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Publication number: DES0044593MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 1. Juli 1955 Bekanntgemacht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Gegenstand der Erfindung ist ein massiver Metallkörper, der Wechselfeldern ausgesetzt ist. Bekanntlich entstehen in diesem Metallkörper Verluste durch Wirbelstrombildung. Dies gilt insbesondere für die auf lamellierten Eisenkernen von Transformatoren, Drosseln usw. außen aufgelegten Spannplatten sowie die Kerntraggestelle, die auf die Wicklungsstirn aufgelegten Strahlungs- und Druckringe usw. Um die vorgenannten Verluste möglichst klein zu halten, hat man bisher diese Teile vielfach aus Material mit geringer elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Nachteilig dabei ist, daß bei den praktisch vorkommenden großen Aibmessungen, insbesondere großen Breiten der in Frage stehenden metallischen Körper kein wirtschaftlich herzustellendes Material mit entsprechend ■geringer Leitfähigkeit zur Verfügung steht. Dazu kommt noch, daß bei Verwendung der üblichen Materialien geringer elektrischer Leitfähigkeit von einer gewissen Körperbreite an anstatt der angestrebten Verlustminderung eine Verlusterhöhung eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen. Erfindungsgemäß werden, in Richtung des Wechselfeldes gesehen, die außenliegenden Randschichten des massiven Metallkörpers aus einem elektrisch schlecht leitendem Metall, z. B. Stahl, Messing, Silumin u. dgl. hergestellt, wäh-

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rend die innenliegenden Teile aus elektrisch gut leitendem Metall, z. B. Kupfer u. dgl., hergestellt und untereinander mechanisch fest verbunden sind. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß sich die Wirbelstrombildung bei beispielsweise breiten, der Einwirkung eines magnetischen Wechselfeldes ausgesetzten massiven Metallkörpern, z. B. Platten, die aus elektrisch gut leitendem Material bestehen, lediglich auf eine gegenüber der gesamten Körperbreite verhältnismäßig schmalen Zone an den Körperaußenrändern beschränkt, während die Wirbelstrombildung gegen die Körpermitte zu, insbesondere bei breiteren Körpern, kaum mehr in Erscheinung tritt.

An Hand der Zeichnung, die in

Fig. ι einen Querschnitt durch eine nach der Erfindung hergestellte Metallplatte und in

Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Platte zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Platte von der Breite B besteht aus dem Teil ι aus gut leitendem Material und dem Teil 2, der aus schlecht leitendem Material gefertigt ist. Der Teil 2 beträgt nur einen schmalen Randstreifen

* von der Breite c. Mit dem Teil 1 kann der Teil 2 auf irgendeine Weise verbunden sein; beispielsweise kann er am Teil 1 angeschweißt, angelötet, angeschraubt oder sonstwie mechanisch vereinigt werden. In Fig. 1 ist über der Plattenbreite B die Verteilung der Stromdichte in der Platte aufgetragen, wenn diese in Pfeilrichtung P von einem magnetischen Wechselfeld durchsetzt wird. Die ausgezogene Kurve α läßt die Stromdichteverteilung ' erkennen, wenn die ganze Platte von der Breite B aus elektrisch gut leitendem Material gefertigt ist.

Die Kurve zeigt, daß die Stromdichte vom Plattenrand weg sehr rasch abfällt, um dann bereits in einer geringen Entfernung vom Plattenrand nahezu Null zu werden. Dies bedeutet also, daß bei Verwendung eines gut leitenden Plattenmaterials die Wirbelstromverluste vorwiegend an den Plattenrandteilen entstehen. Würde man demgegenüber zur Plattenherstellung durchweg ein elektrisch schlecht leitendes Material verwenden, dann ergäbe sich eine Stromdichteverteilung, wie sie in der Kurve b erkennbar ist. Hier ist, wie -die Kurve zeigt, die Stromdichte an den Randteilen gegenüber einer Platte aus gut leitendem Material zwar weitaus geringer, sinkt aber nach der Plattenmitte zu nur allmählich ab.

Stellt man nun gemäß der Erfindung die Platte in ihrem Mittelteil 1 aus elektrisch gut leitendem

, Material her und versieht sie nur an ihren Außenrändern, ζ. B. auf die Breite c mit einem Auftrag 2 aus elektrisch schlecht leitendem Material, dann erhält man im Teil 2 eine verhältnismäßig niedrige Stromdichteverteilung gemäß dem schlecht leitenden Material und im Teil 1 eine Stromdichteverteilung entsprechend dem elektrisch gut leitenden Material, die in diesem Teil niedriger ist, als wenn auch hierzu schlecht leitendes Material benutzt würde. Die Stromdichteverteilung bei den erfindungsgemäßen Platten ist durch die strichpunktierte Kurve e angedeutet. Man kann auf diese Weise die durch die Wirbelströme hervorgerufenen Verluste kleiner machen als bei einer ganz aus schlecht leitendem Material und auch kleiner als bei einer ganz aus gut leitendem Material hergestellten Platte. Die Breite c des Randauftrages 2 richtet sich nach den elektrischen Leitfähigkeiten der beiden verwendeten Materialien und nach der Breite B der Platte. Demzufolge kann man die Randpartiebreite c um so kleiner machen, je höher die elektrische Leitfähigkeit des für die inneren Teile der Platte verwendeten Materials ist, da das besser leitende Material an den Randpartien einen um so . steileren Stromdichteabfall aufweist. Bei sehr langen Platten bzw. massiven Körpern sind die schmalen Seiten bekanntlich kaum an der Wirbelstrombildung beteiligt. In diesem Falle genügt es bereits, wenn man nur die langen Seitenteile aus Material schlechter elektrischer Leitfähigkeit herstellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Massiver, Wechselfeldern ausgesetzter Metallkörper, ζ. B. Spannplatte für lamellierte Eisenkerne, Kerntraggestell, Strahlungs- und Druckring für Wicklungen usw. von Transformatoren, Drosseln u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß, in Richtung des Wechselfeldes gesehen, die außenliegenden Randschichten des Metallkörpers aus einem elektrisch schlecht leitendem Metall, z. B. Stahl, Messing, Silumin

u. dgl., die innenliegenden Teile dagegen aus elektrisch gut leitendem Metall, z. B. Kupfer u. dgl., hergestellt und untereinander mechanisch fest verbunden sind.

2. Metallkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Körper, insbesondere Platte, mit gegenüber der Breite großer Länge, lediglich an den langen Randteilen eine Randschicht aus schlecht leitendem Metall angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen