DE7929375U1 - Kernblech fuer mantelkerne, insbesondere fuer transformatoren - Google Patents

Description

Kernblech. für Monte Ike nie _t Insbesondere für Transformatoren

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kernblech ftir Mantel kerne, insbesondere für Transformatoren, aus einer Mehrzahl geschichteten Kemblechen mit einem Mittelschenkel, zwei dazu Abstand befindlichen parallelen Außenschenkeln und zwei deren Enden verbindenden Jochen, wobei zum Einschichten in die Wicklung zwischen einem Ende des Mittelschenkels und dem benachbarten Joch mindestens eine Trennfuge vorgesehen ist und die Breite des fugenlos anschließenden Joches größer ist als die des trennfugenseitigen Joches, und bei dem auch zwischen den beiden Außenschenkeln und dem trennfugenseitigen Joch Trennfugen vorgesehen sind. Vom selben Anmelder war damit vorgeschlagen worden, bekannte Kernbleche durch genannte Maßnahmen zu verbessern.

Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen wird die Aufgabe gelöst, die eingangs genannten, sogenannten M-Kernbleche und sogenannten EI—Kernbleche so zu verbessern, daß bei den mit ihnen zu erstellenden Kernen eine Verlagerung vom ungünstigen, durchtrennten Querschnitt zum günstigen, fugenlosen Querschnitt stat findet, so daß der magnetische Widerstand und die magnetische Ausstreuung veringert und der Wirkungsgrad verbessert werden. Bei den mit solcher Verlagerung bekannten EI-Kernblechen hi delt es sich vorzugsweise um den M—Kernblechen entsprechende Typen, so daß für diese EI-Kerne auch die für die M-4ferae

- etwa der DÜT-ffi-Reihe - üblichen Spulenkörper verwendet werden können.

Hun gibt ea EI-Kernbleche zum Aufbau von Kernen mit zwei Penstern, -von denen jedes eine Läng· gleich dem 3-fachen und eine Breite gleich dem t-fachen, der halben Breite des Mittelschenkels besitzt» Diese Fensterproportionierung ergibt im Transformator eine sehr günstige Relation zwischen Kupfer und Eisen. Sie EI-Kernbleche mit dieser Fensterproportionierung können abfallos gestanzt werden» indem bei paarweiser Stanzung der Ε-Stücke die Fensterausschnitte genau die I-Stücke bilden» Eine magnetische Vorzugs richtung liegt bei allen EI-Ke rnen so, daß diese in den Schenkeln parallel durchflossen wird. Damit wird sie zwar im fugenlos anschließenden Joch des E-StUckes senkrecht durchflossen, aber im trennfugenseitigen Joch des I-Stückes ebenfalls parallel durchflossen, womit die EI-Schnit te günstiger als die M-Schnitte sind. Daher sind Transformatoren mit EI-Eernblechen dieser Proportionierung sehr wirtschaft lieh herzustellen und stellen den zur Zeit größten Marktanteil an Kleintransformatoren. Deshalb wurden diese EI-Kernbleche in der abfallosen DIH-EI-Eeihe genormt.

Dies· bekannten EI-Kernbleche haben jedoch noch einschneidende Mangel; wie etwa Engpässe an den Trennfugen und ungünsti ge Proportionierungen von Joches, und Aoßenschenkeln. Die Erfin dung löst die Aufgabe, die bekannten EI—Kernbleche so umzugestalten, daß deren Mängel beseitigt werden und dabei alle Torteile erhalten bleiben, so daß die Eigenschaften und insbesondere das Verhältnis Leistung/Aafwand verbessert werden.

Zar Lösung dieser Aufgabe iat gemäß der Erfindung vorgesehen, daß dl· Läng· · der Fenster größer als dae 3-fache und

kleiner als das 3,5-fache der halben Breite f/2 des Mittelsch-enkela ist, daß sowohl die Breite C₁ des fugenlos anschließenden Joches als auch die Breite b jedes Außenschenkels mindestens das 1,1-fache der halben Breite f/2 des Mittelschenkels ist, und daß die Differenz ^c-j-°₂ ^{aus der 35178}^e ^c-t ^äes fugenlos anschließenden Joches minus der Breite c„ des trennfugenseitigen Joches mindestens das 0,1-fache, die Summe 0..+O₂ aus diesen beiden Jochbreiten jedoch mindestens das 2,1-fache und höchstens das 2,5-fache der halben Breite f/2 des Mittelschenkels ist.

Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen sind auch völlig abfallose Kernbleche erstellbar. Diet wird durch folgende zusätzliche Maßnahmen ermöglicht, welche auch anderweitig zweckmäßig sind» Die Länge e jedes Fensters des E-Stüekes - die gleich der Länge des E-Mittelschenkels wie jedes E-Außenschenkels ist - ist etwa gleich der Summe auch der halben Breite f/2 des Mittel schenkeis plus der Breite h jedes Fensters plus der Breite b jedes Außenschenkels» Sie Breite c„ des trennfugenseitigen Joches - dh des I-Stückes - ist etwa gleich der Breite h jedes Fensters. Die Breite o_t des fugenlos anschließenden Joches ist etwa gleich der Breite b jedes Aujßenschenkels.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen, auch wenn diese noch duech die genannten zusätzlichen Maßnahmen ergänzt werden» sind Kerne erstellbar, die zwei Kernfenster haben, von denen jedes eine Länge e_ vom 3-fachen und eine Breite h vom 1-fachen der halben Breite f/2 des Mlttelschenkela besitzt (etwa gemäß der DIS-EI-Reihe), mit deniftn aber zugleich folgende vier Bffeiet· praktlaolt ganz beaeitigi; bzw enteoheldend vermindert atad. 4

