei ein Magnetron 16 über diesem
Transformator 12 angeordnet ist, und es ist ein Kühlgebläse 3 hinter
dem Transformator 12 und dem Magnetron 16 vorgesehen.
Das Kühlgebläse 3 dient
zum Einbringen von Luft von außerhalb
des Herdgehäuses 2 durch
ein in der Rückwand 24 ausgebildetes
Zugfenster 27 hindurch, die dem Transformator 12 und
dem Magnetron 12 zu deren Kühlung beaufschlagt wird. Der
zum Kühlen
des Transformators 12 und des Magnetrons 16 benutzte
Luftstrom wird anschließend über eine
nicht dargestellte Entlüftungsöffnung auf
einer Seite der Oberseite 22 nach außen abgeführt.
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Wie
aus 2 ersichtlich, weist der Transformator 12 einen
Kern 18 mit einem ersten Kernelement 18e und einem
zweiten Kernelement 18i in übereinanderliegender Anordnung
auf. Das erste Kernelement 18e ist im Wesentlichen E-förmig aufgebaut
mit einem Paar durch einen Brückenabschnitt verbundener äußerer Schenkel 18eo und
einem parallel von der Brücke
verlaufenden und zwischen den äußeren Schenkeln 18eo angeordneten
mittleren Schenkel 18ec. Das zweite Kernelement 18i ist
im Wesent lichen I-förmig
ausgeführt
und mit dem ersten Kernelement 18e verbunden, wobei die äußeren Schenkel 18eo des
ersten Kernelements 18i in Kontakt mit dem zweiten Kernelement 18i gehalten
werden. Zum Aufbau des Transformatorkerns 18 werden zunächst eine
Sekundärwicklungsspule 14,
sodann eine Heizwicklungsspule 17 und schließlich eine
Primärwicklungsspule 13 um
den mittleren Schenkel 18ec gelegt, bevor das zweite Kernelement 18i mit dem
ersten Kernelement 18e verbunden wird. Erforderlichenfalls
wird ein mit dem ersten Kernelement 18i in Kontakt gehaltener
Teil der Primärwicklungsspule 13 mit
einer elektrisch isolierenden Folie und, wenn nötig, entsprechend die Außenfläche der
Sekundärwicklungsspule
vollständig
mit Isolierfolie abgedeckt. Damit sind die Primärwicklungsspule 13,
die Sekundärwicklungsspule 14 und
die Heizwicklungsspule 17 in axialer Richtung um den mittleren
Schenkel 18ec herum voneinander abgesetzt und von unten
gesehen in dieser vorgegebenen Reihenfolge angeordnet, wie dies
die 2 zeigt. Die Sekundärwicklungsspule 14 weist
einander gegenüberliegende
Anfangs- und Abschlussleitungsenden 14e und 14f auf,
wobei das Anfangsleitungsende 14e an eine Anschlussöse 14m gelegt
und das Abschlussleitungsende 14f der Sekundärwicklungsspule 14 mit einem
im Wesentlichen flaggenförmigen
Anschlusselement 14h verbunden ist. Die Heizwicklungsspule 17 weist
ebenfalls Anfangs- und Abschlussleitungsenden 17e und 17f auf,
die mit im Wesentlichen flaggenartigen Klemmenelementen 17h1 bzw. 17h2 verbunden
sind. Man beachte, dass die in Verbindung mit den gegenüberliegenden
Enden irgendeiner der erfindungsgemäß eingesetzten Wicklungen benutzten
Begriffe "Anfangs-" und "Abschluss-" jeweils das zu Beginn
des Wicklungsvorgangs zunächst
auf den Wicklungsdorn gelegte Drahtende bzw. das am Ende des Wicklungsvorgangs
aus der Wicklungsspule herausgeführte
gegenüberliegende
Ende des gleichen Drahts bezeichnen.
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Die
Primärwicklungsspule 13 trägt einen Klemmenträger 40.
Dieser Klemmenträger 40 ist
aus Kunstharz und mit elektrisch isolierendem transparenten Band 50 auf
dem von der Heizwicklungsspule 17 abgewandten unteren Ende
der Primärwicklungsspule 13 befestigt.
