DE7539147U - Elektromagnetische spule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Spule mit einem die Wicklungen tragenden und den Magnetkern aufnehmenden Spulenkörper, wobei der Magnetkern aus einer Vielzahl von zweiteiligen.Kernblechen zusammengesetzt ist*

Derartige elektromagnetische Spulen werden vorzugsweise als Transformatoren und Drosseln ausgelegt.

Wie das DT-GM 7 128 728 zeigt, umfaßt ein Kernblech jeweils einen Außenschenkel und einen diagonal geteilten Mittelschenkel, welche durch einen Quersteg miteinander verbunden sind. Dieser einheitliche Kernblechschnitt läßt nur den Aufbau von Spulen mit einer bestimmten maximalen Leistung zu. Dazu ist dann jeweils ein eigener Spulenkörper erforderlich.

Es sind auch Magnetkerne bekannt, die aus E/1-Schnitten zusammengesetzt sind. Dabei gilt sinngemäß, daß für einen be-

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stimmten E/I-Schnitt ein bestimmter Spulenkörper erforderlich ist und daß dieser Magnetkern nur den Aufbau einer Spule bis zu einer vorgegebenen Leistung zuläßt.

Für einen großen Leistungsbereich sind daher in jedem Falle eine ganze Reihe von verschieden großen Schnitten für den Aufbau verschieden leistungsfähiger Magnetkerne erforderlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Anlehnung an genormte Schnitte einen Aufbau für elektromagnetische Spulen anzugeben, der es erlaubt, mit weniger Bauteilen einen größeren Leistungsbereich zu erfassen und der die Herstellung der Spule vereinfacht und verbilligt.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Magnetkern aus zwei mit den Schenkeln aufeinanderstoßenden Blöcken von Kernblechen im Ε-Schnitt gebildet ist und daß der Spulenkörper aus auf die Schenkellänge des E-Schnittes der Kernbleche abgestimmten Einzelspulenkörpern zusammengestellt ist. Die Blöcke von Kernblechen können vorgeschichtet ( werden und werden auf die Einzelspulenkörper aufgesteckt. Die Verbindung der Blöcke miteinander wird dadurch erreicht, daß die Blöcke von Kernblechen im Bereich der Außenseiten ihrer Außenschenkel miteinander verschweißt sind. Diese Verbindung wird in bekannter Weise bei unter Druck aufeinanderstoßenden Schenkeln der Kernbleche vorgenommen, so daß ein eindeutiger und stets gleicher Luftspalt gewährleistet ist. Darüber hinaus liegt dieser Luftspalt im Mittelschenkel im streuärmsten Bereich der Spule, was den Magnetkreis verbessert und damit die Leistung der Spule erhöht.

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In Anlehnung an die "bestehende Normreihe von E/I-Schnitten kann eine Spule mit einer höheren Leistung als die damit erstelitäre Spule dadurch erreicht werden, daß der Magnetkern aus zwei Blöcken von gleichen Kernblechen im genormten Ε-Schnitt gebildet ist und daß der Spulenkörper aus zwei gleichen Einzelspulenkörpern für diesen Ε-Schnitt zusammengesetzt ist. Dabei kann auf den Grundspulenkörper, der mit dem E/I-Schnitt erstellbaren Spule als Einzelspulenkörper j~\ zurückgegriffen werden. Eine noch größere Leistungssteigerung läßt sich dadurch erreichen, daß der Magnetkern aus einem Block von Kernblechen im genormten Ε-Schnitt und aus einem Blocken Kernblechen im vergrößerten Ε-Schnitt zusammengesetzt ist, wobei dessen Schenkellänge ein ganzzahliges Vielfaches des genormten Ε-Schnittes ist, und daß der Spulenkörper aus einer der resultierenden Schenkellänge beider E-Schnitte entsprechenden Anzahl von Einzelspulenkörpern gebildet ist. Die Schenkellängen der beiden Ε-Schnitte stehen da-• bei vorzugsweise im Verhältnis Λ :2 und der Spulenkörper ist aus drei Einzelspulenkörpern gebildet.

Eine weitere Leistungssteigerung läßt sich dadurch erreichen, ' ) daß der Magnetkern aus zwei Blöcken von Kernblechen im vergrößerten Ε-Schnitt zusammengesetzt ist und daß der Spulenkörper aus einer der resultierenden Schenkellänge "beider Ε-Schnitte entsprechenden Anzahl von Einzelspulenkörpern gebildet ist. Dabei lassen sich allein durch Veränderung der Trennkante beim Stanzvorgang von Kernblechen in einem E/I-Schnitt dazu passende Kernbleche im vergrößerten E-Schnitt herstellen.