Erstens s Langs der Schnittkanten tritt eine Störung- des Kristallgefüges auf, was die magnetischen Eigenschaften etwa auf einer mit der ELeciidicke vergleichbaren Breite — verschlechtert. Diese Störungen werden nur durch aufwendige Rekristallisationsglühung teilweise behoben. Während im Mittel— J schenkel der Pfad des Magnetflusses nur durch zwei solche :i Störungszonen begrent ist_r ist dieser Pfad in den leiden JO- |

chen und in den beiden Außenschenkeln je von vier solchen Stö— rungszonen begrenzt. Bei den bekannten abfalloeen Bernblechen mit Jochen und Außenschenkeln von je halber Breite des Mittelschenkels ergibt das auf rund dreiviertel der Länge des magnetischen Pfades eine verdoppelte Beeinträchtigung.

Hingegen bei den erfindungsgemäßen Kernblechen, mit ihren gegenüber der halben Breite des Mittelschenkels verbreiterten ^ Jochen und Außenschenkeln, verschwindet diese Beeinträchtigung¹' durch Störungszonen in den Jochen und Außenschenkeln praktisch! ganz, so daß nur auf rund einviert el Länge des magnetischen | Pfades die einfache Beeinträchtigung durch die unvermeidbaren \ zwei Störungszonen, die den Mittelschenkel begrenzen, verbleibt

Zweitens t An den Befestigungslöchern ergibt sich im magnetischen Pfad eine Querschnittsverengung. Diese Verengungen sind deshalb kaum vermeidbar, weil diese Befestigungslöcher für die Montage sehr nützlich sind. Bei den bekannten abfalllosen Kernblechen mit Jochen und Außenschenkeln von je halber i Breite des Mittelschenkels ergeben die Befestitingslöcher an _: den Jochen. Verengungen von ca 3OJ6 bei kleinen Typen, bis ca iOji bei großen Typen; entsprechend einem Sohfrungspunkt bei 0,7-facher bis 0,9-facher Mittelschenkelsättigung. Weil dies· Verengungen oberhalb dee Scherungapunkte· länge einigen Prozent der

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gesamten Pfadlänge wirksam werden und die erforderliche Erregung in hoher Potenz mit der felddichte ansteigt, ist der rna» ximal ausnutzbare Feldfluß nahezu mit diesem Yerengungsanteil reduziert gegenüber demjenigen Feldfluß, welcher durch das Mittelschenkel-Material als solches gegeben wäre. Zudem ergeben die aus dem Eisen in den Loch raum gepreßten und die das Loch umschließenden Magnetfelder zusätzliche Verlustwärme mit den Paketschrauben bzw —nieten.

Hingegen bei den erfindungsgemäßen Kernblechen mit ihren gegenüber der halben Breite f/2 des Mittelschenkels verbreiterten Jochen und Außenschenkeln, verbleiben - bei den unten speziell genannten Proportionen - sogar immer noch Querschnitt! Vergrößerungen von 39^ bei kleinen Typ^n,bis 2056 bei großen Ί^τρβη, an den Befestigungslöchern relativ zum Mittelschenkel. Damit ergeben die Befestigungslöcher keine Reduktion des nutzbaren Feldflusses und kaum sonstige Nebenwirkungen; auch nicht mit dem sonst auf derartige Verengungen besonders ungünstig ansp rechenden goss-ko rc orientierten Material.

Drittens r Bei zweiteiligen Schichtkernen ergeben sich an den Stoßspalten erhöhte magnetische Übergangswiderstände. Bei den bekannten abfallosen EI-Kbrnblechen mit Jochen und Außenschenkeln von je halber Breite des Mittelschenkels ergibt sich bei wechselseitiger Schichtung eine Reduktion des ununterbrochen durchlaufenden EL^senquerschnittes auf 50#; mit einem Scherungspunkt bei 0,5-facher Mittelschenkelsättigung. Bei Feit dichten im Mittel schenkel über dem SchVungspunkt müssen Magnetflüsse zunehmend über die Spalten der stoßenden. Kernblechte lie gepreßt werden· Auch bei den technisch kleinstmöglichen Stoßspalten ist die dadurch gegebene Erhöhung der magnetischen

Widerstände — damit des Magnet is ie rungs stromes und der magnetischen Ausstreuung - beträchtlich und zudem unangenehm mit Oberwellen angereichert. Bezüglich des Magnetisierungsstroiues wirken diese Widerstandserhöhungen an den Mittelschenkelenden und Außenschenkelenden seriegeschaltet; bezüglich der magnetischen Ausstreuung wirken fast nur die Wlderatandserhöhungen an den Außenschenkelenden. Weil in der Serienproduktion dieee Stoßspaltbreiten unvermeidlich schwanken, ergeben sich stärkere Unterschiede Jn den erzielten Eigenschaften, so daß die Garantiewerte allgemein gedrückt werden. Diese Auswirkungen der Stößspalten sind der Hauptgrund, warum neben den abfalio— sen und damit billigeren Ei-Schnitten vergleicnweise viele M-Schnitte — trotz deren beträchtlichem Abfall — benutzt werden·

