EP0485341A1 - Kleintransformator und Herstellungsverfahren für diesen - Google Patents

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EP0485341A1
EP0485341A1 EP91810851A EP91810851A EP0485341A1 EP 0485341 A1 EP0485341 A1 EP 0485341A1 EP 91810851 A EP91810851 A EP 91810851A EP 91810851 A EP91810851 A EP 91810851A EP 0485341 A1 EP0485341 A1 EP 0485341A1
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    • Y10T29/49073—Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a small transformer, with an iron or ferrite core and primary and secondary windings.
  • the invention relates to a small transformer with an iron or ferrite core and primary and secondary windings.
  • the object of the invention is to provide a small transformer which - compared to conventional designs - can be manufactured very efficiently with less effort, is suitable for large-scale production, and in which the electrical safety distances are maintained without additional effort despite the compact design can.
  • This object is achieved according to the invention by a method which is characterized in that the winding parts projecting beyond the iron or ferrite core are extrusion-coated on both sides with a thermoplastic plastic compound forming a lid, and the two lids are connected to one another in one piece by first webs, which form the cavities penetrate and fill between the windings and the iron or ferrite core and the laminated iron or ferrite core is fixed in itself by second webs connecting the two covers.
  • the small transformer according to the invention is characterized in that the winding parts projecting beyond the iron or ferrite core are encapsulated on both sides by a cover made of thermoplastic plastic, the two covers are integrally connected to one another by first webs which connect the cavities between the windings and the iron or Penetrate and fill in the ferrite core and fix the windings and insulate each other, and there are second webs connecting the covers are which fix the iron or ferrite core in themselves.
  • the small transformer is designed for a power of about 0.2-400 VA. It contains a laminated iron core 2 in the form of a package layered from individual sheets.
  • the iron core 2 contains a sheet metal package 2 'in E-shape, which is supplemented by a sheet metal package in I-shape 2 ⁇ .
  • the sheets of the E and I shape lie directly against one another.
  • Further design variants result from the use of other sheet metal shapes or, in particular, when using ferrite cores, in that the two core parts each have an E-shape, which are mirror images of one another.
  • the middle leg of the E-packet 2 ' is inserted into the cavity 20 of a coil former 5 and afterwards the I-packet 2 ⁇ is added to the outside, as can be seen from FIG. 1.
  • the two core packages 2 ', 2 ⁇ are supported by holding cams 10 of the coil body 5.
  • a primary winding 3 and a secondary winding 4 are attached to the coil former 5. These windings 3, 4 are held in the bobbin 5 by support walls 17 and 19 and separated from one another by a partition wall 18.
  • the two windings 3, 4 and the coil former 5 protrude beyond the iron core 2 on both sides.
  • second webs 14 with a curved cross section on the outside of the iron or ferrite core 2 at the corners. These are connected in one piece to both lids 6, 7 via ribs 8. Thus, the two covers 6, 7 together with the first and second webs 12, 14 form a single, contiguous piece of plastic.
  • a first embodiment variant consists in the fact that the second webs 14 penetrate bores 31 at the corners of the iron or ferrite core 2, instead of the corresponding webs arranged at the corners on the outside (FIG. 3).
  • a second embodiment variant according to FIGS. 4 and 5 is that the second webs 14 'have the shape from the outside of the iron or ferrite core 2 extending flat strips, which are connected via connecting parts 8' with the covers 6,7.
  • a thermal protection element 13 is installed in the coil body 5, which can either be a switch, a fuse or a temperature sensor.
  • the associated electrical connection pins or tongues are cast into cover 6 or 7 and protrude outwards.
  • the electrical connecting wires of the coils 3, 4 are each guided on metallic connecting pins 22, 23 or flat tongues which protrude from the covers 6, 7.
  • the coil body 5 contains an integrated retaining pin 24 and a stop edge 26 for attaching these pins 22 or tongues.
  • the connecting pins 22 or tongues each have an eyelet part 28 which is inserted over the retaining pin 24, as well as a skewed tab 30, which rests against the stop edge 26 and thereby causes a rotation lock.
  • the solder joints for the connecting wires are embedded in the covers 6, 7 and enclosed in plastic.