Ein selbständig
rückstellender temperaturempfindlicher
Schalter 30 (nachfolgend bezeichnet als "Thermostat") weist erste und
zweite Zuleitungen 31 und 32 auf, die in das Innere
der Primärwicklungsspule 13 eingesetzt
sind. Dieser Thermostat 30 ist mit der Primärwicklungsspule 13 direkt elektrisch
verbunden, wobei, wie dies deutlich aus 4 ersichtlich
ist, ein Ende der ersten Zuleitung 31 und eine vom Anfangsende
der Primärwicklungsspule 13 herangeführte Zuleitung 13e durch
Löten zu
einem Knotenpunkt 35 elektrisch miteinander verbunden sind.
Wenn gewünscht
oder erforderlich, kann der Thermostat 30 selbst mit einer
elektrisch isolierten Folie abgedeckt werden.
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Der
Knotenpunkt 35 zwischen dem Ende der ersten Zuleitung 31 und
der Zuleitung 13e befindet sich neben der Unterseite des
Klemmenträgers 40 und
ist seinerseits mit Isolierband 50 zusammen mit dem Klemmenträger 40 auf
der Primärwicklungsspule 13 befestigt.
Der Klemmenträger 40 weist
erste und zweite Klemmen 41 und 42 auf und es
ist eine vom Abschlussende der Primärwicklungsspule 13 ausgehende
Zuleitung 13f mit der ersten Klemme 41 verbunden,
während
die erste Zuleitung 31 des Thermostaten 30 an
die zweiter Klemme 42 gelegt ist. Die Anschlussöse 14m,
die mit der vom Anfangsleitungsende der Sekundärwicklungsspule 14 herangeführten Zuleitung 14e verbunden
ist, steht mit dem ersten Kernelement 18e und damit, wie
am besten aus 3 ersichtlich, mit dem Transformatorkern 18 über eine
Stellschraube 18n, die in ein Gewindeloch 18en im
zweiten Kernelement 18e eingeschraubt ist, in Verbindung.
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In
der Endstufe der Montage der Primärwicklungsspule 13 auf
den mittleren Schenkel 18ec des ersten Kernelements 18e mit
Einsatz des mittleren Schenkels 18ec in einen zentralen
Hohlraum der Sekundärwicklungsspule 14,
wie aus 2 ersichtlich, wird der Thermostat 30 auf
dem mittleren Schenkel 18ec des ersten Kernelements 18e und
innerhalb eines zentralen Hohlraums der Sekundärwicklungsspule 14 durch
einen Spalt zwischen dem inneren Umfang der Heizwicklungsspule 17 und
dem mittleren Schenkel 18ec so montiert, dass die Temperaturerfassungsfläche des
Thermostaten 30 in einem oberen Bereich der inneren Umfangsfläche der
Sekundärwicklungsspule 14 und
generell einem mittleren Bereich in Breitenrichtung, bezeichnet
durch die Doppelpfeile LR, des zentralen Hohlraums der Sekundärwicklungsspule 14 liegt.
Nach Anordnung des Thermostaten wie vorbeschrieben im Anschluss
an die bereits erfolgte Montage der Primärwicklungsspule 13 auf
dem mittleren Schenkel 18ec des Transformatorkerns 18 wird
zur Vervollständigung
des Transformators 12 das zweite Kernelement 18i unter Anpressung
an die entsprechenden Endflächen
der äußeren Schenkel 18eo des
ersten Kernelements 18e, wie beispielsweise durch die Bezugsziffer 18m (3)
bezeichnet, durch Kehlnahtschweißen sicher befestigt. Der resultierende
Transformator wird sodann auf eine Grundplatte 19 gesetzt,
die mit der Unterseite des zweiten Kernelements 18i punktverschweißt ist.
Der Transformator 12 mit der Grundplatte 19 wird
durch mehrere, beispielsweise vier Befestigungselemente wie durch
entsprechende Montagelöcher
in vier Eckenbereichen der Grundplatte 19 geführte Bolzen
auf der Unterseite 21 des Herdgehäuses 2 befestigt.
Damit ist der Transformatorkern 18 mit dem Herdgehäuse 2 geerdet.
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Der
wie vorgeschrieben zusammengebaute Transformator 12 wird
mit einem elektrisch isolierenden Lack mit hoher Wärmeleitfähigkeit
vakuumimprägniert.
Der Lack beschichtet die Oberflächen
des Kerns 18 und des Thermostaten 30 und dringt
in die ersten und zweiten Wicklungen 13 und 14 ein.