Hingegen bei den erfindungsgemäßen EJarnblechen, mit ihren gegenüber dem 3-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels vergäße r ten Länge e jedes Fensters und mit einer größeren Breite o* des fugenlos anschließenden Joches als Breite c„ des trennfugenseitigen Joches, werden bei wechselseitigem Schichten diese magnetischen Stoßspaltwiderstände auf einen Bruchteil reduziert. Dies kommt dadurch zustande, daß die Trennfugen, die zwischen den Schenkelenden und dem daran trennxugenseitig· anliegenden Joch parallel zum Joch liegen, von der Innenkante des fugenlos anpctliaßenden Joches in Kern-Längsrichtung eine Strecke ζ in das Innere des Kernjoches verlagert sind, so daß die E-Schenkelenden noch mit dieser Strecke ζ von den fugenlos anschließenden E-Jochteilen der umgekehrt liegenden Ε-Stücke Überdeckt werden» so daß mit den Über deckenden Steilen der fugenlos anschließenden Jcche zusätzlich ununterbro (dien durchlaufende Materialquerachnitte erstellt werden* Bei

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wechselseitiger Schichtung mit aufeinanderlieg»nden Jochaußenkanten 1st diese Strecke ζ gleich der Differenz c^-Cg der Breif te C| eines fugenlos anschließenden Joches minus der Breite o«! •Ines trennfugenseitigen Joches· Dadurch wird der Scherungepunkt erhöht· in den Außenschenkel-Trennfugen wird der Seherungspunkt durch die Verbreiterung der Außenschenkel noch weiter erhöht.

Schon mit einer Länge e jedes Fensters vom 3,1-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels und mit einer Jochbreitet different 0..-C- vom 0,1-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels werden beträchtliche Verbesserungen erreicht» Mit einer Länge e vom 3,4-fachen und einer Jochbreitendifferenz C₁-C₂ vom 0,4-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels reduzieren sich die zusätzlichen magnetischen Widerstände an den Trennfugen und in den Jochen schon weit unter den magnetischen Widerstand des Mittelschenkels; anzuwenden für hochqualifizierte ferne mit Inkaufnahme von etwas höherem Elsenauf wand. Sehr günstige Verhältnisse von Wirkung zu Aufwand werden erreicht mit einer Länge e jedes Fensters vom 3»2-fachen bis 3,3-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels und mit einer Jochbreiten-Differenz ο,-c- vom 0,2-fachen bis 0,3-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkel β. Eine Länge e jeden Fensters etwa vom 3»25-fachen und eine Jochbreiten-Differenz °1~^e2 ^e"^6wa "^¹¹ 0» 25-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels ergibt für alle Materialien kaum eine Abweichung von den jeweils idealen Verhältnissen. Dies entspricht - speziell bei einer Breite C₂ des trezmfugenseitigen Joches gleich der Breite h jedes Fensters - einer Breite C₁ des fugenlos anschließenden Joches und einer dieser gleichen. Breite b

Außenschenkels vom 1,25-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels. ZB dies· Froportionierung ergibt, daß der ununterbrochen durchlaufende Eisenquerschnitt (relativ zum Mittelschenkelquerschnitt) an den MIttelschenkalenden auf 62,5# und an den Außenschenkelenden auf 75# steigt; die Scherungspunkte auf entsprechend 0,625-fache bzw 0,75-fache Mittelschenkelsättigung· Sie Scherungspunkte kommen damit schon der prakti- \ sehen Betriebsfelddichte näher bzw nahe, so> daß nur sehr viel weniger Feldfluß über die Spalten gepreßt werden muß; zudem noch über einen 25Ί» bzw 50^ vergrößerten Spaltquerschnitt. Bezüglich des Magnetisierungsstromes ist damit praktisch nur noch die Widerstandserhöhung an den Mittelschenkelenden wirk- _s sam, die aber auch schon auf einen Bruchteil reduziert ist; bezüglich der magnetischen Ausstreuung ist praktisch nur die ? fast 'Völlig verschwundene Widerstandserhöhung an den Außenschenkelenden wirksam. Zudem sind die Oberwellen im MagnetisierungsstrOffi und in der magnetischen Ausstreuung und sind diel Schwankungen in der Serienproduktion stark vermindert. j Viertens : Sie Vermeidung bzw Verminderung der magnet!- I sehen Einflüsse der Störungszonen, Befestigungslöcher und Stoß| spalten wird in den erfindungsgemäßen Kernblechen mit eben je-F nen Verbreiterungen der Joche und Außenschenkel gegenüber der / halben Breite f/2 des Mittelschenkels erzielt» welche gerade auch das Optimum der Ausnutzung des Materials als solchem ergeben; diese Vermeidung orfordert also demgegenüber keinen zu—

I sätzlichen Aufwand. Barch derartige Verbreite ringen - dh Quer-|

schnittsvergrSßerungen - werden die Erregungen und Eisenverlu-f ate in den Jochen und Außenschenkeln relativ zum Mittel schenkel drastisch gesenkt und wird die kühlende Eisenoberfläche

vergrößert, so daß die zulässigen Gasamtverluste ilnen erhöhten Feldfluß im umwickelten Mittelschenkel ermöglichen; dh oei gleicher Kupferwicklung erhöhte Leistung ergeben» Weil jedoch die Magnetisierungsfunktion im praktischen Kutzbereich eine steile Exponentialfunktion darstellt, ergeben bestimmte Verbreiterungsmaße ein Optimum an Leistung pro Kosten bzw pro Aufwand»