  • the connection wires for the thermal protection element 13 are guided on separate pins or tongues.
  • a small transformer 1 of the type described is enclosed by a two-part housing 32.
  • the electrical connection to the usual power network is made by a two-pole or multi-pole plug 34, which is rigidly connected to the housing 32. From this leads an electrical connection via electrical conductors 39 to two resilient metallic clamps 36, which causes an electrically conductive connection with the pins or tongues 22 protruding from the small transformer 1.
  • the small transformer 1 is fastened in the housing 32 without screws by means of interlocking pins and grooves 38 in one housing part. On the opposite side of the housing, the small transformer 1 lies snugly against the inner wall 40 of the other housing part.
  • An obliquely arranged plate 44 is or the like as a circuit board for receiving electrical components. intended.
  • To the Pins or tongues 23 are connected to a cable, not shown, for taking the current of the voltage which is usually transformed down to low current.
  • the two housing halves 32a, 32b or the like by interlocking snap tongues 46, by screws or the like. held together or they are welded together.
  • the features described enable particularly efficient production with little outlay on raw materials and semi-finished products.
  • the testing effort and the failure rate can be reduced.

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Abstract

Der Kleintransformator enthält einen lamellierten Eisenkern (2) sowie Primär- und Sekundärwicklungen (3,4), die von einem Spulenkörper (5) aufgenommen werden. Die über den Eisenkern (2) hinausragenden Spulenteile werden beidseits je von einem aus Kunststoff bestehenden Deckel (6,7) überdeckt. Diese beiden Deckel (6,7) sind untereinander einstückig durch erste und zweite Stege (12,14) verbunden. Die ersten Stege (12) füllen die Hohlräume zwischen den Spulen (3,4) und dem Eisenkern (2) aus, und die zweiten Stege (14) halten das lamellierte Paket des Eisenkerns (2) in sich zusammen. Durch diese Ausbildung ist eine besonders rationelle Seriefertigung möglich, wobei die elektrischen Sicherheitsabstände zuverlässig eingehalten werden können. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators, mit einem Eisen- oder Ferritkern und Primär- und Sekundärwicklungen.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Kleintransformator mit einem Eisen- oder Ferritkern und Primär- und Sekundärwicklungen.
  • Es ist bereits bekannt, Kleintranformatoren in vollständig vergossener Form herzustellen, wobei der ganze Eisenkern samt Spulen aussen von einem Kunststoff-Gehäuse umgeben sind. Dabei wird von der offen Gehäuseseite her ein aushärtender Kunststoff eingefüllt, sodass der Transformator bis zum Gehäuserand vollständig von Kunststoff umgeben ist. Nachteilig ist jedoch, dass eine relativ grosse Kunststoff-Masse benötigt wird, sowie das umständliche und langsame Herstellungsverfahren, da die für diese Zwecke geeigneten Zweikomponenten-Kunststoffe nur langsam - über Stunden - aushärten. Ein weiterer Nachteil liegt in der schlechten Wärmeableitung als Folge der den Eisenkern allseitig umgebenden Kunststoff-Schicht.
  • Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Kleintransformator zu schaffen, der - gegenüber konventionellen Ausführungen - mit geringerem Aufwand sehr rationell herstellbar ist, sich zur Herstellung in grossen Serien eignet, und bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände trotz gedrängter Bauart ohne zusätzlichen Aufwand eingehalten werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die den Eisen- oder Ferritkern überragenden Wicklungsteile auf beiden Seiten mit je einen Deckel bildenden thermoplastischen Kunststoffmasse umspritzt werden und die beiden Deckel untereinander einstückig durch erste Stege verbunden werden, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen und dem Eisen- oder Ferritkern durchdringen und ausfüllen und der lamellierte Eisen- oder Ferritkern durch zweite, die beiden Deckel verbindende Stege in sich fixiert wird.
  • Der erfindungsgemässe Kleintransformator ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Eisen- oder Ferritkern überragenden Wicklungsteile beidseitig von je einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckel umgossen sind, die beiden Deckel untereinander durch erste Stege einstückig verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen und dem Eisen- oder Ferritkern durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen fixieren und gegenseitig isolieren, und die Deckel verbindende zweite Stege vorhanden sind, welche den Eisen- oder Ferritkern in sich fixieren.
  • Dadurch ist es möglich, einerseits die Wicklungen relativ zum Eisen- oder Ferritkern verschiebungsfest zu fixieren und andererseits den lamellierten Eisen- oder Ferritkern in sich kompakt zusammen zu halten, wobei die sonst übliche Vernietung oder Verschweissung des Kern-Paketes wegfällt. Das Aufspritzen der beiden Deckel und der mit diesen zusammenhängenden ersten und zweiten Stege erfolgt in einem einzigen Arbeitsgang mit vergleichsweise geringem Verbrauch an Kunststoff. Dabei entsteht ein vibrationsfestes Produkt, bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände zuverlässig eingehalten werden können.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, die nachstehend näher beschrieben werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Herstellungsstufen des Kleintransformators in auseinandergezogener, perspektivischer Darstellung
    • Fig. 2 einen Spulenkörper in perspektivischer Darstellung
    • Fig. 3 einen Schnitt durch den Kleintransformator
    • Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5
    • Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante eines Kleintransformators mit Sockel
    • Fig. 6 eine Seitenansicht des Kleintransformators nach den Fig. 4 und 5
    • Fig. 7 einen Schnitt durch einen in einem Gehäuse eingebauten Kleintransformator
  • Der Kleintransformator ist für eine Leistung von etwa 0,2-400 VA vorgesehen. Er enthält einen laminierten Eisenkern 2 in Form eines aus einzelnen Blechen geschichteten Paketes. Der Eisenkern 2 enthält ein Blech-Paket 2′ in E-Form, das durch ein Blech-Paket in I-Form 2˝ ergänzt wird. Im zusammengebauten Zustand liegen die Bleche der E- und I-Form direkt aneinander an. Weitere Ausführungsvarianten entstehen durch die Verwendung anderer Blechformen oder namentlich bei Verwendung von Ferrit-Kernen dadurch, dass die beiden Kernteile je eine E-Form haben, die spiegelbildlich gegeneinander anliegen.
  • Der mittlere Schenkel des E-Paketes 2′ wird in den Hohlraum 20 eines Spulenkörpers 5 eingeschoben und hernach das I-Paket 2˝ aussen angefügt, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Dabei werden die beiden Kern-Pakete 2′, 2˝ durch Haltenocken 10 des Spulenkörpers 5 gestützt. Vor dem Einsetzen des Eisenkernes 2 werden auf den Spulenkörper 5 eine Primärwicklung 3 und eine Sekundärwicklung 4 angebracht. Diese Wicklungen 3,4 werden im Spulenkörper 5 durch Stützwände 17 und 19 gehalten und durch eine Trennwand 18 voneinander getrennt.
  • Die beiden Wicklungen 3,4 und der Spulenkörper 5 überragen den Eisenkern 2 auf beiden Seiten. Auf diese beiden den Eisenkern 2 überragenden Wicklungsteile wird je ein Deckel 6,7 aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, in einer Spritzgussform aufgespritzt. Damit die Luft gut entweichen kann, wird der flüssige Kunststoff nur von einer Seite her, vorzugsweise von der einen Deckelmitte her, eingespritzt. Der eingespritzte Kunststoff dringt dabei auch in die Hohlräume 7 zwischen den Wicklungen 3,4 und dem Eisen- oder Ferritkern 2 ein und bilden erste Stege 12, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht. Dadurch werden die Wicklungen 3,4 einerseits im Spulenkörper 5 und andererseits im Eisen- oder Ferritkern 2 in ihrer Lage vibrationsfest gesichert.
  • Damit auch der Eisen- oder Ferritkern 2 in sich sicher zusammengehalten wird und Schweissnähte oder Nieten, welche den Magnetfluss stören würden, vermieden werden, sind auf der Aussenseite des Eisen- oder Ferritkerns 2 an den Ecken zweite, im Querschnitt gewölbte Stege 14 vorhanden. Diese sind mit beiden Deckeln 6,7 je über Rippen 8 einstückig verbunden. Somit bilden die beiden Deckel 6,7 zusammen mit den ersten und zweiten Stegen 12,14 ein einziges zusammenhängendes Kunststoff-Stück.
