EP0520548A1 - Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper - Google Patents

Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper Download PDF

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EP0520548A1
EP0520548A1 EP92201743A EP92201743A EP0520548A1 EP 0520548 A1 EP0520548 A1 EP 0520548A1 EP 92201743 A EP92201743 A EP 92201743A EP 92201743 A EP92201743 A EP 92201743A EP 0520548 A1 EP0520548 A1 EP 0520548A1
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Sieghard Post
Klaus Dr.-Ing. Schütz
Heinrich Dr.-Ing. Theissen
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Koninklijke Philips NV
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Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/025—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on coaxial arrangement of two or more formers

Definitions

  • the invention relates to a transformer with a bobbin made of plastic, on the hollow winding core between coil flanges one above the other windings with different potential are wound, spacer means are provided on the coil flanges, which keep the windings axially at a distance from the flanges, and between the Windings an insulating layer extending from flange to flange is provided.
  • the object is achieved according to the invention in that the winding closer to the bobbin axis is kept at a distance from the flanges by means of lateral steps on the winding core and that the winding wound on the insulating layer is kept at a distance from the flanges by means of spacing blocks which are connected to the film joints by the Flange areas of the coil body are connected and folded over the insulating layer after attaching them.
  • the steps provided in the area of the lower winding which are practically diameter extensions of the winding core of the coil former, interfere with the winding of the lower winding, e.g. B. the primary winding, not.
  • the spacer blocks are pivoted out of the winding space while the lower winding is being wound and the insulating layer is being applied. After the insulating layer has been applied, the spacer blocks are pivoted into the winding space. Now in the winding space formed in this way for the upper winding introduced, their position is secured.
  • the spacer blocks can be swiveled over the insulating layer by hand or by machine.
  • the spacer blocks are offset from one another by 90 ° from flange to flange. This simplifies the construction of the injection mold.
  • the spacer blocks are provided with tongues which, when the spacer blocks are folded down, are directed towards the respective opposite flange.
  • the tongues are overwrapped at the start of the winding and hold the spacer blocks in their end position during the winding.
  • the flexible tongues prevent the winding from sliding under the spacing blocks, which would shorten the creepage distance and thus lead to a safety error.
  • the tongues consist of several parallel arms. Due to the division into parallel arms, the tongues are more flexible in the circumferential direction and can better adapt to the curvature of the winding body.
  • the spacer blocks are fixed in the folded-up position by means of rupturable webs during the introduction of the lower winding, it being provided in a development of the invention that the webs are provided with a predetermined crack dilution along which the Preferably tear apart the webs when the spacer blocks are folded down. This ensures that the spacer blocks do not accidentally get into the winding space when the lower winding is being wound.
  • the bobbin 1 shown in FIG. 1 with its axis 2 consists of flanges 3 and 5 (the flange 5 is not shown for the sake of clarity), which are connected to one another by means of a hollow winding support 7.
  • the winding space 9 formed between the flanges 3 and 5 is wound with a lower winding 11 and an upper winding 13.
  • the winding carrier 7 is expanded near the flanges 3 and 5 in the areas 3a and 5a in diameter, so that step-forming shoulder surfaces 3b and 5b result which represent axial delimitations 11a of the lower winding 11.
  • the height of the winding 11 corresponds to the height 15 of paragraphs 3b and 5b.
  • the lower winding 11 wound between the stages 17 and 19 thus fills the winding space 9a.
  • a multilayer insulating layer 21 is then wound over the lower winding 11, which, in contrast to lower winding 11 extends from flange 3 to flange 5.
  • the insulating layer 21 thus overlaps the lower winding 11.
  • the spacer blocks 23 are located outside the winding space 9.
  • the spacer blocks 23 are molded onto the plastic coil former 1 in its flange regions 24 and connected to it via film joints 25.
  • Tongues 29 are injection molded onto the free front edges 27 of the spacer blocks 23, which end flat at the front ends 31 and are divided into parallel arms 34 by introducing gaps 33 (FIG. 2).
  • the spacer blocks 23 are folded onto the insulating layer 21 in the direction of the arrows 35. This then creates a winding space 9b which forms between the insulating layer 21 and the front edges 27 which act as shoulders. 1 and 2, the folded-down position of the spacer blocks 23 is shown in dashed lines.
  • the tongues 29 are below the lowest position of the upper winding 13. This lowest position thus holds the spacer blocks 23 in the folded-down position.
  • the upper winding 13 is limited in its axial extent 13a by the front edges 27.
  • the safety distances between the primary winding and the secondary winding are defined in this way; the spacer blocks 23 need not be manufactured as separate parts and to be handled; rather, they are present on the winding former and are folded down after winding the lower winding 11 and the insulating layer 21. This can be done automatically.
  • Fig. 2 shows that the spacer blocks 23 between the flanges 3 and 5 are offset by 90 °. On both sides of the spacers 23 there are wedge-shaped injections 37, by means of which the spacer blocks 23 can be locked in the folded-down position by hooking.
  • the spacer blocks cannot move in an uncontrolled manner in their film joint during rotation when the lower winding is applied, they are first connected to the flange with the aid of thin webs 39.
  • these webs 39 are destroyed, for example by tearing. The tearing can be facilitated by a dilution 41 of the material.
  • the other structures of the coil body are of conventional construction. 2 shows, for example, contact pins 43 which can be connected to the power supply unit of the device.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper, auf dessen hohlen Wickelkern (7) zwischen Spulenflanschen (3, 5) übereinander Wicklungen (11, 13) mit unterschiedlichem Potential gewickelt sind, wobei an den Spulenflanschen (3, 5) Abstandsmittel (17, 19, 23) vorgesehen sind, die die Spulen (11a, 13a) von den Flanschen (3, 5) axial auf Abstand halten, und zwischen den Spulen (11, 13) eine sich von Flansch zu Flansch erstreckende Isolierschicht (21) vorgesehen ist, wobei die der Spulenkörperachse näher gelegene Wicklung (11) mittels ortsfest am Wickelkern (7) vorgesehener Stufen (17, 19) von den Flanschen (3, 5) auf Abstand gehalten ist und daß die auf die Isolierschicht (21) aufgewickelte Wicklung (13) von den Flanschen (3, 5) auf Abstand gehalten ist mittels Abstandsblöcken (23), die über Filmgelenke (25) mit den Flanschbereichen (24) des Spulenkörpers verbunden und nach dem Anbringen der Isolierschicht (21) über diese geklappt sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper, auf dessen hohlen Wickelkern zwischen Spulenflanschen übereinander Wicklungen mit unterschiedlichem Potential gewickelt sind, wobei an den Spulenflanschen Abstandsmittel vorgesehen sind, die die Wicklungen von den Flanschen axial auf Abstand halten, und zwischen den Wicklungen eine sich von Flansch zu Flansch erstreckende Isolierschicht vorgesehen ist.
  • Bei Transformatoren, insbesondere mit einer höheren Potentialdifferenz zwischen Primär- und Sekundärwicklung, muß eine den Sicherheitsanforderungen genügende Isolation unbedingt gewährleistet sein. Geeignete und bekannte Maßnahmen dazu sind, die Wicklungen durch Isolierfolien zu trennen und gleichzeitig die Luftstrecken bzw. Kriechwege zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen den Sicherheitsanforderungen entsprechend genügend groß zu gestalten.
  • Durch die Konstruktion ist sicherzustellen, daß die die Sicherheitsabstände bestimmende Lage der Wicklungen während des Herstellungsprozesses und der Lebensdauer des Produkts unverändert bleibt. Dies geschieht bei bestehenden Konstruktionen durch Einfügen von isolierenden Teilen, wie z. B. gewellten Abstandsringe, in die von Wicklungen freizuhaltenden Sicherheitsstrecken. Die Herstellung und Montage dieser isolierenden Teile stellt insbesondere bei kleinen Transformatoren einen hohen Kostenanteil dar.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Transformator der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die abstandsgebenden Mittel Teile des Spulenkörpers mit Wickelkern und Flansch sind, so daß diese Teile nicht gesondert hergestellt und zugeführt werden müssen.
  • Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der Spulenkörperachse näher gelegene Wicklung mittels seitlicher Stufen am Wickelkern von den Flanschen auf Abstand gehalten ist und daß die auf die Isolierschicht aufgewickelte Wicklung von den Flanschen auf Abstand gehalten ist mittels Abstandsblöcken, die über Filmgelenke mit den Flanschbereichen des Spulenkörpers verbunden und nach dem Anbringen der Isolierschicht über diese geklappt sind.
  • Die im Bereich der unteren Wicklung vorgesehenen Stufen, die praktisch Durchmessererweiterungen des Wickelkernes des Spulenkörpers sind, stören beim Wickeln der unteren Wicklung, z. B. der Primärwicklung, nicht. Während des Wickelns der unteren Wicklung und während des Aufbringens der Isolierschicht sind die Abstandsblöcke aus dem Wickelraum heraus geschwenkt. Nachdem die Isolierschicht aufgebracht ist, werden die Abstandsblöcke in den Wickelraum hinein geschwenkt. Wird nun in den so gebildeten Wickelraum für die obere Wicklung diese eingebracht, so ist ihre Lage gesichert. Die Abstandsblöcke können von Hand oder maschinell über die Isolierschicht geschwenkt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstandsblöcke von Flansch zu Flansch um 90° gegeneinander versetzt sind. Damit wird der Aufbau der Spritzform erleichtert.