EP0320018A1 - Schwingdrossel - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schwingdrossel für elektronische Leuchtstofflampen-Vorschaltgeräte beschrieben, bei der durch geeignete Ausbildung des Spulenkörpers die sonst notwendige Hochfrequenzlitze und das Isoliertränken entfallen können.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingdrossel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Schwingdrosseln dieser Art sind bekannt. Sie werden für Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen zur Stabilisierung des Lampenstroms und zur Erzeugung des Zündspannungs­impulses benötigt, wobei der Luftspalt die Funktion er­füllt, beim Arbeitsstrom die Sättigung zu vermeiden. Die bekannten Schwingdrosseln weisen RM- oder E-Kerne aus Ferrit und einen einkammerigen Spulenkörper mit einer Wicklung aus umsponnener Hochfrequenzlitze zur Vermeidung von Wirbelströmen in der Wicklung zwecks Sicherstellung der Spannungsfestigkeit von Anfang zum Ende (5 kV_ss) und gegenüber dem Kern (500 V_eff) auf. Die erforderliche Spannungsfestigkeit kann überdies bei den bekannten Schwingdrosseln nur dadurch erreicht werden, daß das ganze Bauteil auch noch isoliergetränkt wird. Daß die bekannte Schwingdrossel so nicht preisgünstig in den großen Men­gen, die der Markt fordert, herzustellen ist, ist offen­sichtlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwing­drossel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei mindestens gleich guter Spannungsfestig­ keit mit einem geringeren Aufwand und gleichzeitig noch automatenfreundlicher zu fertigen ist als die bekannten Schwingdrosseln und damit eine wesentlich preisgünsti­gere Massenproduktion als bisher ermöglicht.
• Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs­teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
• Die erfindungsgemäße Schwingdrossel hat gegenüber den be­kannten Schwingdrosseln die nachstehenden Vorzüge:
• 1. Anstelle der bisher verwendeten umsponnenen Hochfre­quenzlitze wird als Wicklungsdraht ein demgegenüber wesentlich einfacherer und kostengünstigerer mehradri­ger Kupferlackdraht ohne Umspinnung benutzt, der sich überdies im Gegensatz zur HF-Litze problemlos automatisch an die Anschlußstifte des Spulenkörpers anlegen läßt.
• 2. Die Ausführung des Spulenkörpers mit mehreren Kammern, die jeweils einen Teil der Wicklung aufnehmen, be­wirkt, daß die jeweilige Lagen- bzw. Kammer- zu-Kam­mer-Spannung niedrig bleibt.
• 3. Durch den größeren Abstand des Kammergrundes bei den an den Bereich des Kernluftspalts angrenzenden Kammern werden dort die am Kammergrund liegenden Windungen dem magnetischen Streufeld des Kernluftspalts entzo­gen, womit die Wirbelstromverluste gesenkt werden und damit die Voraussetzung geschaffen wird, daß anstelle der aufwendigen, teueren HF-Litze der einfache billige Mehrfachvolldraht ohne Umspinnung verwendet werden kann.
• Die erfindungsgemäße Merkmalskombination ergibt also zu­sammengefaßt folgende Vorteile:
  - Wegfall der teueren umsponnenen HF-Litze,
  - Möglichkeit des automatischen Drahtanlegens,
  - kleinere Wirbelstromverluste infolge größeren Abstandes der Wicklung vom Streufeld,
  - Wegfall der Tränkung,
  - bessere Ausnutzung des Wickelraums wegen des Ersatzes der HF-Litze durch Mahrfach-Volldraht, und
  - preisgünstigere Massenproduktion.
• Gemäß Anspruch 2 wird der Luftspalt des Kerns vorzugsweise stufenförmig ausgebildet, und zwar derart, daß
• a) das Streufeld vermindert und
• b) bei kleinerer Aussteuerung die Induktivität und damit der Zündspannungsimpuls erhöht wird.
• Die Schwingdrossel erhält so eine höhere Güte und liefert damit noch bessere Zündimpulse, und durch die Konzentration des magnetischen Flusses infolge angepaßter Konfiguration des Luftspaltes werden die Wirbelstromverluste noch weiter herabgesetzt.
• Der Luftspalt des Kerns kann aber gemäß Anspruch 3 auch planparallel ausgeführt werden, wenn ein linearer Verlauf der Induktivität über den Strom ein vorrangiges Erfordernis darstellt.
• Auch weiteren Unteransprüche haben vorteilhafte Maß nahmen zum Gegenstand.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungs­gemäßen Schwingdrossel dargestellt.
• Die Abbildung 1 gibt schematisch eine Schwingdrossel aus­ führung mit einem E-E-Kern mit etwa in der Mitte des mitt­leren Kernschenkels liegendem , stufenförmig ausgebildeten Luftspalt wieder. In Abb. 1 bezeichnen :
• 1 den E-E-Kern, vorzugsweise aus Ferrit,
• 2 den hier stufenförmigen Luftspalt,
• 3 den Spulenkörper mit hier vier Kammern,
• 4 Wicklungsteile der zur Erzielung einer hohen Spannungsfestigkeit auf die Kammern a-d aufgeteilten Wicklung,
• 5 den im Bereich des Luftspalts 2 bei den daran angren­zenden mittleren Kammern b und c verdickten Kammer­boden zur Erzielung eines größeren Abstandes des Kammergrundes 5a dieser Kammern von der Längsmittel­achse des Spulenkörpers 3,
• 6 die aus mehrfach parallel gewickelten oder vorver­drillten CuL-Drähten bestehende Wicklung im Ganzen,
• 7 Feldlinien , und
• 8 Drahtanlegestifte am Spulenkörper 3.
• Die Abbildung 2 gibt eine erfindungsgemäße Schwingdrossel mit einem E-I-Kern wieder, bei dem sich der hier eben­falls gestufte Luftspalt zwischen dem freien Ende des kür­zeren mittleren Schenkels des E-Kernteils und dem Joch befindet. In der Abbildung 2 bezeichnen:
• 11 den E-I-Kern vorzugsweise aus Ferrit,
• 12 den Luftspalt zwischen dem freien Ende des mittleren Schenkels des E-Kernteils und dem Joch,
• 13 den hier vier Kammern e-h aufweisender Spulenkörper,
• 14 die Wicklungsteile der zur Erzielung einer hohen Spannungsfestigkeit auf die Kammern e-h aufgeteilten Wicklung,
• 15 den zur Erzielung des größeren Abstandes des Kammer­grundes 15a von der Längsmittelachse der Spule 13 bei der an den Bereich des Luftspalts 12 angrenzenden Kammer e verdickten Kammerboden,
• 15b den näher bei der Längsmittelachse der Spule 13 gele­genen Kammergrund bei den restlichen Kammern f-h,
• 16 die Wicklung aus mehrfach parallel gewickelten oder vorverdrillten CuL-Drähten,
• 17 Feldlinien, und
• 18 Drahtanlegestifte am Spulenkörper.
• Sowohl bei der Ausführung nach Abbildung 1 als auch bei der Ausführung gemäß Abbildung 2 sind die Wicklungsteile 4 bzw. 14 in den nicht an den Luftspalt angrenzenden Kam­mern a-d bzw. f-h so gewickelt, daß sie von den benach­barten Kernaußenschenkeln einen größeren Abstand aufweisen als die Spulenteile in den dem Luftspalt benachbarten Kammern b,c bzw. e, d.h. der Wicklungsaufbau ist zur Er­zielung der Spannungssicherheit Anfang-Ende und gegen den Kern dergestalt ausgewählt, daß die erstgenannten Kammern nicht so voll gewickelt sind, wie die letztgenannten.
• Die Verlegung des Luftspalts 12 an den Wickelraumrand bei der Ausführung nach Abbildung 2 ergibt eine nochmalige Reduzierung der Wirbelstromverluste.
• Die Abbildung 3 zeigt links bei a in Seitenansicht und rechts bei b im Schnitt entlang der Schnittlinie IIIb-IIIb durch die Seitenansichten verschiedene weitere Luftspalt­formen, die anstelle der in den Abbildungen 1 und 2 ge­zeigten eingesetzt werden können.
• Die in Abbildung 3 oben dargestellte Kernform ergibt eine lineare Abhängigkeit. Die anderen Kernformen sind durch einen stufenförmig ausgebildeten Luftspalt gekennzeichnet, der so konfiguriert ist, daß das Streufeld vermindert und bei kleiner Aussteuerung die Induktivität und mit dieser der Zündspannungsimpuls erhöht werden.