  • Eine erste Ausführungsvariante besteht darin, dass die zweiten Stege 14 Bohrungen 31 je an den Ecken des Eisen- oder Ferritkernes 2 durchdringen, an Stelle der aussen an den Ecken angeordneten entsprechenden Stege (Fig. 3).
  • Eine zweite Ausführungsvariante besteht gemäss Fig. 4 und 5 darin, dass die zweiten Stege 14′ die Form von sich aussen über den Eisen- oder Ferritkern 2 erstreckende flache Bänder haben, die über Verbindungsteile 8′ je mit den Deckeln 6,7 verbunden sind.
  • Zum Schutz gegen unzulässige Erwärmung ist im Spulenkörper 5 ein Thermoschutzelement 13 eingebaut, das entweder ein Schalter, eine Sicherung oder ein Temperaturfühler sein kann. Die zugehörigen elektrischen Anschluss-Stifte oder -Zungen sind in den Deckel 6 oder 7 eingegossen und ragen nach aussen.
  • Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4-6 ist ein Sockel 16 vorhanden, der einteilig an die Deckel angespritzt ist.
  • Die elektrischen Anschlussdrähte der Spulen 3,4 sind je auf metallische Anschluss-Stifte 22,23 oder flache Zungen geführt, die aus den Deckeln 6,7 herausragen. Der Spulenkörper 5 enthält zur Befestigung dieser Stifte 22 oder Zungen je einen integrierten Haltezapfen 24 und eine Anschlagkante 26. Die Anschluss-Stifte 22 oder -Zungen weisen je einen Oesenteil 28 auf, der über den Haltezapfen 24 gesteckt wird, sowie einen abgeköpften Lappen 30, der gegen die Anschlagkante 26 anliegt und dadurch eine Drehsicherung bewirkt. Die Lötstellen für die Anschluss-Drähte sind in den Deckeln 6,7 eingebettet und vom Kunststoff umschlossen. Die Anschluss-Drähte für das Thermoschutzelement 13 sind auf separate Stifte oder Zungen geführt.
  • In Fig. 7 ist ein Kleintransformer 1 der beschriebenen Art von einem zweiteiligen Gehäuse 32 umschlossen. Der elektrische Anschluss an das übliche Stromnetz erfolgt durch einen zwei- oder mehrpoligen Stecker 34, der mit dem Gehäuse 32 starr verbunden ist. Von diesem führt eine elektrische Verbindung über elektrische Leiter 39 zu zwei federnden metallischen Klammern 36, welche eine elektrisch leitende Verbindung mit den vom Kleintransformer 1 abragenden Stiften oder Zungen 22 bewirkt. Die Befestigung des Kleintransformators 1 im Gehäuse 32 erfolgt schraubenlos durch ineinandergreifende Stifte und Nuten 38 im einen Gehäuseteil. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses liegt der Kleintransformator 1 satt gegen die Innenwand 40 des anderen Gehäuseteiles an. Für die seitliche Fixierung des Kleintransformers 1 sind im Gehäuseinnern Rippen vorhanden, welche den Eisenkern 2 seitlich fixieren. Eine schräg angeordnete Platte 44 ist als Leiterplatte zur Aufnahme von elektrischen Bauteilen od.dgl. vorgesehen. An die Stifte oder Zungen 23 wird ein nicht dargestelltes Kabel angeschlossen zur Strom-Abnahme der üblicherweise auf Schwachstrom heruntertransformierten Spannung.
  • Die beiden Gehäusehälften 32a, 32b werden durch ineinandergreifende Einschnapp-Zungen 46, durch Schrauben od.dgl. zusammengehalten oder sie werden miteinander verschweisst.