Ein spezieller erfinderischer Gedanke besteht nun darin, die Verbreiterung einerseits der Joche und andererseits der Außenschenkel derart gegeneinander zu disproportionieren, daß (gegenüber der halben Breite f/2 des Mittelschenkels) die Joch weniger und die Außenschenkel mehr verbreitert werden» Mit nicht allzugroßer Disproportionierung werden die Magnetisierungsströme gegenüber einer gleichmäßigen Verbreiterung praktisch nicht vergrößert, die magnetische Ausstreuung aber schon beträchtlich vermindert, weil die die Ausstreuung bewirkende magnetische Spannung sich vom Hullwert (in der Mitte der Außenscüenkel) über die magnetischen Widerstände bis zum Mittel schenkelende aufintegriert» Bel M-Kernen ist es trotzdem zweckmäßig, die Joche mehr zu verbreitern als die Außenschenkel, weil bei diesen an den Außenschenkelenden keine Trennfugen sind und weil bei goss-kornorientiertem Material der volle M-Jochquerschnitt senkrecht zur Vorzugsrichtung durchflutet wird» Hingegen ist es bei den EI—Kernen, in deren Joch nur die E-JochteHe senkrecht und die I-Jocha aber parallel zur Vorzugsrichtung liegen, vorteilhaft, diesen Gedanken einer Disproportionierung derart zu realisieren, daß die Joche geringer verbreitert werden als die Außenschenkel·

In jedem Fall ergeben, sich beachtliche Verbesserungen, wenn

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die Stumme o^+Og der Breite ο_γ des fugenlos anschließenden Joehea plus der Breite C₂ des trennfugenseitigen Joches das 2,1-fache der halben Breite t/l des Mittelechenkels Ist· Mit einer Summa Q^+O₂ vom 2,2-fachen bis 2,3-fachen ergeben eich besonders günstige Verhältnisse von Wirkung zu Aufwand. Mit einer Jochbreiten-Summe 0..+O₂ vom 2,25-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels ergibt sich für jegliches praktisch benutzte Material eine vom erreichbaren Optimum nicht wesentliche Abweichung· Dies gilt auch für das wichtige goss-kornorientierte Material. Etwa zusammen mit einer Jochbreiten-Differenz o^-o« vom 0,25-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels stellt sich damit im praktischen Arbeitsbereich im Kernjoch-Zwiechenstttok (Über den Berufenstem) in den parallel liegenden I-Stücken ungefähr gleichviel Feldfluß wie in den senkrecht liegenden» aber ouerschnlttvergrößerten E-Jochteilen ein, und ist der für diese Jochzwischenstücke aufzubringende Magnet! sie rung as tr om ungefähr gleichgroß wie der für den Mittelschenkel aufzubringende Magnetisierungsstrom. In den mehr querschnittvergrößerten Jochteilen über den Schenkeln und insbesondere in den Außenschenkeln 1st dagegen der aufzubringende Magnetisierungsstrom stark reduziert.

In jedem Fall ergeben sich beachtliche Verbesserungen, wenn die Breite b jedes Außenschenkels 1,1-fach der halben Breitef/ des Mittelschenkels ist. Eine Breite b jedes Außenschenkels vom 1,2-fachen bis 1_f3-fachen der halben Breite f/2 des Mittel Schenkels ergibt besonders günstige Verhältnisse. Mit einer Breite b jedes Außenschenkels vom 1,25-fachen der halben Breite f/2 des Mittelschenkels sind fur praktisch jedes Material keine erheblichen Abweichungen vom Optimum gegeben. Mit diesen

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Proportionierungen von Jochen, told Außenschenkeln läßt sich — auch, bei goss—kornorientiertem Material - die Magnetisierungastromerhöhung infolge der Mitbenutzung von senkrecht durchfluteten E-Jochstticken_f durch die Magnetiaie rungastromsenkung infolge dieser erfindungsgemäß abgewogenen Querschnittsvergro*- ßerungen derart überkompensieren, daß ein erfindungagemäßer EI-Kern bei gleichem Mittelachenkelfluß sogar weniger Magnet1-aierungsstrom aufnimmt bzw bei gleichem. Magnetisierungsstrom auf höherem Mittelachenkelfluß arbeitet als sogar ein Bandkern; dies entgegen, einem generell verbreiteten Vorurteil* «aturge— maß großer als gegenüber einem Bandkern, sind die Gewinne gegenüber den bekannten, abfalloaen EE-Kernen; schon für isotropes, mehr noch, für goss-kornorientiertes Material: weil bei den wechselseitig geschichteten gose-kornorientierten EI-Eernblechen der bekannten Art die senkrecht liegenden E-Jochteile auf voller Jochlänge ebenso nur halben Querschnitt des Mittelschenkels aufweisen wie die parallel liegenden I-Stüeke, ist für die Joche der abfallosen bekannten EI-Kerne im praktischen Arbeitsbereich der über 10-fache Magnetisierungsstrom wie für den Mittelschenkel aufzubringen.