Claims (9)

1. Schwingdrossel mit einem magnetisch leitenden, mit Luftspalt versehenen Kern, einem Anschlußstifte auf­weisenden Spulenkörper aus Kunststoff,der den Kern im Bereich des Luftspalts umgibt, und einer an die Anschlußstifte angeschlossenen Wicklung auf dem Spulenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (3,13) in Richtung seiner Längsmittel­achse nebeneinander mehrere Kammern (a,b,c,d;e,f,g, h) zur Aufnahme je eines Teiles der Wicklung (4) auf­weist, in an den Bereich des Luftspalts (2,12) an­grenzenden Kammern (b,c;e) der Kammergrund (5a;15a) von der Längsmittelachse des Spulenkörpers (3,13) jeweils einen größeren Abstand aufweist als der Kammergrund (5b;15b) in den übrigen Kammern (a,d;f, g,h), und der Wicklungsdraht aus mehreren Kupferlack­drahtadern besteht.

2. Schwingdrossel nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Luftspalt (2;12) des Kerns (1; 11) stufenförmig ausgebildet ist.

3. Schwingdrossel nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Luftspalt (2;12) des Kerns (1; 11) planparallel ausgeführt ist.

4. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des größeren Kammergrundabstandes in an den Luftspalt (2;12) angrenzenden Kammern (b,c;e) der Kammerboden (5;15) verdickt ist.

5. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (3;13) vier Kammern (a,b,c,d;e, f,g,h) aufweist.

6. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlackdrahtadern verschlagen oder parallel gewickelt sind.

7. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände,die die Wicklungsteile von Kern­außenschenkeln aufweisen, in den übrigen Kammern (a,d;f,g,h) größer sind als in den an den Luftspalt (2;12) angrenzenden Kammern (b,c;e).

8. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der vor­hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Kern (1) aus zwei einander zuge­wendeten E-Kernteilen mit dem Luftspalt (2) im mitt­leren Kernschenkel im Abstand von dessen jochseitigen Enden besteht (Abb.1).

9. Schwingdrossel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11) aus einem E-Kernteil und einem dessen Schenkel endseitig überquerenden Joch besteht und der Luft­spalt (12) sich zwischen dem freien Ende des kürzeren mittleren Schenkels des E-Kernteils und dem Joch be­findet (Abb. 2).

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