EP0843325B1

EP0843325B1 - Kleintransformator

Info

Publication number: EP0843325B1
Application number: EP97119679A
Authority: EP
Inventors: Werner Böser; Armin Weyel
Original assignee: A Grothe & Sohne & Co KG GmbH
Current assignee: A Grothe & Sohne & Co KG GmbH
Priority date: 1996-11-16
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2000-05-17
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: EP0843325A1; DE59701703D1; DE29619953U1

Description

Die Erfindung betrifft Kleintransformatoren, wie Sicherheits-, Klingel- oder Fail-Safe-Transformatoren, mit einem durch eine Abdeckhaube schließbaren, überfangenen oder durch eine solche Abdeckhaube mindestens teilweise gebildeten Kunststoffgehäuse, in dem ein zweischenkliger Blechkern angeordnet ist, dessen Paketteile sich formschlüssig miteinander verankern, mit auf einem der Schenkel angeordneter Primär- und auf dem anderen vorgesehener Sekundärwicklung, wobei vorzugsweise mindestens eine der Wicklungen abschaltbar ist und/oder eine der Wicklungen durch einen sich thermisch ändernden, den Strom begrenzenden Widerstand geschützt ist. Derartige Kleintransformatoren werden als Sicherheitstransformatoren ausgebildet oder als Klingeltranformatoren eingesetzt, bei denen die Sekündär- von der Primärwicklung sicher getrennt ist und die Wicklungen bedingt kurzschlußfest ausgebildet sind, wobei nach Möglichkeit auch der Wunsch nach Abschaltbarkeit erfüllt werden soll.

Die DE-U-295 12 753 offenbart einen gattungsgemäßen Kleintransformator, der aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt ist. Derartige, mindestens bedingt kurzschlußfeste Transformatoren wurden früher mit magnetischen Nebenschlüssen versehen; eine einfachere und billigere Lösung wird darin gesehen, den Strom einer der Wicklungen über einen Widerstand mit positiver Temperaturabhängigkeit zu führen, so daß beim Ansteigen des Stromes in unzulässige Bereiche durch Steigerung der Temperatur des Widerstandes und damit dessen ohmschen Widerstandes der Wicklungsstrom begrenzt wird. Als problematisch aber erweist sich der Aufbau. Ein Vergießen erfordert einen hohen Aufwand, als schwierig erweist sich die Unterbringung sowohl des oft gewünschten Ausschalters insbesondere der Primärwicklung als auch des Strombegrenzungselementes, und als problematisch zeigt sich weiterhin die Forderung nach geringem Raumbedarf in Verbindung mit einer verläßlichen Isolierung und die Herstellung aus wenigen, verläßlichen Teilen, die sich leicht montieren lassen sollen.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen Aufbau eines solchen Kleintransformators zu schaffen, der aus relativ wenigen, einfach zu fertigenden Teilen besteht, die sich leicht montieren lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des ersten Anspruches. Die Teile eines solchen Kleintransformators lassen sich leicht zusammenstellen, und auch die spätere Montage sowie der Anschluß gestalten sich einfach und den Installateur nur wenig beanspruchend.

Vorteilhafte, zweckmäßige und erfinderische Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Figur 1: einen in zwei gegeneinander versetzten Vertikalebenen geführten Schnitt durch einen Kleintransformator,
Figur 2: einen bereichsweisen, die Mitte eines Ausschalters eines Kleintransformators erfassenden Querschnitt,
Figur 3: einen Längsschnitt eines Schaltelementes des Ausschalters der Figur 2, und
Figur 4: einen Querschnitt durch ein abgewandeltes Schaltelement.