Biese perfekte Materialausnutzung beim erfindungsgemäßen Earn kommt jedoch nur deshalb voll zum Tragen, weil die Begrenzungen durch Störungezonen, Befestigungslöcher und Stoßfugen zugleich beseitigt sind· Bei den kleinen Typen, bei welchen die Eisenverluste noch verhHltnismäßig klein sind, wirken ▼or allem die besondere starken Verminderungen der störenden ' Kinflüeee der Krietallet5rungez0nen_t der Befeatigungslöcher and der trennfugent suinel dl· alt fluÄerhifhung einhergehende

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Erhöhung der induzierten Windungsspannung zur KLemmspannung ohne Spannungsabfall dazukommt und eine Verbesserung- der Kupferausnutzung durch weniger Findungen dickeren Drahtes ermöglicht. Bei den großen Typen, bei welchen diese Einflüsse der % StSrungszonen, Befestigungslöcher und Trennfugen relativ klei-;;' ner sind, wirken vorzugsweise die relative Verminderung des ,3 Eisenverlustes und die vergrößerten EiÄsenkühlflächeti. t

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe schafft s somit erstmals abfallose EI-Esrnbleehe für alle Größen mit | idealen elektromagnetischen Eigenschaften und vollkommener Ma-1

terialausnutzung. Der damit erstellte J&ern erreicht im umwickeX ten Mittelschenkel, welcher den Zupferaufwand bestimmt, sogar | näheren Feldfluß als ein Bandkern; er ist nahezu bis zur Sättigung aussteuerbar. Gegenüber den abfallosen bekannten EI-Earnen ergibt zB ein erfindungsgemäßer EI-Kern mit gleicher

Kernfenstergroße und Pakethohe bei etwa 22$ mehr Eisen von 1 gleicher Qualität — entsprechend ungefähr 5$ mehr Gesamtko— ^: aten - etwa \5f> mehr Leistung; bei zugleich verminderter magnetischer Ausstreuung. Zugleich vermindern sich auch - vor allem ^ durch die Vermeidung bzw Verminderung der Ainflüsje von Befe- ! stigungslöehern und Stoßfugen - die Oberwellen im Kagnetisierungsstrom und in der Ausstreuung» Leistungstransformatoren verursachen daher weniger Störungen in anderen Schaltelementen· Durch diese Verminderung der Magnetisierungsströme, der magnetischen Ausstreuung; und deren Oberwelligkeit, ebenso durch die¹; Erhöhung der Scherungspunkte und dadurch verbesserten Kennlinie ergeben erfindungsgemäße EI-Kernbleehe bedeutend verbesserte übertragerkerne. Zugleich ergibt aloh eine mehr abgeflac te, für dl· Einschubbauweiee günstige laufela·.

Sie erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben zusätzlich eine Reihe fertigungstechnischer Torteile» die sich teilweise auch wieder verbessernd auf die elektromagnetischen Eigenschaften auswirken.

Wegen der Verbreiterung der Außenschenkel ist es möglich, die Ecken der trennfugenseitigen Jochbleche (I-Stücke) abzurunden und entsprechend die joehseitigen Fensterecken der E-St(ick< abzurunden. Diese Maßnahme, die bei unverstärkten Außenschen— kein, unliebsame Pfadverengungen ergibt, aber bei erflndungsgemäß verstärken Außenschenkeln praktisch schadlos ist, ist zur Verlängerung der Werkzeugstandzeit - insbesondere bei Hartmetallwerkzeugen — wertvoll. Bei einseitig geschichteten, durch Schweißung aufeinander gefügten. S- und I-Paketen, ergibt die ler I-Eckenrundung gegenüberstehende E-Außenschenkel-Außenecke eint* sehr nützliche Fixierung des Schweißlichtbogens.

Bei wechselseitig geschichtetem. Eiern überdecken vor allem dann die fugenlos anschließenden Joche mit ihrer größeren Breite C₁ die trennfugenseitigen Joche mit ihrer geringeren Breite o_, wenn an den wechselseitig liegenden Jochen die Außenkanten übereinander liegen» Dementsprechend sind Befestigungs— löcher in den Jochen so vorzusehen., daß deren Abstand k. von der Jochaußenkante im fugenlos anschließenden Joch gleich deren Abstand k~, von der Jochaußenkante im trennfugenseitigen }och ist (Kpkg). Im trennfugenseitigen Joch (I-Stück) ist es hierbei möglich und zweckmäßig, daß die Befestigungslöcher auf dessen Mittellinie liegen. Dies ist magnetisch eher günstig vermeidet aber Störungen im Fabrikationsablauf durch Seitenvertauschung. Weiterhin let es t^eokmäßig, die Befestiungslöcher auch mit gleichen Abstanden zu den Seltenkanten zu legen»

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Bei wechselseitig geschichteten Kernen wird durch die Verlagerung der jochparallelen Trennfugen um die Strecke ζ in das Jo eh innere, das stanzgratbedingte Aufsteigen des Kernblech paketes, vom. SpulenkörperjBnde nach außen in das Joch verlagert, wodurch im Spulenkörper der Eisenfüllfaktor und damit die Leitung des Transformators ansteigt. Außerdem wird dadurch der Trennfugenbereicb für Armaturenpreßstücke erreichbar, wodurch das mechanische Zungenschwingen, das ohnehin schon durch die geringere ITußbelastung der Trennfugen vermindert ist,

«tat weiter vermindert·. Die mechanische Preßbarke it des Trennfugan— bereichs vermindert zugleich das gratbedingte Aufsteigen der stoßenden Kernbleche, wodurch die magnetischen Widerstände der Trennfugen weiter vermindert werden. Dadurch werden nicht nur der Magnetisierungsatrom und die magnetische Ausstreuung weiter vermindert, sondern auch die mit den Trennfugen sich in der Serienproduktion, ergebenden Schwankungen der Kerneigenschaften werden dadurch weiter vermindert·

Mit den erfindungsgemäßen Kernblechen können die für die bekannten, abfall^pen EI-Kerne (etwa der DIH-EI-Re ihe) gebraut liehen Spulenkörper ebenso «ie deren Isoliermaterial und deren Arbeitsgeräte - wie Schicht- und Wickelmaschinen - weiter verwendet werden.

