DE9015028U1 - Core supports for transformers etc. - Google Patents
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Description
Kern-Träger für Transformatoren u.dgl.Core carriers for transformers etc.
Die vorliegende Erfindung betrifft Trägerkörper zum Haltern von Kernen, die in Transformatoren und Drosselspulen verwendet werden.The present invention relates to carrier bodies for holding cores used in transformers and choke coils.
Kerne aus Ferrit oder anderen magnetischen Materialien werden häufig in Transformatoren und Drosselspulen verwendet, die als Spannungsversorgungen für unterschiedliche elektronische Gerätschaft eingesetzt werden. Der Kern, der im allgemeinen auf einer Schalterplatte angebracht ist, besteht aus einem Paar von Kernhälften, die im Anschlag miteinander angeordnet sind, und ein Strom führender Leiter ist auf den Kern gewickelt, üblicherweise ist ein Paar von Kernhälften in einen Kern-Trägerkörper eingesetzt. Ferritkörper neigen beim Dünnausformen dazu, sich zu verziehen, und zwar in Abhängigkeit von Wärmebehandlungs- oder Aufheizbedingungen sowie Gestaltungsfaktoren einschließlich der Stärke. Derartige verzogene oder gekrümmte Kerne lassen sich nur unter Schwierigkeiten in herkömmliche Kern-Trägerkörper einsetzen.Cores made of ferrite or other magnetic materials are often used in transformers and choke coils used as power supplies for various electronic equipment. The core, which is generally mounted on a switch board, consists of a pair of core halves arranged in abutment with each other, and a current-carrying conductor is wound on the core, usually a pair of core halves are inserted into a core carrier body. Ferrite bodies tend to warp when formed thin, depending on heat treatment or heating conditions and design factors, including thickness. Such warped or bent cores are difficult to insert into conventional core carrier bodies.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kern-Trägergrundkörper zu schaffen, der zur problemlosen Aufnahme eines hersteIlungsseitig verzogenen Kerns geeignet ist.The object of the present invention is to create a core carrier base body which is suitable for easily receiving a core which has been distorted during production.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Nachfolgend soLL die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden; in dieser zeigen:The invention will be explained in more detail below using the drawing, which shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kern-Trägerkörpers zusammen mit von diesen Träger zu halternden Kernhälften;Fig. 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the core carrier body according to the invention together with core halves to be held by this carrier;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Kern-Träger körpers von Fig. 1 , in dessen säulenförmigen Abschnitt eine verzogene Kernhälfte eingesetzt ist;Fig. 2 is a side view of the core carrier body of Fig. 1, in whose columnar section a warped core half is inserted;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Kern-Trägergrundkörpers, in dessen säulenförmigen Abschnitt eine unverzogene Kernhälfte eingesetzt ist, undFig. 3 a side view of the core carrier body, in whose columnar section an undistorted core half is inserted, and
Fig. 4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kern-Trägergrundkörpers zur Verdeutlichung der Abmessungen seiner Bestandteile.Fig. 4 is a side view of the core carrier body according to the invention to illustrate the dimensions of its components.
Der Grundkörper 1 umfaßt einen säulenförmigen Abschnitt 2 mit einer Längsachse, ein Paar Flansche 3 an axial gegenüberliegenden Enden des säulenförmigen Abschnitts 2, ein Paar Laschenabschnitte 4 , welche an die axial gegenüberliegenden Enden des Säulenabschnitts 2 über die Flansche angeschlossen sind, und eine Mehrzahl von Anschlußstiften 5 , die in jeden Laschenabschnitt 4 eingebettet sind.The base body 1 comprises a columnar portion 2 having a longitudinal axis, a pair of flanges 3 at axially opposite ends of the columnar portion 2, a pair of tab portions 4 connected to the axially opposite ends of the columnar portion 2 via the flanges, and a plurality of connecting pins 5 embedded in each tab portion 4.