  • Die beschriebenen Merkmale ermöglichen eine besonders rationelle Herstellung mit geringem Aufwand an Rohmaterialien und Halbfabrikaten. Zudem kann der Prüfaufwand und die Ausfallquote vermindert werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators, mit einem Eisen- oder Ferritkern (2), Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) dadurch gekennzeichnet, dass die den Eisen- oder Ferritkern (2) überragenden Wicklungsteile (3,4) auf beiden Seiten mit je einen Deckel (6,7) bildenden thermoplastischen Kunststoffmasse umspritzt werden und die beiden Deckel (6,7) untereinander einstückig durch erste Stege (12) verbunden werden, welche die Hohlräume (9) zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisen- oder Ferritkern (2) durchdringen und ausfüllen und der lamellierte Eisen- oder Ferritkern (2) durch zweite, die beiden Deckel (6,7) verbindende Stege (14) in sich fixiert wird.
  2. Kleintransformator mit einem Eisen- oder Ferritkern (2) und Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) dadurch gekennzeichnet, dass die den Eisen- oder Ferritkern (2) überragenden Wicklungsteile (3,4) beidseitig von je einem aus thermosplastischen Kunststoff bestehenden Deckel (6,7) umgossen sind, die beiden Deckel (6,7) untereinander durch erste Stege (12) einstückig verbunden sind, welche die Hohlräume (9) zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisen- oder Ferritkern (2) durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen (3,4) fixieren und gegenseitig isolieren, und die Deckel (6,7) verbindende zweite Stege (14) vorhanden sind, welche den Eisen- oder Ferritkern (2) in sich fixieren.
  3. Kleintransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Wicklungen (3,4) aufnehmender Spulenkörper (5) vorhanden ist, dessen Zentralöffnung (20) vom Eisen- oder Ferritkern (2) durchdrungen ist.
  4. Kleintransformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (5) elektrische Anschlussorgane (22) aufweist, welche mindestens den einen Deckel (6,7) durchdringen und der Eisen- oder Ferritkern (2) durch seitliche Haltenocken (10) des Spulenkörpers (5) gehalten ist.
  5. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (5) Haltezapfen (24) sowie eine Anschlagkante (26) für die Anschlussorgane (22) enthält, die Anschlussorgane (22) als flache Zungen ausgebildet sind, je eine Oese (28) und einen abgewinkelten Lappen (30) aufweisen, der zur Drehsicherung gegen die Anschlagkante (26) anliegt und das Ganze von mindestens einem Deckel (6,7) umspritzt ist.
  6. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-5 dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege (14) den Eisen- oder Ferritkern (2) aussen mindestens an den Eckbereichen umgeben und die zweiten Stege (14) mit den Deckeln (6,7) je durch Rippen (8) verbunden sind.
  7. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege (14) den Eisen- oder Ferritkern (2) aussen auf zwei Seiten in Form von Bändern umgeben.
  8. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege (14) Bohrungen (31) an den Ecken des Eisen- oder Ferritkernes (2) durchdringen und mit den Deckeln (6,7) durch Rippen (8) einstückig verbunden sind.
  9. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, dass im Spulenkörper (5) ein Thermoschutzelement (13) vorhanden ist, dessen elektrische Anschlussorgane auf die Aussenseite des einen Deckels (6,7) geführt sind.
  10. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem den Deckel (6,7) ein Sockel (16) einstückig verbunden ist.
  11. Kleintransformator nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass er in ein zweiteiliges Kunststoff-Gehäuse (32) mit Steckerstiften (34) eingebaut ist und Haltemittel (10,38) vorhanden sind, mit denen er im Gehäuse (32) schraubenlos gehalten ist.
  12. Kleintransformator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zweiten, als Band ausgebildeten Stegen (14) und der Gehäuserückwand (42) Bohrungen und in diese eingreifende Stifte (38) vorhanden sind und der Eisen- oder Ferritkern auf der gegenüberliegenden Seite gegen die Gehäusewand (40) anliegt.
  13. Kleintransformator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vom einen Deckel (6 oder 7) abragenden elektrischen Anschluss-Stifte (22) oder -Zungen in gehäusefeste, federnde Klemmen (36) eingreifen, welche mit den Steckern (34) in elektrisch leitender Verbindung stehen.
EP91810851A 1990-11-07 1991-11-04 Kleintransformator und Herstellungsverfahren für diesen Expired - Lifetime EP0485341B1 (de)

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