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstandsblöcke mit Zungen versehen sind, die bei niedergeklappten Abstandsblöcken auf den jeweils gegenüberliegenden Flansch gerichtet sind. Die Zungen werden beim Wicklungsbeginn überwickelt und halten die Abstandsblöcke während des Wickelns in ihrer Endlage. Die flexiblen Zungen verhindern durch ihr Anschmiegen an die Kontur des Wickelkörpers ein Abgleiten der Wicklung unter die Abstandsblöcke, was eine Kriechwegverkürzung zur Folge hätte und somit zum Sicherheitsfehler führt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zungen aus mehreren parallelen Armen bestehen. Durch die Aufteilung in parallele Arme sind die Zungen in Umfangsrichtung flexibler und können sich besser der Krümmung des Wickelkörpers anpassen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstandsblöcke mittels zerreißbarer Stege während des Einbringens der unteren Wicklung in hochgeklappter Stellung fixiert sind, wobei in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, daß die Stege mit einer Sollrißverdünnung versehen sind, längs der die Stege beim Niederklappen der Abstandsblöcke bevorzugt zerreißen. Damit ist sichergestellt, daß die Abstandsblöcke beim Wickeln der unteren Wicklung nicht versehentlich in den Wickelraum hineingelangen.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
    Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Spulenkörper eines Transformators im Schnitt mit fest angeordneten Stufen für eine unten liegende Wicklung und in den Wickelraum einklappbaren Abstandsblöcken für eine darüber befindliche Wicklung,
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf den Spulenkörper.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Spulenkörper 1 mit seiner Achse 2 besteht aus Flanschen 3 und 5 (der Flansch 5 ist der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt), die mittels eines hohlen Wickelträgers 7 miteinander verbunden sind. Der sich dabei zwischen den Flanschen 3 und 5 ausbildende Wickelraum 9 wird mit einer unteren Wicklung 11 und einer oberen Wicklung 13 bewickelt. Der Wickelträger 7 ist nahe den Flanschen 3 und 5 in den Bereichen 3a und 5a im Durchmesser erweitert, so daß sich stufenbildende Absatzflächen 3b und 5b ergeben, die axiale Begrenzungen 11a der unteren Wicklung 11 darstellen. Die Höhe der Wicklung 11 entspricht der Höhe 15 der Absätze 3b und 5b. Die zwischen die Stufen 17 und 19 gewickelte untere Wicklung 11 füllt damit den Wickelraum 9a aus.
  • Über die untere Wicklung 11 ist dann eine mehrlagige Isolierschicht 21 gewickelt, die sich im Gegensatz zur untere Wicklung 11 von Flansch 3 zu Flansch 5 erstreckt. Die Isolierschicht 21 überlappt damit die untere Wicklung 11.
  • Während des Wickelns der unteren Wicklung 11 und der Isolierschicht 21 befinden sich die Abstandsblöcke 23 außerhalb des Wickelraums 9. Die Abstandsblöcke 23 sind an den Kunststoff-Spulenkörper 1 in dessen Flanschbereichen 24 angespritzt und über Filmgelenke 25 mit ihm verbunden. An die freien Vorderkanten 27 der Abstandsblöcke 23 sind Zungen 29 angespritzt, die an den vorderen Enden 31 flach auslaufen und durch das Einbringen von Spalten 33 in parallele Arme 34 aufgeteilt sind (Fig. 2).
  • Sind die untere Wicklung 11 und die Isolierschicht 21 aufgewickelt, dann werden die Abstandsblöcke 23 in Richtung der Pfeile 35 auf die Isolierschicht 21 geklappt. Damit wird dann ein Wickelraum 9b geschaffen, der sich zwischen der Isolierschicht 21 und den als Absätze wirkenden Vorderkanten 27 ausbildet. In Fig. 1 und 2 ist die niedergeklappte Stellung der Abstandsblöcke 23 gestrichelt dargestellt. Die Zungen 29 liegen unterhalb der untersten Lage der oberen Wicklung 13. Diese unterste Lage hält damit die Abstandsblöcke 23 in der niedergeklappten Lage fest. Die obere Wicklung 13 wird in ihrer axialen Ausdehnung 13a jeweils durch die Vorderkanten 27 begrenzt.
  • Bei dem fertig gewickelten Transformator sind auf diese Weise die Sicherheitsabstände zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung festgelegt; die Abstandsblöcke 23 brauchen nicht als getrennte Teile hergestellt und gehandhabt zu werden; sie sind vielmehr am Wickelkörper vorhanden und werden nach dem Wickeln der unteren Wicklung 11 und der Isolierschicht 21 niedergeklappt. Dies kann automatisiert erfolgen.
  • Fig. 2 zeigt, daß die Abstandsblöcke 23 zwischen den Flanschen 3 und 5 um 90° versetzt sind. Beiderseits der Abstandsstücke 23 sind keilförmige Anspritzungen 37 vorhanden, mittels der die Abstandsblöcke 23 in der niedergeklappten Stellung durch Verhaken arretierbar sind.
  • Damit sich die Abstandsblöcke bei der Rotation zum Zeitpunkt des Aufbringens der unteren Wicklung nicht unkontrolliert in ihrem Filmgelenk bewegen können, sind sie zunächst mit Hilfe dünner Stege 39 mit dem Flansch verbunden. Beim Einschwenken der Abstandsblöcke in den Wickelraum werden diese Stege 39 beispielsweise durch Zerreißen zerstört. Das Zerreißen kann durch eine Sollrißverdünnung 41 des Materials erleichtert werden.
  • Die übrigen Aufbauten des Spulenkörpers sind von üblicher Bauweise. Fig. 2 zeigt beispielsweise Kontaktstifte 43, die mit dem Netzteil des Gerätes verbindbar sind.

