EP0485341B1 - Kleintransformator und Herstellungsverfahren für diesen - Google Patents

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EP0485341B1
EP0485341B1 EP91810851A EP91810851A EP0485341B1 EP 0485341 B1 EP0485341 B1 EP 0485341B1 EP 91810851 A EP91810851 A EP 91810851A EP 91810851 A EP91810851 A EP 91810851A EP 0485341 B1 EP0485341 B1 EP 0485341B1
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EP
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iron core
covers
webs
windings
small transformer
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
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    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/005—Impregnating or encapsulating
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    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073—Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a small transformer with a laminated iron core and with primary and secondary windings which are received by a coil former, the central opening of which is penetrated by the iron core, the winding parts projecting beyond the iron core on both sides, each with a lid forming thermoplastic plastic compound are overmolded and the lids are integrally connected to one another by first webs which penetrate and fill the cavities between the windings and the iron core and the laminated iron core is fixed in itself by second webs connecting the two lids and the production in a single operation in one Injection mold is made.
  • the invention relates to a small transformer with an iron core, with primary and secondary windings which are received by a coil former, the winding parts projecting beyond the iron core are encapsulated on both sides by a cover made of thermoplastic plastic, the two covers connected to one another by first webs are, which penetrate and fill the cavities between the windings and the iron core and thereby fix the windings and insulate each other, and the cover connecting second webs are present which fix the iron core in itself.
  • DE-B-1 140 988 discloses a transformer cast with cold-curing casting resin, in which the mold for casting with the casting resin is formed by two shells, which surround the windings on two sides and the spaces between the two shells and the Iron core and the winding is cast with casting resin. The two shells can remain on the casting. The cumbersome production method with slowly hardening casting resin is not eliminated.
  • US-A-3 813 763 relates to a manufacturing method for the stator of an electric motor. Layered lamellae are pressed together in a device to form a package, and in this compressed state, a coil former made of plastic is sprayed on. The coil former is then provided with a single winding. This body is then introduced into a second mold and provided with a plastic housing on the end face. The whole thing is then inserted into a horseshoe-shaped stator, which closes the magnetic flux together with the plate pack.
  • DE-A-2 441 864 shows an inductive element with a core made up of lamellae. Side clamps made of plastic are available to hold the core together. Instead of the usual rivets that penetrate the plate pack, holes in the corner area of the plate pack are filled with plastic, which are connected to the clamps.
  • the object of the invention is to provide a small transformer which - compared to conventional designs - has
  • the plastic injection molding process can be produced very efficiently, is suitable for production in large series, manages with a low consumption of plastic mass and in which the electrical safety distances can be maintained without additional effort despite the compact design.
  • the invention makes it possible, on the one hand, to fix the windings in such a way that they cannot move relative to the iron core and, on the other hand, to keep the laminated iron core package in place, so that the riveting with metal rivets, which is otherwise common with laminated iron cores, or the welding of the core package is eliminated.
  • the two covers and the associated first and second webs are sprayed on efficiently in a single operation in the plastic injection molding process with comparatively low consumption of plastic. This creates a vibration-resistant product, in which the electrical safety distances can be reliably maintained.
  • 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 packet in I-shape 2 ".
  • I-shape 2 " In the assembled state, the sheets of the E- and I-shape lie directly against one another. Further design variants arise by using other sheet metal shapes.
  • the middle leg of the E-packet 2 ' is inserted into the cavity 20 of a coil former 5 and then the I-packet 2 "is added to the outside, as can be seen from the figure.
  • the two core packs 2', 2" are thereby held by holding cams 10 of the bobbin 5 is supported.
  • the bobbin 5 is passed through Support walls 17 and 19 held and separated from each other by a partition 18.
  • the two windings 3, 4 and the coil former 5 protrude beyond the iron core 2 on both sides.
  • the covers 6, 7 lie against the lamella edges adjacent to the central opening of the iron core.
  • the injected plastic also penetrates into the cavities between the windings 3, 4 and the iron core 2 and forms first webs. As a result, the windings 3, 4 are secured in their position in a vibration-resistant manner on the one hand in the coil former 5 and on the other hand in the iron core 2.
  • second webs 14 with a curved cross section on the outside of the iron core 2. These are integrally connected to both lids 6, 7 via ribs 8. Thus, the two covers 6, 7 together with the first and second webs form a single, contiguous piece of plastic.