Dieser Isolierlack besteht aus Polyester gemischt mit fein verteiltem
Silicapulver und besitzt eine Wärmeleitfähigkeit
von 0,25 W/m·°C oder höher gegenüber einer solchen
von 0,19 W/m·°C bei einem
Standard-Isolierlack. Als Beispiel eines derartigen Lacks mit hoher Wärmeleitfähigkeit
wäre der
von The P. D. George Company hergestellte und vertriebene Lack
Nr. 50S zu nennen.
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5 zeigt
ein elektrisches Schaltbild einer Magnetron-Antriebsschaltung auf, wie sie in einem Mikrowellenherd
mit dem wie vorbeschrieben aufgebauten erfindungsgemäßen Transformator 12 eingesetzt
wird. Wie aus 5 ersichtlich, ist die Primärwicklungsspule 13 des
Transformators 12 über
den Thermostaten 30 mit einer handelsüblichen Stromquelle 33 elektrisch
verbunden, während
die Ausgangsspannung von der Sekundärwicklungsspule 14 des
gleichen Transformators 12 durch eine Halbwellen-Spannungsverdoppelungsgleichrichter-
bzw. Greinacher-Schaltung 15 gleichgerichtet und geglättet wird,
um eine hohe Gleichspannung zu erzeugen, die ihrerseits einem Magnetron 16 zugeführt wird. Während eine
Heizung des Magnetrons 16 durch die im Transformator 12 eingebaute
Heizwicklungsspule 17 vorgewärmt wird, erzeugt das Magnetron 16 Mikrowellen,
wenn ihm die hohe Gleichspannung von der Greinacher-Schaltung 15 aus
zugeführt
wird.
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Wie
vorstehend ausführlich
beschrieben, sind die Primär- und Sekundärwicklungen 13 und 14 im
axialen Abstand voneinander um den Transformatorkern 18 herum
und die Heizwicklung 17 zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen 13 und 14 gewickelt.
Die vom Abschlussende der Primärwicklung 13 ausgehende
Zuleitung 13f ist mit der ersten Klemme 41 des
Klemmenträgers 40 verbunden
und es ist die erste Zuleitung 31 des Thermostaten 30 an
die zweite Klemme 42 des Klemmenträgers 40 gelegt. Die
von Anfangsende der Primärwicklung 13 ausgehende
Zuleitung 13e ist an die zweite Zuleitung 32 des
Thermostaten 30 angeschlossen. Damit ist der Thermostat 30 über die
Zuleitungen 31 und 32 mit der Primärwicklung 13 elektrisch
in Reihe geschaltet und zwischen der Sekundärwicklung 14 und dem Transformatorkern 18 angeordnet.
Die vom Anfangsende der Sekundärwicklung 14 ausgehende
Zuleitung 14e steht über
die Anschlussöse
14m mit dem Transformator 18 in Verbindung und es ist die
vom Abschlussende der Sekundärwicklung 14 ausgehende
Zuleitung 14f über
das fahnenartige Anschlusselement 14h1 mit dem Eingangsende
der Greinacher-Schaltung 15 verbunden. Die beiden gegenüberliegenden
Zuleitungen 17e und 17f der Heizwicklung 17 stehen über die
hiermit verbundenen fahnenartigen Anschlusselemente 17h1 und 17h2 mit
der Heizung des Magnetrons 16 in Verbindung.
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Erfasst
bei der vorbeschriebenen Ausführung
der temperaturempfindliche Schalter 30 zur Überwachung
der Temperatur eines zwischen der Sekundärwicklung 14 und dem
Transformatorkern 18 liegenden und die höchste Temperatur
erreichenden Abschnitts eine solche über einer Vorgabetemperatur liegende
Temperatur, so wird der temperaturempfindliche Schalter 30 abgeschaltet
und damit die Zufuhr elektrischen Stroms von der Stromquelle 33 zur
Primärwicklung 13 unterbrochen.
Somit lasst sich jeder unerwünschte
Anstieg der Transformatortemperatur zweckmäßigerweise unterdrücken und
kann aus diesem Grunde der Transformatorkern in geringerer Größe ausgeführt sein.