Das abfallose Stanzen der arfindungsgemäße EI-Kernbleche ist mit ebenso einfachen Werkzeugen möglich, wie für die bekannten abfallosen EI-Kernbleehe. Weil die verstärkten Außenschenkel genügend Breitenreservo gegen Untertoleranzen haben, können die Kerbleche von Baadern der fertigen Breite a^ ofcne Seitenbeschnitt (»gitterloses Stanzeu*) gefertigt «erden, «as Matetifgtl und Werkzeugaufwand spart.

Bei diesen erfindungsgemäßen Proport ionie rangen der Joche und Außeneehenkel wird es mit einem ebenfalls abfallosen Schnitt mffglich, das trennfugeneeitige Joch ait in die Fenster hineinragenden Fortsätzen zu versehen. Ein vollkommener Sparschnitt ergibt sich dabei dann, wenn diese Fortsätze aus dem mittleren, fensterseitigen Teil der Außenschenkel ausgenommen sind. Sind diese Fortsätze kürzer als die Verbreiterung der Außenschenkel gegenüber der halben Breite f/2 des Mittelschenkels, so verbleibt damit im mittleren Teil der Außenschenkel immer noch eine Verbreiterung, wobei diese verminderte Verbreiterung der Außenschenkel nur auf rund 1/^ der Außenschenkellänge gegeben ist. Diese mit Fortsätzen versehenen Kernbleche sind ebenfalls wchselseitig schichtbar.

Vor allem wird aber mit solchen Fortsätzen der Querschnitt des Jochmittelstückea bei Kernen aufgebessert, bei welchen die E- und die I-Kernbleche einseitig geschichtet sind und das so gebildete E-Paket und I-Paket etwa aufeinander geschweißt, gespannt, geklebt oder gesteckt ist. Solche Fortsätze können für einen Freßsitz zwischen den Schenkelenden ausgeführt sein, so daß paketierte E- und I-Stapel etwa in Preß- und/oder Klebetechnik oder auch in Spann- und/oder Stecktechnik zusammenfügbar sind. Es ist hierbei zweckmäßig, die Ecken dieser Fortsätze abzurunden oder abzuschrägen, um die Zusammenf ugung klemm— frei zu machen. Insbesondere bei eteckbaren Kernen ist es zweckmäßig, am Ende der Innenkanten der Außenschenkel Hinterschneidungen vorzusehen. Eine vorteilhafte Schnappverbindung zwischen dem S— und I—Paket kann etwa durch eine konvexe Kreiswölbung an der Innenkante der Außenschenkel und entsprechenden Ausnehmungen in den Fortsätzen realisiert sein.

In der Zeichnung sind drei Ausführungebeiepiele der Erflndun, dargestellt. Es zeigt

Fig.1 in der Draufsicht ein EI-Kernbleeh, Fig.2 in der Draufsicht in halbseitiger Darstellung ein EI-Kern blech, dessen trennfugenseitiges Joch in die Fenster

hineinragende Fortsätze aufweist und Fig.3 ein EI-Kerablech in einer der Fig.2 entsprechenden Dar- |

stellung, wobei jedoch Fortsätze und Schenkelenden mit *:

Schnappverbindungen ausgebildet sied.

Bei dem Aueführungebeispiel gemäß Fig.1 handelt es sich um eil sogenanntes EI-Kernblech für Eisenkerne τοη Hanteltransformatoren oder dergleichen, bestehend aus einem Ε-Teil A, der ein Joch 5, einen Hittelschenkel 1 und zwei dazu parallel im Abstand befindliche Außenschenkel 2 und 3 aufweist, und aus einem I-Teil Bj der das zweite Joch 4 des Kernbleche bildet. Das Joch 4 ist-so-1 wohl rom Hittelsohenkel 1 als auch τοη den Außenschenkeln 2 I und 3 durch Trennfugen 8 getrennt. Das Kernblech weist in Längs«!

f. richtung der Joche 4 und 5 die Länge a^ und in Längsrichtung deif Schenkel, das heißt in Richtung der Längsachse 9» die Länge a« # auf, wobei die Länge a. größer als die Länge a₂ ist. Die Länge | a., die der Länge des trennfugenseitigen Joches 4 entspricht, f ist gleich der Breite b+b der beiden Außenschenkel 2 und 3 plus | der Breite f des Hittelschenkels 1 plus der Breite h+h der beid« Fenster 10 und 11. Die Breite h der Fenster 10 und 11 entsprich*! der Breite C₂ des trennfugenseitigen Joches 4, während die Läng< e der Fenster 10 und 11 bzw der Schenkel 1 bis 3 der halben Länn ge a₁ des fugenseitigen Joches 4 entspricht, so daß jeweils zwc Ε-Teile A und zwei I-Teile B abfallos gestanzt werden können. Bei abfalloser Stanzung sind die beiden Ε-Teile A mit ihren Schenkelenden einander zugewandt und die ans gestanzten Fensterteile bildes $££. .$*££&£ ΣΪΪβϋίΐο B. .17

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Die Breite C₁ des mit den Schenkeln 1 bis 3 einteiligen Joch 5 des E-Teils A und die Breite b der beiden AußenscM-nkel 2 und 3 ist ungefähr gleich dem 1,25-fachen der halben Breite t/2 des M4*telschenkels 1.