Der Säulenabschnitt 2 weist eine rechteckige oder ähnliche hohle Säulengestalt auf, die einen Innenraum festlegt, in welchen ein Zentra I schenke I 11 jeder E-förmigen Kernhälfte einsetzbar ist. Ein Leiter kann auf den Umfang des Säulenabschnitts 2 vor der Montage des Kerns aufgewickelt werden.The column section 2 has a rectangular or similar hollow column shape defining an interior space into which a center leg 11 of each E-shaped core half can be inserted. A conductor can be wound around the circumference of the column section 2 prior to assembly of the core.
Der Flansch 3 dient zur Isolierung der Windung auf dem Säulenabschnitt 2 gegenüber der Kernhälfte 10. Der Flansch 3 an dem zentralen und oberen Säulenabschnitt 2 kann gegebenenfalls zur Führung der Leiterwicklung mit einer Kerbung 31 versehen sein.The flange 3 serves to insulate the winding on the column section 2 from the core half 10. The flange 3 on the central and upper column section 2 can, if necessary, be provided with a notch 31 to guide the conductor winding.
Der Laschenabschnitt 4 umfaßt einen Zentralabschnitt 41 sowie ein Paar seitlicher Vorsprünge 42, 42, die mit Stufen 43, 43 mit quer gegenüberliegenden Kanten des Zentralabschnitts 41 verbunden sind. Die obere Fläche des Laschenzentralabschnitts 41 liegt im wesentlichen in derselben Ebene oder erstreckt sich zusammen mit der unteren Innenfläche des Säulenabschnitts 2. Aufgrund der Anwesenheit der Stufe 43 liegt die obere Fläche des Laschenseitenvorsprungs 42 niedriger als die obere Fläche des Laschenzentralabschnitts 41.The tab portion 4 comprises a central portion 41 and a pair of side projections 42, 42 connected by steps 43, 43 to transversely opposite edges of the central portion 41. The upper surface of the tab central portion 41 lies substantially in the same plane or coexists with the lower inner surface of the column portion 2. Due to the presence of the step 43, the upper surface of the tab side projection 42 lies lower than the upper surface of the tab central portion 41.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung, bei welcher ein Zentra I schenke I 11 einer quer verzogenen oder gekrümmten Kernhälfte 10 in den Säulenabschnitt 2 des Kern-Trägergrundkörpers 1 eingesetzt ist. Da die obere Fläche des Laschenseitenvorsprungs 42 abgesetzt bzw. gekröpft ist unter die obere Fläche des Laschenzentralabschnitts 41, kann der Zentralschenkel 11 der gekrümmten Kernhälfte 10 reibungslos in den Säulenabschnitt 2 eingeführt werden, während die Krümmung der Kernhälfte 10, wie aus Fig. 2 hervorgeht, belassen bleibt oder untergebracht wird.Fig. 2 shows a side view of an arrangement in which a central leg 11 of a transversely warped or curved core half 10 is inserted into the column section 2 of the core carrier body 1. Since the upper surface of the tab side projection 42 is offset or cranked below the upper surface of the tab central section 41, the central leg 11 of the curved core half 10 can be smoothly inserted into the column section 2 while the curvature of the core half 10 is left or accommodated, as can be seen from Fig. 2.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Anordnung, bei welcher der Zentra I schenke I 11 einer unverzogenen oder ebenen Kernhälfte 10 in den Säulenabschnitt 2 des Grundkörpers 1 eingesetzt ist. Die obere Fläche des Laschenzentralabschnitts 41 hält das Rückgrad 13 der Kernhälfte 10 an Ort und Stelle.Fig. 3 shows a side view of an arrangement in which the central leg 11 of an undistorted or planar core half 10 is inserted into the column section 2 of the base body 1. The upper surface of the tab central section 41 holds the backbone 13 of the core half 10 in place.
Die Stufe 43 kann sich entweder Lotrecht zur oberen Fläche des LaschenzentraLabschni11s 41 erstrecken, wie in Fig. 1 dargestellt, oder eine geneigte oder gekrümmte Fläche mit Bezug auf die obere Fläche des Laschenzentralabschnitts 41 bi Iden.The step 43 can either extend perpendicular to the upper surface of the tab central section 41, as shown in Fig. 1, or form an inclined or curved surface with respect to the upper surface of the tab central section 41.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf den Kern-Trägergrundkörper 1 mit Stufen 43 in jedem Laschenabschnitt 4, weil die Verkrümmung oder Verbiegung des Kerns auch dadurch belassen oder in diesem Zustand aufgenommen werden kann, daß jeder Laschenabschnitt 4 in Querrichtung einen Querschnitt aufweist, welcher auf der Seite, auf der der Kern 10 aufliegt, konvex ist.The present invention is not limited to the core carrier base body 1 with steps 43 in each tab section 4, because the curvature or bending of the core can also be left or absorbed in this state by each tab section 4 having a cross-section in the transverse direction which is convex on the side on which the core 10 rests.