Da die Temperatur des Transformators 12 bei normalem Betrieb
und die für das
Eintreten eines abnormalen Zustands repräsentative höchste kritische Temperatur
unter die zur Zeit vorgeschriebene Temperaturgrenze fallen können, ist
weiter der Transformator 12 selbst im raumsparender und
leichter Form sowie kostengünstiger
herstellbar. Da der temperaturempfindliche Schalter 30 zwischen
die Sekundärwicklung 14 und
den Transformatorkern 18 eingespannt ist, wird außerdem kein zusätzliches
Befestigungselement für
dessen Montage und lagemäßige Fixierung
benötigt.
So kann beispielsweise im Falle eines nach der Norm E1-96 ausgelegten und
mit einem bei Erfassung einer Temperatur von 200°C abschaltenden und bei einer
erfassten Temperatur von 190°C
in den Einschaltzustand zurückstellenden
Thermostaten 30 das Erreichen einer Temperatur von 200°C an der
inneren Umfangsfläche
der Sekundärwicklungsspule 14 zu
einer Unterbrechung der Stromzufuhr zur Primärwicklung 13 führen, so
dass jeder unerwünschte
Temperaturanstieg unterdrückt
wird und dementsprechend die normale Betriebstemperatur des Transformators
die vorgeschriebene Grenze von 200°C nicht überschreitet sowie selbst bei
Eintreten eines abnormalen Zustands wie einer betrieblichen Störung des
Kühlgebläses 3 die
Temperatur des Transformators 12 nicht auf einen höheren Wert
als die vorgeschriebene Grenze von 250°C ansteigt.
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Wenngleich
der Höchsttemperaturbereich des
Transformators 12 als in einem zentralen Abschnitt C1 des
Querschnitts der Sekundärwicklung liegend
angenommen werden kann, was die vorbeschriebene Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft, so kann die in diesem zentralen
Abschnitt C1 des Querschnitts der Sekundärwicklung 14 erzeugte
Wärme wirksam
und ohne örtliche
Abweichung auf einen Außenflächenbereich
der Sekundärwicklung 14 geleitet
werden, da der elektrisch isolierende Lack mit einer Wärmeleitfähigkeit
von nicht weniger als 0,25 W/m·°C in das
Innere der Sekundärwicklung 14 eindringt.
Darüber
hinaus vereinfacht der zwischen den temperaturempfindlichen Schalter 30 und
den inneren Umfang der Sekundärwicklung 14 eingefüllte elektrisch
isolierende Lack mit einer solch hohen Wärmeleitfähigkeit einen wirksamen Übergang
der an den inneren Umfangsflächen
der Sekundärwicklung 14 entstehenden
Wärme auf
den temperaturempfindlichen Schalter 30. Somit wirkt der
temperaturempfindliche Schalter 30 dahingehend, dass er
jede so nahe wie möglich
bei der höchstmöglichen Temperatur
des Transformators 12 liegende Temperatur genau und mit
einem Minimum an örtlicher
Abweichung, die je nach Einbauposition des temperaturempfindlichen
Schalters 30 eintreten kann, erfasst.
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Da
die Wärmeleitung
zwischen dem Transformatorkern 18 und sowohl der Primär- als auch
Sekundärwicklung 13, 14 vereinfacht
werden kann, lässt
sich auch ein örtlicher
Anstieg der Temperatur des Transformatorkerns 18 wirksam
unterdrücken, wo durch
eine weitere Verkleinerung des Transformatorkerns ermöglicht wird.
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Da
die Sekundärwicklung 14 mit
der Tendenz einer Erwärmung
auf eine höhere
Temperatur als der der Primärwicklung 13 über der
Primärwicklung 13 angeordnet
ist, bringt außerdem
der Auftrieb von Wärme
aus der Sekundärwicklung 14 keine
nachteilige Auswirkung auf die Primärwicklung 13 mit sich und
erfasst der temperaturempfindliche Schalter 30 unter dieser
Bedingung jede über
einem Vorgabewert liegende Temperatur in einem zwischen der Sekundärwicklung 14 und
dem Transformatorkern 30 liegenden Höchsttemperaturbereich. Da weiterhin der
Klemmenträger 40 auf
der Primärwicklung 13 befestigt
ist, kann der mit der Primärwicklung 13 in
Verbindung stehende temperaturempfindliche Schalter 30 sehr
nahe am Klemmenträger 40 angeordnet
sein, wodurch relativ kurze Zuleitungen 31 und 32 des temperaturempfindlichen
Schalters 30 verwendet und am Klemmenträger 40 angeschlossen
werden können,
ohne dass zusätzliche
Befestigungs- oder Klemmenelemente
zur Aufnahme des Knotens 35 zwischen der Zuleitung 13e der
Primärwicklung 13 und
der Zuleitung 32 des temperaturempfindlichen Schalters 30 benötigt werden.