  • a first embodiment variant consists in the fact that the second webs 14 each penetrate holes at the corners of the iron core 2, instead of the corresponding webs 14 arranged on the outside at the corners.
  • connection between the two covers 6, 7 is made by connecting strands which surround the iron core on the outside.
  • a thermal protection element is installed in the coil former 5 to protect against inadmissible heating.
  • 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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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators mit einem lamellierten Eisenkern und mit Primär- und Sekundärwicklungen die von einem Spulenkörper aufgenommen werden, dessen Zentralöffnung vom Eisenkern durchdrungen wird, die den Eisenkern überragenden Wicklungsteile auf beiden Seiten mit je einem Deckel bildenden thermoplastischen Kunststoffmasse umspritzt werden und die Deckel untereinander einstückig durch erste Stege verbunden werden, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen und dem Eisenkern durchdringen und ausfüllen und der lamellierte Eisenkern durch zweite, die beiden Deckel verbindende Stege in sich fixiert wird und die Herstellung in einem einzigen Arbeitsgang in einer Spritzgussform erfolgt.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Kleintransformator mit einem Eisenkern, mit Primär- und Sekundärwicklungen die von einem Spulenkörper aufgenommen sind, die den Eisenkern überragenden Wicklungsteile beidseitig je von 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 Eisenkern durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen fixieren und gegenseitig isolieren, und die Deckel verbindende, zweite Stege vorhanden sind, welche den Eisenkern in sich fixieren.
  • Es ist bekannt, Kleintransformatoren in vollständig vergossener Form herzustellen, wobei der Eisenkern samt Spulen aussen von einem Kunststoff-Gehäuse umgossen wird. Dabei wird von der offenen Gehäuseseite her ein aushärtender Kunststoff drucklos 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.
  • Aus DE-B-1 140 988 ist ein mit kalt härtendem Giessharz vergossener Transformator bekannt, bei dem die Form für das Vergiessen mit dem Giessharz durch zwei Schalen gebildet wird, welche die Wicklungen auf zwei Seiten umgeben und die Zwischenräume zwischen den beiden Schalen sowie dem Eisenkern und der Wicklung mit Giessharz ausgegossen wird. Dabei können die beiden Schalen am Giessling verbleiben. Die umständliche Herstellungsweise mit langsam aushärtendem Giessharz wird dadurch nicht behoben.
  • Die US-A-3 813 763 bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für den Stator eines Elektromotores. Dabei werden geschichtete Lamellen in einer Vorrichtung zu einem Paket zusammengepresst und in diesem zusammengepressten Zustand wird ein aus Kunststoff bestehender Spulenkörper aufgespritzt. Hernach wird der Spulenkörper mit einer einzigen Wicklung versehen. Alsdann wird dieser Körper in eine zweite Form eingebracht und stirnseitig mit einem Kunststoffgehäuse versehen. Anschliessend wird das Ganze in einen hufeisenförmigen Stator eingesetzt, welcher den Magnetfluss zusammen mit dem Lamellenpaket schliesst.
  • Die DE-A-2 441 864 zeigt ein induktives Element mit einem aus Lamellen aufgebauten Kern. Zum Zusammenhalten des Kernes sind seitliche Bügelklemmen aus Kunststoff vorhanden. An Stelle der sonst üblichen, das Lamellenpaket durchdringenden Nieten sind Bohrungen im Eckbereich des Lamellenpaketes mit Kunststoff ausgefüllt, welche mit den Bügelklemmen verbunden sind.
  • Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Kleintransformator zu schaffen, der - gegenüber konventionellen Ausführungen - unter Verwendung des Kunststoff-Spritzgussverfahrens sehr rationell herstellbar ist, sich zur Herstellung in grossen Serien eignet, mit einem geringen Verbrauch an Kunststoffmasse auskommt und bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände trotz gedrängter Bauart ohne zusätzlichen Aufwand eingehalten werden können.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, einerseits die Wicklungen relativ zum Eisenkern verschiebungsfest zu fixieren und andererseits das lamellierte Eisenkernpaket verschiebungsfest zu halten, wobei die sonst bei lamellierten Eisenkernen übliche, den Magnetfluss störende Vernietung mit Metallnieten oder das Verschweissen des Kernpaketes wegfällt. Das Aufspritzen der beiden Deckel und der mit diesen zusammenhängenden ersten und zweiten Stege erfolgt rationell in einem einzigen Arbeitsgang im Kunststoff-Spritzgussverfahren mit vergleichsweise geringem Verbrauch an Kunststoff. Dabei entsteht ein vibrationsfestes Produkt, bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände zuverlässig eingehalten werden können.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher beschrieben wird. Es zeigt:
    • Fig. 1
    die Herstellungsstufen des Kleintransformators in auseinandergezogener, perspektivischer Darstellung.
  • 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.
  • 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 der Figur 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 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. Die Deckel 6,7 liegen gegen die der Zentralöffnung des Eisenkernes benachbarten Lamellenränder an. Der eingespritzte Kunststoff dringt auch in die Hohlräume zwischen den Wicklungen 3,4 und dem Eisenkern 2 ein und bilden erste Stege. Dadurch werden die Wicklungen 3,4 einerseits im Spulenkörper 5 und andererseits im Eisenkern 2 in ihrer Lage vibrationsfest gesichert.
  • Damit auch der laminierte Eisenkern 2 in sich sicher zusammengehalten wird und Schweissnähte oder Metallnieten, welche den Magnetfluss stören würden, vermieden werden, sind auf der Aussenseite des Eisenkerns 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 ein einziges zusammenhängendes Kunststoff-Stück.
  • Eine erste Ausführungsvariante besteht darin, dass die zweiten Stege 14 Bohrungen je an den Ecken des Eisenkernes 2 durchdringen, an Stelle der aussen an den Ecken angeordneten entsprechenden Stege 14.
  • Eine zweite Ausführungsvariante besteht, dass die Verbindung zwischen den beiden Deckeln 6,7 durch Verbindungsstränge erfolgt, welche den Eisenkern aussen umgeben.
  • Zum Schutz gegen unzulässige Erwärmung ist im Spulenkörper 5 ein Thermoschutzelement eingebaut.
  • 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 (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators mit einem aus E- und I-förmigen Lamellen bestehenden Eisenkern (2), mit Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) die auf einen Spulenkörper (5) aufgewickelt werden, hernach der mittlere Schenkel des laminierten Eisenkerns (2) in die Zentralöffnung (20) des Spulenkörpers (5) eingesetzt und aus den E- und I-förmigen Lamellen der Eisenkern gebildet wird, auf die den Eisenkern (2) überragenden Wicklungsteile sodann auf beiden Seiten ein diese Wicklungsteile überdeckender Deckel (6,7) aus einer thermoplastischen Kunststoffmasse aufgespritzt wird, wobei die Deckel (6,7) gegen die der Zentralöffnung benachbarten Lamellenränder anliegen, die Deckel (6,7) untereinander einstückig durch erste Stege verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisenkern (2) durchdringen und ausfüllen und der laminierte Eisenkern (2) durch zweite, die beiden Deckel (6,7) verbindende Stege in sich fixiert wird und die Herstellung der Deckel und der ersten und zweiten Stege in einem einzigen Arbeitsgang in einer Spritzgussform erfolgt.
  2. Kleintransformator mit einem aus E- und I-förmigen Lamellen bestehenden Eisenkern (2) mit Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) die von einem eine Zentralöffnung aufweisenden Spulenkörper (5) aufgenommen sind, der mittlere Schenkel der E-förmigen Lamellen die Zentralöffnung (20) des Spulenkörpers (5) durchdringt, die den Eisenkern (2) überragenden Wicklungsteile (3,4) beidseitig von je einem diese Wicklungsteile überdeckenden, aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckel (6,7) umgossen sind, wobei die Deckel (6,7) gegen die der Zentralöffnung benachbarten Lamellenränder anliegen, die beiden Deckel (6,7) untereinander durch erste Stege einstückig verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisenkern (2) durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen (3,4) fixieren und gegenseitig isolieren, und zweite, die beiden Deckel (6,7) verbindende Stege vorhanden sind, welche den Eisenkern (2) in sich fixieren.
  3. Kleintransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege (14) den Eisenkern (2) aussen umgeben und die Deckel (6,7) verbinden.
  4. Kleintransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege Bohrungen an den Ecken des Eisenkernes (2) durchdringen und mit den Deckeln (6,7) einstückig verbunden sind.
EP91810851A 1990-11-07 1991-11-04 Kleintransformator und Herstellungsverfahren für diesen Expired - Lifetime EP0485341B1 (de)

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CH3536/90 1990-11-07
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