Vielfach ist es erwünscht, Kornbleche mit magnetischer Vorzugsrichtung zu verwenden. Diese magnetische Vorzugsrichtung

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kann nLt in den Aufbau von Magnetkernen nach der Erfindung übernommen werden, wenn vorgesehen ist, daß ein Außenschenkel des Ε-Schnittes bzw. des Vergrößerten Ε-Schnittes gegenüber dem Mittelschenkel verlängert ist, während der andere Außenschenkel entsprechend verkürzt ist. Dabei entsprechen die Verlängerung und die Verkürzung der i.ußenschenkel des Kernbleches im Ε-Schnitt bzw. im vergrößerten Ε-Schnitt etwa der Breite der AußenschenkeIi

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schnittbild für die Stanzung der beiden Kernbleche des genormten E/I-Grunrlschnitt e s,

Fig. 2 ein der !ig. 1 entsprechender-' Schnittbild, bei dem allein durch Verlagerung der Trennkante Kernbleche im I-Grundschnitt und ein Kernblech im vergrößerten Ε-Schnitt erhalten werden,

Eig. 3 einen Magnetkern, der aus den beiden

Kernblechen im E/I-Grundschnitt zusammengesetzt ist,

l"ig. 4- einen Magnetkern, der allein aus Kernblechen im E-Grundschnitt zusammengesetzt ist,

Fig. 5 einen Magnetkern, der aus Kernblechen im E-Grundschnitt und im vergrößerten Ε-Schnitt zusammengesetzt ist,

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a 2304		einen Magnetkern, der allein aus Kern
Pig.	7	blechen im vergrößerten Ε-Schnitt zu
		sammengesetzt ist,
		die Bauteile für den Aufbau einer elektro
Fig.	8	magnetischen Spule in Explosionsdarstel
		lung und
	die fertige elektromagnetische Spule.
Fig.

Fig. 1 zeigt ein Schnittbild, wie die beiden Kernbleche 10 und 20 eines genormten E/I-Grundschnittes abfallfrei gestanzt werden können. Dabei werden erst die Kernbleche 10 der I-Grundschnitte mit den Befestigungsaufnahmen 10 ausgestanzt. Nach dem Entfernen der Kernbleche 10 werden durch die Trennung entlang der Kante 40 die beiden Kernbleche 20 mit den Befestigungsaufnahmen 21 getrennt. Wie die gestrichelt eingezeichneten Kanten 41 und 42 in den Außenschenkeln djr E-Grundschnitt erkennen lassen, können die Kernbleche 20 unsymmetrisch ausgebildet werden, wobei beim Stanzvorgang eine magnetische Vorzugsrichtung auf den zusammengesetzten Magnetkern übernehmen läßt, wie noch gezeigt wird.

Wenn wie die Fig. 2 zeigt, die Trennung entlang der verlagerten Kante 40 vorgenommen wird, dann ergeben sich drei Kernbleche 10 im I-Grundschnitt und ein Kernblech 30 im vergrößerten Ε-Schnitt. Dabei ist die Schenkellänge des Kernbleches 30 doppelt so groß wie bei dem Kernblech'20. Alle übrigen "

Abmessungen bleiben bei dem vergrößerten Ε-Schnitt gegenüber dem E-Grundschnitt unverändert, wie auch die Befesti-

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gungs aufnahmen 31 zeigen. Dabei können auch hier die Außenschenkel des Kernbleches 30 unsymmetrisch zum Mittelschenkel, d.h. verlängert "bzw. verkürzt, sein.

Mit dem Schnittwerkzeug lassen sich nach Jig. 1 und 2. "bei verschiedener Trennung also drei verschiedene Kernbleche ΊΟ, 20 und 30 herstellen. Das Kernblech 10 im I-Grundschnitt und das Kernblech 20 im E-Grundschnitt sind der genormten Reihe / von E/I-Schnitten entnommen. Dazu gibt es einen Spulenkörper, der auf die Schenkellänge des Ε-Schnittes und die Fensterbreite zwischen den Schenkeln des E-Grundschnittes abgestimmt ist.

Diese vier Bauteile "bilden den Bausatz nach der Erfindung.