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Da
jedoch, wie aus 1 ersichtlich, der Transformator 12 im
Herdgehäuse 2 so
angeordnet ist, dass die Montagefläche des Thermostaten hinter dem
Kühlluftstrom
liegt, trifft die Kühlluft
nicht direkt auf den temperaturempfindlichen Schalter 30 und
ist dieser somit in dem Bereich positioniert, wo die höchstmögliche Temperatur
im Transformator 12 eintreten kann. Anders ausgedrückt kann
der temperaturempfindliche Schalter 30 die Temperatur in
dem Bereich des Transformators 12 mit der höchstmöglichen
Temperatur ordnungsgemäß erfassen.
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Man
beachte, dass in der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
die höchstmögliche Temperatur
im Transformator 12 als in der Sekundärwicklung 14 eintretend
angenommen wird. In Abhängigkeit
von konstruktiven Abweichungen, wie beispielsweise beim Strom- oder
Spannungsverhältnis
zwi schen der Primärwicklung 13 und der
Sekundärwicklung 14,
kann es jedoch passieren, dass die Primärwicklung 13 Wärme von
höherer Temperatur
als die Sekundärwicklung 14 erzeugt.
In diesem Falle ist der temperaturempfindliche Schalter 30 zwischen
der Primärwicklung 13 und
dem Transformator 18 anzuordnen, damit eine so nahe wie möglich bei
der höchstmöglichen
Temperatur des Transformators 12 liegende Temperatur erfasst
werden kann.
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Wenngleich
in der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
auf einen Transformatorkern mit einem im Wesentlichen E-förmigen und
einem im Wesentlichen I-förmigen
Kernelement Bezug genommen wird, können für den Transformatorkern auch
zwei im Wesentlichen E-förmige
Kernelemente verwendet werden.
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Weiter
ist die vorliegende Erfindung auf jeden nach den verschiedenen Normen
zur Festlegung unterschiedlicher höchstzulässiger Betriebs- und höchster kritischer
Temperaturen konzipierten Transformator anwendbar. Auch ist der
erfindungsgemäße Transformator
nicht ausschließlich
auf die Verwendung zum Antrieb des Magnetrons beschränkt, sondern
kann in Verbindung mit jedem Transformator mit höherer Betriebstemperatur verwendet
werden.
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Der
erfindungsgemäße Transformator
wurde für
den Einsatz in einem Mikrowellenherd beschrieben. Wenn in diesem
Falle wie aus 1 ersichtlich der elektronische
Herd 1 als Beispiel für
mögliche elektrische
Geräte
ein Herdgehäuse 2 zur
Aufnahme sowohl eines Magnetrons 16 als für den Antrieb durch
den Transformator 12 konzipiertes elektronisches Element
wie auch eines Kühlgebläses 3 zum Kühlen des
Transformators 12 aufweist und der Thermostat 30 für den Transformator 12 so
im Herdgehäuse
angeordnet ist, dass die Montagefläche des Thermostaten hinter
dem Kühlluftstrom,
d.h. auf der von der mit Kühlluft
vom Kühlgebläse 3 beaufschlagten
Seite des Transformators 12 abgewandten Seite liegt, kann
aufgrund der Kompaktheit des Transformators 12 das elektrische
Gerät in
raumsparender und leichter Ausführung
sowie kostengünstiger
hergestellt werden.
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Zwar
wurde die vorliegende Erfindung umfassend anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die lediglich der Veranschaulichung dienenden beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, sind für
den Fachmann nach dem Studium dieser Beschreibung der vorliegenden
Erfindung zahlreiche Änderungen
und Abwandlungen offensichtlich und ohne Weiteres erkennbar. Somit
gelten solche Änderungen
und Abwandlungen als in dem in den beiliegenden Ansprüchen definierten
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, sofern sie von
diesem nicht abweichen.