Die Angabe "quer" bezieht sich sowohl vorstehend wie nachfolgend auf die Achsenrichtung des Säulenabschnitts 2.The term "transverse" refers both above and below to the axial direction of column section 2.
Obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Ausbildung der Stufen 43 zugunsten eines in Querrichtung konvexen Querschnitts vorgesehen ist, ist es möglich, daß die Laschenseitenvorsprünge 42 eine geneigte obere Fläche aufweisen, die an den flachen Laschenzentralabschnitt 41 angrenzt. Die geneigte Fläche kann entweder eben, gekrümmt oder gebogen sein. Die gekrümmte oder gebogene Fläche sollte vorzugsweise zur unteren Seite hin konvex verlaufen.Although in the illustrated embodiment the steps 43 are designed to have a cross-section that is convex in the transverse direction, it is possible for the tab side projections 42 to have an inclined upper surface that adjoins the flat tab central section 41. The inclined surface can be either flat, curved or bent. The curved or bent surface should preferably be convex towards the lower side.
In jedem Falle ist die Erfindung dahingehend wirksam, daß die Einführung des Kerns erleichtert wird, indem die Krümmung oder die verzogene Gestalt des Kerns belassen wird.In any case, the invention is effective to facilitate the insertion of the core by leaving the curvature or distorted shape of the core.
Die L-förmigen Anschlußstifte 5 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind in jeden Laschenabschnitt 4 einge-The L-shaped connecting pins 5 have a circular cross-section and are inserted into each tab section 4.
setzt bzw. in diesem Abschnitt eingebettet. Die Anschlußstifte 5 weisen gegenüberliegende Enden auf, von denen ein Ende von der Kante des Laschenabschnitts 4 in Gegenüberläge zu dem Flansch 3 vorsteht und von denen das gegenüberliegende Ende von der unteren Seite des Laschenabschnitts 4 vorsteht. Obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Anschlußstifte in jedem Laschenabschnitt angeordnet sind, kann die Anzahl der Anschlußstifte 5 entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck gewählt werden.or embedded in this section. The connecting pins 5 have opposite ends, one end of which protrudes from the edge of the tab section 4 opposite to the flange 3 and the opposite end of which protrudes from the lower side of the tab section 4. Although in the illustrated embodiment six connecting pins are arranged in each tab section, the number of connecting pins 5 can be selected according to the respective intended use.
Die Wicklung oder die Wicklungen, welche auf den Umfang des Säulenabschnitts 2 aufgewickelt ist bzw. sind, ist bzw. sind an die Anschlußstifte 5 angeschlossen. Wenn der Wicklungsleiter entlang der unteren Seite des Säulenabschnitts 2 zur Verbindung mit dem Anschlußstift 5 verläuft, ist der Laschenabschnitt 4 auf der unteren Seite vorzugsweise mit einem Kanal oder einer Rille zur Führung des Leiters versehen.The winding or windings wound around the periphery of the column section 2 is connected to the terminal pins 5. When the winding conductor runs along the lower side of the column section 2 for connection to the terminal pin 5, the tab section 4 on the lower side is preferably provided with a channel or groove for guiding the conductor.
Vorzugsweise ist es auch vorgesehen, an der Zwischenfläche zwischen dem Flansch 3 und dem Laschenabschnitt 4, wie in Fig. 1 dargestellt, verjüngte übergänge 32 zu Verstärkungszwecken vorzusehen. In diesem Fall ist die Kernhälfte 10 ebenfalls an Verbindungsabschnitten mit verjüngten übergängen versehen.Preferably, it is also provided to provide tapered transitions 32 for reinforcement purposes on the intermediate surface between the flange 3 and the tab section 4, as shown in Fig. 1. In this case, the core half 10 is also provided with tapered transitions on connecting sections.