Wie Fig. 3 zeigt, läßt sich mit den Kernblechen 10 und 20 die elektromagnetische Spule in der Grundausführung mit einer "bestimmten Leistung aufbauen. Dazu ist nur erforderlich, Blöcke mit Kernblechen 10 und mit Kernblechen 20 zu erstellen, die aufeinanderstoßend die drei Luftspalte 12, 13 und 14 "bilden und die in "bekannter Weise den Magnetkern bilden, der in den Spulenkörper mit der Wicklung bzw. den Wicklungen eingeführt ν ist. Bevorzugt wird dabei die Verschweißung der Blöcke auf den Außenseiten ihrer Außenschenkel gewählt, um die Blöcke unlösbar miteinander zu verbinden.

Wenn die Blöcke des Magnetkerns allein aus Kernblechen 20 im E-Grundschnitt zusammengestellt werden, dann kann dieser Magnetkern zwei auf den E-Grundschnitt abgestimmte Einzelspulenkörper aufnehmen. Die Leistung dieser elektromagnetischen Spule ist daher etwa doppelt so groß wie die mit einem Magnetkern nach Fig. 3 aufgebaute Spule.

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Die Luftspalte 22, 23 und 24 liegen dabei in der Mitte des zusammengesetzten Spulenkörpers. Dies "bringt eine Verbesserung des Magnetkreises mit sich, da zumindest der Luftspalt 22 im Mittelschenkel in dem streuärmsten Bereich der Spule liegt. Wie die gestrichelt eingezeichneten Luftspalte 28 und 29 andeuten, können auch Kernbleche 20 mit unsymmetrischen Außenschenkein eingesetzt werden. Dies erlaubt die Verwendung von Kernblechen mit magnetischer Vorzugsrichtung.

Dieselbe Leistung läßt sich auch erreichen, wenn der Magnetkern aus Kernblechen 30 mit vergrößertem Ε-Schnitt und aus Kernblechen 10 im I-Grundschnitt zusammengesetzt wird. In diesem Fall liegen die Luftspalte jedoch in dem streuintensivsten Bereich der Spule.

Der Magnetkern nach Fi^ ^ ist aus Kernblechen 30 im vergrößerten Ε-Schnitt und aus Kernblechen 20 im E-Grundschnitt zusammengesetzt. Die Schenkel der Kernbleche 20 und 30 stoßen an den Luftspalten 25, 26 und 27 aufeinander. Dieser Mangetkern kann drei Einzelspulenkörper aufnehmen und die so aufgebaute Spule ist etwa für die dreifache Leistung auszulegen, wie die mit dem Magnetkern nach Fig. 3 aufgebaute Spule.

Schließlich zeigt Fig. 6, daß der Magnetkern auch allein aus Kernblechen 30 im vergrößerten Ε-Schnitt aufgebaut werden kann. Die Luftspalte 32, 33 und 34 liegen wieder im magnetisch günstigen mittleren Bereich der Spule. Der Magnetkern kann vier Einzelspulenkörper aufnehmen und die Leistung ist gegenüber dem Magnetkern nach Fig. 3 etwa vervierfacht.

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Die Bauteile für den Aufbau einer elektromagnetischen Spule gemäß der Erfindung läßt auch eine einfache und "billige Herstellung der Spule zu. Wie Fig. 7 am Beispiel einer Spule zeigt, können die Einzel spulenkörper 50. 1 and 50.2 in "bekannter Weise "bewickelt werden. Die Kernbleche 20 werden zu zwei Blöcken 20.1 und 20.2 geschichtet. Die Blockhöhe ist da"bei auf die Kernaufnahme des Spulenkörpers abgestimmt. Die so vorgeschichteten Blöcke 20.1 und 20.2 nehmen auf ihrem Mi ttelechenkel die Einzelspulenkörper 50.1 und 50.2 auf. Die Blöcke 20.1 und 20.2 werden mit den aufgesteckten Einzelspulenkörpern 50.1 und 50.2 zusammengedrückt und im Bereich der Außenseiten ihrer Außenschenkel miteinander verschweißt, wie die Schweißnaht 15 erkennen läßt. Die Blöcke 20.1 und 20.2 bilden mit den darauf festgelegten Einzelspulenkörpern 50.1 und 50.2 die fertige Spule nach Fig. 8, die je nach den Erfordernissen als Transformator, Drossel oder dgl. verwendet werden kann.