In der Figur 1 ist ein versetzter Längsschnitt durch einen Kleintransformator gezeigt, der rechtsseitig gegen die Mittelebene nur geringfügig bis in die Mittelebene der zweiten von vier Zugbügelklemmen 20 versetzt ist, während er linksseitig vor dem links dargestellten Spulenkörper 1 und in der Mittelebene einer der die Abdeckhaube 21 haltenden Federhaken 25 der Grundplatte 8 geführt ist. Die Spulenkörper 1 und 2 sind von Kernpaketen 3 und 4 durchgriffen, die lose geschichtet und durch die Spulenkörper 1 und 2 als Pakete zusammengehalten sind. Einendig der Bleche vorgesehene Vorsprünge 5 greifen bei der Zusammenstellung der Kernpakete in Ausnehmungen des ihnen gegenüberstehenden Kernpaketes ein (Steckbleche), so daß ohne weitere Mittel in sich feste und stabile Blechkerne erhalten werden. Die einteilig gespritzten Spulenkörper 1 und 2 weisen jenseits ihrer Flansche 6 nach unten gerichtete Stützplatten 7 auf, welche die Blechpakete tangierend verlaufen und mit ihrer Unterkante auf der Grundplatte 8 aufstehen. Die Stützplatten sind mit Vertikalrippen 9 ausgestattet, die nach der Montage von einstückig mit der Grundplatte 8 erstellten Haken 10 übergriffen werden. Damit halten die Spulenkörper 1, 2 die Joche der Kernpakete zusammen, die miteinander formschlüssig durch die Vorsprünge 5 verbunden sind, und die gewickelten Spulenkörper 1, 2 sind mittels der Haken 10 und unter Vorspannung mit der Grundplatte 8 verbunden, wobei sie sich auf die Stirnflächen ihrer Stützplatten 7 und/oder auf die untere Grundfläche des Kernpaketes 4 stützen. Die Grundflächen der Bleche tangierende Vertikalrippen geringer Höhe der Spulenkörper erleichtern das Einschieben der mit Freßsitz aufzunehmenden Kernpakete.

Die Grundplatte 8 weist auf ihrer Unterseite eine rechteckige Ausnehmung 11 zur Montage auf Normschienen 12 auf. Linksseitig ist die Flanke der Ausnehmung mit Nocken 13 versehen, welche einseitig den Außenflansch der Normschiene 12 untergreifen. Auf der Gegenseite ist in der Grundplatte 8 ein Federnocken 14 geführt, der über den gegenüberliegenden Flansch gedrückt werden kann und einrastet, der aber zur Entnahme des Kleintransformators von der Normschiene auch durch Werkzeuge rückgezogen werden kann.

Die Stirnwände 15 der Grundplatte 8 weisen mittig Durchbrechungen 16 für Anschlußfahnen 17 der Primär- bzw. der Sekundärspule auf, und sie enthalten einen Vorbau 18 zur Bildung gegliederter Ausnehmungen 19 für Zugbügelklemmen 20 mit unverlierbaren Schrauben. Geschlossen wird der Transformator durch das Aufstülpen einer Abdeckhaube 21, die mit den Mittelbereichen 22 ihrer Stirnflächen die Ausnehmungen 19 bis auf Öffnungen 23 für Anschlußdrähte sowie weitere Öffnungen 47 für den Zugriff eines Schraubendrehers zu den Köpfen der unverlierbaren Schrauben der Zugbügelklemmen 20 übergreift, während die links dargestellte Stirnfläche 22 in ihrer Schnittebene eine Durchbrechung 24 oder wenigstens Ausnehmungen aufweist, in die einer der beidseitig der Grundplatte vorgesehenen Federhaken 25 eingreift und damit im Verein mit drei weiteren Federhaken die Abdeckhaube 21 auf der Grundplatte 8 festhält.

Die mittig der Stirnflächen der Abdeckhaube 21 gebildeten Anschlußgebiete des Kleintransformators werden zusätzlich durch sie übergreifende Deckkappen 26 geschützt. Diese Deckkappen weisen einen Auflagekragen 27 auf, mit dem Bereiche der Stirnflächen 22 der Abdeckhaube 21 tangierend übergriffen werden. Am freien Ende des Auflagekragens sind Hakenansätze 28 ausgebildet, welche Durchbrüche 29 der Abdeckhaube 21 durchgreifend die Deckkappe 26 auf dieser halten. Im oberen Bereich der Deckkappe ist eine Öffnung 30 vorgesehen, durch die mit einem Werkzeug ein napfartiger Ansatz 31 des Auflagekragens erreichbar ist, mittels dessen der Auflagekragen 27 von der Abdeckhaube 21 lösbar ist.