Die Abmessungen der verschiedenen Bauteile des Kern-Trägergrundkörpers 1, wie beispielsweise die Breite des Laschenzentralabschnitts 41, die Breite der Laschenseitenverlängerung 42 und die Höhe der Stufe 43 können in Abhängigkeit des Materials, der Gestalt und der Abmessungen der miteinander zu kombinierenden Kernhälften geeignet festgelegt werden. Bevorzugte Abmessungen des dargestellten Ausführungsbeispiels sind nachfolgend in Verbindung mit Fig. 4 angegeben.The dimensions of the various components of the core carrier base body 1, such as the width of the tab central section 41, the width of the tab side extension 42 and the height of the step 43 can be suitably determined depending on the material, the shape and the dimensions of the core halves to be combined with one another. Preferred dimensions of the illustrated embodiment are given below in connection with Fig. 4.
-C--C-
Unter der Voraussetzung, daß der Laschenseitenvorsprung 42 eine Breite A in Querrichtung und der Laschenzentralabschnitt 41 eine Breite B in Querrichtung aufweisen, wie jeweils in Fig. 4 dargestellt, ist folgendes Verhältnis dieser Breiten bevorzugt: 2,0 ^, B/A ·£: 12,0. Unterhalb dieses Bereichs ist es schwierig, die Kernhälfte 10 auf der oberen Fläche des Laschenzentralabschnitts 41 an Ort und Stelle zu halten. Jenseits dieses Bereichs wird die Stufe 43 im wesentlichen wi rkungslos.Provided that the tab side projection 42 has a width A in the transverse direction and the tab center portion 41 has a width B in the transverse direction, as shown in Fig. 4, the following ratio of these widths is preferred: 2.0 ^, B/A ·£: 12.0. Below this range, it is difficult to hold the core half 10 in place on the upper surface of the tab center portion 41. Beyond this range, the step 43 becomes essentially ineffective.
Es besteht eigentlich kein Anlaß, die Höhe der Stufe 43 zu beschränken. Vorzugsweise wird die Höhe C der Stufe 43 so eingestellt, daß ein mittlerer Neigungswinkel &thgr; von 0,3 bis 15,0 erhalten wird, vorausgesetzt, &thgr; = tan C/A.There is actually no reason to limit the height of the step 43. Preferably, the height C of the step 43 is adjusted so that an average inclination angle θ of 0.3 to 15.0 is obtained, provided that θ = tan C/A.
Auch bei dem anderen Ausführungsbeispiel, bei welchem die Stufe 43 fehlt, sollte die obere Fläche des Läsehenseitenvorsprungs 42 vorzugsweise einen mittleren Neigungswinkel von 0,3 bis 15,0 aufweisen. Der mittlere Neigungswinkel ist auf 15,0 begrenzt, weil der Kern-Trägergrundkörper nicht zur Aufnahme extrem verzogener oder gekrümmter Kerne dienen muß, die für Handelsprodukte nicht akzeptabel sind. Die untere Grenze des mittleren Neigungswinkels hängt von der zulässigen Krümmung der bestimmungsgemäß miteinander zu kombinierenden Kerne ab, ein mittlerer Neigungswinkel von weniger als 0,3 ist jedoch zur Aufnahme bzw. zum Belassen der Kernkrümmung ungeeignet.Even in the other embodiment, in which the step 43 is missing, the upper surface of the eyelet side projection 42 should preferably have an average angle of inclination of 0.3 to 15.0. The average angle of inclination is limited to 15.0 because the core carrier body does not have to accommodate extremely warped or curved cores, which are unacceptable for commercial products. The lower limit of the average angle of inclination depends on the permissible curvature of the cores to be combined with one another as intended, but an average angle of inclination of less than 0.3 is unsuitable for accommodating or leaving the core curvature.