Claims (6)

  1. Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper, auf dessen hohlen Wickelkern (7) zwischen Spulenflanschen (3, 5) übereinander Wicklungen (11, 13) mit unterschiedlichem Potential gewickelt sind, wobei an den Spulenkörperflanschen (3, 5) Abstandsmittel (17, 19, 23) vorgesehen sind, die die Wicklungen (11a, 13a) axial von den Flanschen (3, 5) auf Abstand halten, und zwischen den Wicklungen (11, 13) eine sich von Flansch zu Flansch erstreckende Isolierschicht (21) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spulenkörperachse näher gelegene Wicklung (11) mittels ortsfest am Wickelkern (7) vorgesehener Abstandsstücke (Stufen) (17, 19) von den Flanschen (3, 5) auf Abstand gehalten ist und daß die auf die Isolierschicht (21) aufgewickelte Wicklung (13) von den Flanschen (3, 5) auf Abstand gehalten ist mittels Abstandsblöcken (23), die über Filmgelenke (25) mit den Flanschbereichen (24) des Spulenkörpers verbunden und nach dem Anbringen der Isolierschicht (21) über diese geklappt sind.
  2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsblöcke (23) von Flansch (3) zu Flansch (5) um 90° gegeneinander versetzt sind.
  3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsblöcke (23) mit Zungen (29) versehen sind, die bei niedergeklappten Abstandsblöcken (23) auf den jeweils gegenüberliegenden Flansch (3, 5) gerichtet sind.
  4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (29) aus mehreren parallelen Armen bestehen.
  5. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsblöcke (23) mittels zerreißbarer Stege (39) während des Einbringens der unteren Wicklung in hochgeklappter Stellung fixiert sind.
  6. Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (39) mit einer Sollrißverdünnung (41) versehen sind, längs der die Stege (39) beim Niederklappen der Abstandsblöcke (23) bevorzugt zerreißen.
EP92201743A 1991-06-24 1992-06-15 Transformator mit einem aus Kunststoff gebildeten Spulenkörper Expired - Lifetime EP0520548B1 (de)

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