Die Fenster 10 und 11 werden vom Mittelschenkel 1, den beide: Außenschenkeln 2 und 3 und den beiden Jochen 4 und 5 eingeschlo sen. Da die Breite C₁ des fugenlos anschließenden Joches 5 grö ßer ist als die Breite C₂ des trennfugenseitigen Joches 4» lie die Fenster 10 und 11 unsymmetrisch zur Querachse 6 des KexsbLed

In Mantelkernen» die aus wechselseitig gegeneinander geschlo teten Kernblechen nach Fig.1 hergestellt sind, bilden die Innen kanten 12 der fugenlos anschließenden Joche 5 der Ε-Teile A die Begrenzung des Wickelraums, an weloher im Regelfall der Flansch des Spulenkörper liegt. Dagegen haben die Innenkanten 15 der trennfugenseitigen Joche 4» das heifit der I-Teile B, ron der Be grenzung des Wickelraums einen Abstand «, der gleich der Jochbreitendifferenz ^ci-°2 ^ie*· ^{Es ie}* eise die lichte Länge e- der Fenster des Mantelkerns um die Jochbreitendifferenz C₁-Cg kürze: als die Länge e der Fenster 10 und 11 der einzelnen k'ernbleche. In der Zeichnung sind die Innenkanten 12a eines gegensinnig darunter liegenden Kernbleches im Bereich der Fenster 10 und 11 gestrichelt dargestellt.

Die Befestigungslöcher 16 haben von beiden parallel zur Quer achse liegenden Außenkanten die gleichen Abstände kj und kg und und liegen auf der Mittellinie 17 des trennfugenseitigen Joches J bzw auf einer entsprechenden Linie 18 des fugenlos anschließendJ Joches 5» die den Abstand k.. τοη der Außenkante hat. I

Eine Verbesserung der magnetischen und mechanischen Eigenschaften ergibt sich, wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 das fugenseitigs Joch 4 ml« Fortsätzen 19 rersehen ist,

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die im Bereich der Fenster 10 und'11 liegen and deren Breite h aufweisen. Schon bei ©iner Höhe der Fortsätze 19 von der Hälft der Jochbreitendiffarena C₁-C₂ wird der mittlere Jochquersohni erheblich aufgebessert. Sie Schwächung der Außenscbenkel 2 und 3, die bei abfalloeem Stanzen entsprechende Ausnehmungen 26 an den Fensterinnenseiten aufweisen, bleibt dabei noch erträglich Sie magnetische und fertigungstechnische Verbesserung durch die Fortsätze 19 fällt dann besonders ins Gewicht, wenn die aus den Kernblechen geschichteten Mantelkerne aus gleichliegenden Kern-Blechen hergestellt sind.

In diesem Fall ist es sehr vorteilhaft, wenn die Fortsatz« 1 und die seitlichen Sander der zugeordneten Enden der fenstersei tigen Kanten der Außenschenkel 2 und 3 gemäß dem Ausführungsbei spiel nach ?ig.3 nach Art einer Schnapprerbindung 21 ausgebilde sind. Dies kann beispielsweise durch außenschenkelseitige schwa benschwanzförmige Ausbildung der Fortsätze 19 und entsprechende Hinters chneidungen an den fenster seit igen Enden der Außenschenk 2 und 3 geschehen, wobei zum Erleichtern des Zusamaienpressens die konvexen Ecken der Fortsätze oder Sehenkelenden abgerundet oder abgeschrägt sein können. Besonders vorteilhaft ißt es, an den Enden der Außenschenkel 2 und 3 konvexe Erhöhungen 22 und den zugeordneten Seiten der Fortsätze 19 entsprechende konvexe Vertiefungen auszubilden. Hit diesen Schnappverbindungen lassen sich federnd und formschlüssig einrastende Steckkerne bilden; im Gegensatz zu den kraftschlüssig haftenden Steskkernen aus dei Kernblechen gemäß dem Ausftthrungsbeispiel nach Fig.2. Selbst sei kleine, sich nicht über die ganze Breite h der Fenster erstrekkende Fortsätze gewährleisten eine ausreichende einstweilige Fixierung der beiden Teilpakete, falls diese sodann durch Kiel Schweißung oder Spannung fest aiteinander verbunden werden.

- Ende

Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1· Kernblech für Mantelkerne, inabesondere für Transformatoren aus einer Mehrzahl τοη geschichteten Kernblechen, mit einem Mittelschenkel, zwei dazu im Abstand befindlichen parallelen Außen-Schenkeln und zwei deren Enden verbindenden Jochen, wobei zum Einschichten in die Wicklung zwischen einem Ende des Mittelsch&akels und den benachbarten Joch mindestens eine Trennfuge Torgesehen ist und die Breite des fugenlos anschließenden Joches größer ist als die des trennfu^neeitigen Joches und bei dem auch zwischen den beiden Außenschenkeln und dem trennfugenseitigea Joch Trennfug&z& vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (e) jedes Tensters (10 bzw 11) größer als das 3-fache und kleiner als das 3,5-fache der halben Breite (t/2) des Mittelschenkels (1) ist (3 f/2 < e< 3,5 i/2), daß sowohl die Breite (c.) des fugenlos anschließenden Joches (5) als auch die Breite (b) jedes Außenschenkels (2 bzw 3) mindestens das 1,1-fache der halben Breite (f/2) des Mittelsehenkeb (1) ist (O₁ >1,1 f/2 und b > 1,1 f/2), und daß die Diffez-mz aus der Breite (c,j) des fugenlos anschließenden Joches (5) und der Breite (c₂) des trennfugenseitigen Joches (4) mindestens das 0,1-fache, die Siume aus diesen beiden Breite jedoch mindestens das 2,1-fach* und höchstens das 2,5-fache der halben Breite (f/2) des Mittelschenkels (1) ist (O₁-C₂ ^0,1 f/2 und 2,1 f/2 ^0,+C₂ £ 2,5 f/2).