Grundsätzlich sind die absoluten Werte der Abmessungen A, B und C nicht beschränkt, obwohl folgende Abmessungsbereiche bevorzugt sind:In principle, the absolute values of dimensions A, B and C are not limited, although the following dimension ranges are preferred:
1,0 mm £ A < 30,0 mm 5;0 mm < B < 50,0 mm 0,05-mm < C < 1,0 m1.0 mm £ A < 30.0 mm 5 ; 0 mm < B < 50.0 mm 0.05 mm < C < 1.0 m
Der Innenraum des SauLenabschnitts 2 weist eine Querschnittsfläche von etwa 5,0 bis 500 mm auf.The interior of column section 2 has a cross-sectional area of approximately 5.0 to 500 mm.
Der mit dem Kern-Trägergrundkörper 1 kombinierte Kern 10 weist in Querrichtung eine Breite (entsprechend der Länge des Rückgratabschnitts 13) auf, die ungefähr 80 bis 120 % der gesamten Breite des Laschenabschnitts 4 in Querrichtung beträgt. Der Kern 10 weist eine Höhe auf, die ungefähr 60 bis 100 % der Höhe des Innenraums des SauLenabschnitts 2 beträgt. Für den Kern beträgt das Verhältnis der Breite dividiert durch die Höhe 2,0 bis 20.The core 10 combined with the core support body 1 has a width in the transverse direction (corresponding to the length of the backbone section 13) that is approximately 80 to 120% of the total width of the tab section 4 in the transverse direction. The core 10 has a height that is approximately 60 to 100% of the height of the interior of the column section 2. For the core, the ratio of the width divided by the height is 2.0 to 20.
Der Kern-Trägergrundkörper gemäß vorliegender Erfindung ist speziell dazu ausgelegt, dünne Kerne aufzunehmen, die bei der herstellungsbedingten Wärmebehandlung bzw. den dort herrschenden Aufheizbedingungen eine Verformung erfahren haben, beispielsweise in Gestalt einer Krümmung.The core carrier base body according to the present invention is specifically designed to accommodate thin cores that have undergone a deformation during the heat treatment required for production or the heating conditions prevailing there, for example in the form of a curve.
Der Kern wird mit Hilfe des Trägergrundkörpers 1 in seine bestimmungsgemäße Anordnung gebracht, indem ein Leiter oder mehrere Leiter auf den Säulenabschnitt 2 des Grundkörpers 1 aufgewickelt werden, indem die Leiterenden an die Anschlußstifte 5 angeschlossen werden, und indem die Zentralabschnitte 11 der Kernhälften 10 in den Säulenabschnitt 2 eingeführt werden, und zwar von axial gegenüberliegenden Richtungen, bis die Kernhälften aneinander anstoßen, wodurch die Kernhälften zu einem integralen Kern vereinigt sind. Daraufhin wird die Anordnung auf einer Schalterplatte installiert, indem die Anschlußstifte 5 auf der unteren Seite der Laschen-The core is brought into its intended arrangement with the aid of the carrier base body 1 by winding a conductor or several conductors onto the column section 2 of the base body 1, by connecting the conductor ends to the connecting pins 5, and by inserting the central sections 11 of the core halves 10 into the column section 2 from axially opposite directions until the core halves abut one another, whereby the core halves are united into an integral core. The arrangement is then installed on a switch plate by connecting the connecting pins 5 on the lower side of the tabs.
abschnitte 4 in Montagebohrungen in der Schaltplatte eingesetzt we rden.sections 4 are inserted into mounting holes in the circuit board.
Der Kern-Trägergrundkörper 1 kann aus sämtlichen gewünschten Isoliermaterialien bestehen, wie beispielsweise aus den einschlägig bekannten Harzen. Verschiedene wärmebeständige Harze, wie Phenolharze, werden bei Hoch Leistungs-Kernanwendungen bevorzugt.The core carrier body 1 can consist of any desired insulating materials, such as the relevant known resins. Various heat-resistant resins, such as phenolic resins, are preferred for high-performance core applications.
Die Erfindung schafft einen Kern-Trägergrundkörper, der einen verzogenen oder gekrümmten Kern problemlos bzw. ohne Spannung aufzunehmen vermag.The invention creates a core carrier base body that can accommodate a warped or curved core without any problems or stress.
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