Die Anzahl der Einzelspulenkörper 50 richtsb sich dabei stets nach der resultierenden Schenkellänge des zusammengesetzten Magnetkernes. Wenn die Schenkellänge des Kernbleches 30 im vergrößerten Ε-Schnitt doppelt so groß ist wie die Schenkellänge des Kernbleches 20 im E-Grundschnitt, dann lassen sich Spulen aufbauen, die bis zu vier Einzelspulenkörper umfassen können.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den vergrößerten E-Schnitt auch so abzuwandeln, daß die Schenkellänge ein größeres ganzzahliges Vielfaches der SchenMlänge des E-Grundschnittes.,.beträgt. .., ,

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Außerdem können verschiedene ßausätze erstellt werden, die von verschiedenen E/I-Grundschnitten der Normreihe ausgehen. Damit läßt sich die Anzahl der Bauteile für die gesamte Normreihe wesentlich verkleinern, wenn diese Bausätze den Aufbau von Spulen ermöglichen, deren Leistungshereiche aneinander anschließen.

Wenn die Ein ζ el spulenkörper "bei der elektromagnetischen Spule zu einem Spulenkörper mit mehreren Kammern zusammengesetzt werden, dann hat dies den Vorteil, daß mit genormten Einzelspulenkörpern der Kriechweg zwischen den beiden Kammern automatisch vergrößert wird. Es sind im Gegensatz zu bekannten elektromagnetischen Spulen dafür keine Spezxalspulenkorper erforderlich. Die elektrische Isolation der beiden, durch Einzelspulenkörper gebildeten Kammern des zusammengesetzten Spulenkörpers läßt sich dabei dadurch noch verbessern, daß der Einzelspuienkörper mindestens auf einer Außenseite eines Flansches Erhebungen, z.B. Noppen, Stege oder dgl., aufweist.

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Claims (4)

1. Ansprüche

   1· Elektromagnetische Spule mit; einem die Wicklung(en) tragenden und den Magnetkern aufnehmenden Spulenkörper, wobei der Magnetkern aus einer Vielzahl von zweiteiligen Kernblechea. zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnetkern aus zwei mit den

   . i Schenkeln aufeinanderstoßenden Blöcken (20.1 und 20.2)

   von Kernblechen (20) im Ε-Schnitt gebildet ist und daß der Spulenkörper aus auf die Schenkellänge des Ε-Schnittes der Kernbleche (20) abgestimmten Einzelspuienkörpern (50.1 und 50.2) zusammengestellt ist.
2. 2. Elektromagnetische Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Blöcke (20.1 und 20.2) von Kernblechen (20) im Bereich der Außenseiten ihrer Auesenschenkel (miteinander verschweißt (15) sind.
3. ?. Elektromagnetische Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus zwei Blöcken (20.1 und 20.2) von gleichen Kernblechen (20) im genormten Ε-Schnitt gebildet ist und daß der Spulenkörper aus zwei gleichen Einzelspulenkörpern (50.1 und 50.2) für diesen E--Schnitt zusammengesetzt ist.
4. 4. Elektromagnetische Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus einem Block von Kernblechen (20) im genormten Ε-Schnitt und aus einem'Block von Kernblechen (30)-im vergrößerten

   Ε-Schnitt zusammengesetzt ist, wobei dessen Scherkell&nge ein ganzzahliges Vielfaches des genormten E-

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   Scnnittes ist, und daß der Spulenkörper aus einer der resultierenden Schenkellänge "beider Ε-Schnitte entsprechenden Anzahl "von Einzelspulenkörpern gebildet ist.

   Elektromagnetische Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet « daß die Schenkellängen der beider E-Schnitte (20,30) ir. Verhältnis 1:2 stehen und daß der Spulenkörper aus drei Einzelspulenkörpern gebildet ist.

   Elektromagnetische Spule nach AnsprucL 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus zwei Blöcken von Kernblechen (30) im vergrößerten E-Schnitt zusammengesetzt ist und daß der Spulenkörper aus einer der resultierenden Schenkellänge "beider Ε-Schnitte entsprechenden Anzahl von Einzelspulenkörpern gebildet ist.

   Elektromagnetische Spule nach einem der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aussenschenkel des E-Schnittes (20) bzw. des vergrößerten E-Schnittes (30) gegenüber dem Mittelschenkel verlängert (4-1) ist, während der andere Außenschenkel entsprechend verkürzt (42) ist.

   •Elektromagnetische Spule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (41) und die Verkürzung etwa der Breite der Außenschenkel des E-Schnittes entsprechen.

   Elektromagnetische Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzelspulenkörper (50) mindestens auf einer Außenseite eines Flansches Erhebungen, s„B. Noppen, Stege oder dgl., aufweist.

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