   2· Kernblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läng* (β) jedes banste?» (10 b«w 11) gleich der halben Läcge (

   des trennfugeasjdtiöCA Joohes (4) ist (a · m^/2) und gleioh des

   Summe aus der halben Breite (t/2) des Mittelschenkels (1) und der Breite (h) jedes Fensters (10 bzw 11) and der Breite (b) Jedes Außenschenkels (2 bzw 3) iet (e ■ f/2 + h + b).

   3· Kernblech nach Anspruch 1 ond/oder 2, dadurch, gekennzeichnet, dafi die Breite (c₂) des trennfagenseitigen Joohes (4) gleich dar Breite (h) jedes Fensters (10 bzw 11) 1st (c₂ » h).

   4. Kernblech nach eine» oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadorc

   gekennzeichnet, daß die Breite (O₁) des fugenlos anschließenden

   etwa Joches (5)Vgleich der Breite (b) jedes Außenschsnkels (2 bsw j>)

   ist (C₁ = b).

   5. Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurc gekennzeichnet, daß die Länge (e) jedes Fensters (10 bzw 11) mindestens das 3»2-fache und höchstens das 3»3-fache der halben Breite (f/2) des MitteXschenkels (1) ist (3,2 f/2 ^ e ^ 3,3 f/2)

   6· Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurci gekennzeichnet, daß sowohl die Breite (C₁) des fugenlos anschließenden Joches (5) als auch die Breite (b) jed^e Außenschenkeis(2 bzw 3) mindestens das 1,2-fache und höchstens das 1,3-fache der halben Breite (f/2) des MittelscheiAele (1) 1st (1,2 f/2 < C₁^ 1,3 f/2 und 1,2 f/2 ^ b ^ 1,3 f/2).

   7· Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurc gekennzeichnet, daß die Länge (e) jedes Fensters (10 bzw M) et« gleich dem 3,25-fachen der halben Breite (f/2) des Mittelechenke (1) Is^ (t - 3,25 f/2), daß die Breite (O₁) des fugenlos anschließenden Joohe« (5) ebenso wie dl· Breit· (b) jedes Außen-(2 bit S) etwa gleioh dem 1,2b-faehon der halben Breit«

   (f/2) des Mittelschenkele (1) let (ο, ■ b ■ 1,25 f/2)t and dsJ die Breite Ce₂) 4·· trennfugeneeitigen Joches (4) ebenso wif die Breite (h) jede· f«asters (10 btw 11) etwa gleich der halben Breite (t/2) dee Mitteleohenlcele (1) let (c₂ - h - f/2).

   8. Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bie 7, dadurd gekennzeichnet» daß Eoken der die trennfugeneeitigen Joohe (4) bildendes Z=Stücks abgerundet oder abgeschrägt sind.

   9. Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadarc gekennzeichnet, daß in den Jochen (4 bzw 5) Befestigangslöcher (16) Torgesehen sind and daß im fugenlos anschließenden Joch (5) der Abstand (Ic₁) der Befestigungen-Seher (16) ron dessen Außenkante gleich ist dem Abstand (k₂) der Befestigungslöcher (16) im trennfugenseitigen Joch (4) τοη dessen Außenkante (k.. «kg).

   10. Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurd gekennseichnet, daß im trennfugenseitigen Joch (4) die Befesti-

   (16) gungslöcherVauf dessen Mittellinie (17) rorgesehen sind.

   11· Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die die trennfugeneeitigen Joche (4) bildenden I-Stücke in die fenster (10 bsw 11) hineinragende Fortsätze (19) aufweisen.

   12. Kernblech nach Anspruch. 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Fortsätzen (19) des trennfugenseitigen Joches (4) Aue nehmungen (20) In den Fensterseitan der Außenschankel (2 bsw 3) entsprechet

   -Si

   -^vtwgr-txmtt—e e fugen (θ) rom fugenlos anschließenden Jooh (5) des wechstflseiti liegenden Kernblechs überdeckt werden und dafU-dieee parallel zum Joch liegendes Trennfugen rondea-^chenkeln (1 bis 3) des wechselseitig liegenden Kejmblechs einen Abstand (z) haben, der gleich der Br^UTe(C₁) des fugenlos anschließenden Joches (5) abzüglich &_S7 Breite (eg) des trennfugenseitigen Joches (4)§

   ^f!i!'f-."·- -;->r WlW-l·- Γ5 2/V . - »

   2 6.2. IO /

   eese durch gekennzeichnet, daß in einem damit einsu»i^±g^ge8chichteteii Kern das aus den trennfugens_e_i*igeir Jochen (4) gebildete Paket | (B) und das ^XÄ-dtjn^E-Teilen (A) des Kernblechs gebildete Paket j dee-gesp

   15· Kernblech nach einem oder mehreren der Ansprüche 11, 12, 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fortsatz (19) an den Ecken abgerundet oder abgeschrägt ist und daß jeder Portsatz (19; Im fenster (10 bzw 11) Preßsitz und/oder eine auBenschenfc@l-■eitige Bluterschneidung aufweist.