Die die Spulenkörper 1, 2 und damit den Transformator tragenden Stützplatten 7 sind mit Ausnehmungen zur Aufnahme von PTC-Widerständen 32 ausgestattet, und weitere Ausnehmungen und/oder durch vorspringende Leisten 33 gebildete Engpässe oder in solchen Leisten vorgesehene Durchlässe dienen der Aufnahme und Festlegung ihrer Zuleitungen. Die PTC-Widerstände 32 können auch ohne Ausnehmungen die Stützplatte 7 flankierend angeordnet sein. Damit lassen sich nach Wunsch ein oder mehrere PTC-Widerstände leicht unterbringen, und ihre Anschlüsse sind den Kontaktfahnen der Spulenkörper derart benachbart, daß sie direkt mit ihnen oder mit Wicklungsenden verbindbar sind.

Bei Kleintrafos dieser Aufgaben ist man bemüht, aus Sicherheitsgründen die Sekundärwicklung von der Primärwicklung möglichst hochspannungsfest zu isolieren. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind zwischen die Primär- und die Sekundärwicklung aus Isoliermaterial bestehende Trennscheiben 34 eingeschoben, die mit Randleisten 35 die Randbereiche der Flansche der Spulenkörper 1, 2 umgreifen und teilweise in diese eingreifen. Es können durchgehende Trennscheiben 34 verwendet werden; es ist aber auch möglich, nur etwa hälftig eindringende Trennscheiben vorzusehen, deren freien Enden sich keilförmig verjüngen und einander überlappend übergreifen. Besonders bewährt haben sich einteilig erstellte Trennscheiben 34 mit sie allseitig umziehenden, beidseitig auskragenden Randstreifen 35. Sie gestatten eine Montage, bei der die bewickelten Spulenkörper 1 und 2 beidseitig auf die Trennscheibe 34 aufgesteckt werden und dann durch das Einrasten der Vorsprünge 5 der eingeschobenen Kernpakete 3 und 4 miteinander verbunden werden, worauf der eigentliche, derart zusammengestellte Transformator mit Wicklungen und Blechkern als verbundenes Ganzes durch Einrasten der Haken 10 auf der Grundplatte 8 gehalten wird.

Ein in Verbindung mit einem solchen Kleintransformator verwendbarer Ausschalter 46 ist in Figur 2 gezeigt. Mit einem Kontaktträger 36 übergreift er einen Randbereich des oberen Flansches 6 des Spulenkörpers 1. Zumindest einer der Kontakte 37 kann direkt mit einem Ende der vom Spulenkörper aufgenommen Wicklung verbunden sein. Die beiden in der Zeichnung hintereinanderliegenden Kontakte schließen zwischen sich einen Spalt ein, der von einer Stahlkugel 38 überbrückbar ist. Diese Stahlkugel ist in einem Führungsschacht 39 gehalten, der an der Unterseite einer Schaltleiste 40 vorgesehen ist. Die Schaltleiste durchgreift mit ihrer Betätigungsplatte 41 einen Schlitz der Abdeckhaube 21 und ist mit ihrer Oberfläche an der Innenfläche der Abdeckhaube 21 geführt, wie auch ihre Flanken sich gegen die Abdeckhaube 21 bzw. Teile des Spulenkörpers 1 führend abstützen. Eine Ansicht dieser Schaltleiste 40 ist in Figur 3 dargestellt, die auch einen Zentrierzapfen 42 für eine die Stahlkugel 38 vorspannende Druckfeder 43 zeigt. Diese Druckfeder 43 ist zweckmäßig aus einer nicht oxidierenden Stahllegierung, bspw. V2A-Stahl, gewickelt.

Mit Figur 4 ist eine alternative Möglichkeit aufgezeigt: Beim Spritzen der Schaltleiste 40 ist deren Führungsschacht 39 einteilig mit einem federnden Kunststoffstreifen 44 ausgestattet, der eine Stahlkugel 38 vorzuspannen vermag. Die Beschreibung zeigt, daß ein Verzicht auf einen solchen Schalter ohne weiteres möglich ist, indem die betreffenden Teile entfallen und eine geschlossene Abdeckhaube verwendet wird, bei der die Deckfläche ohne entsprechenden Schlitz ausgeführt. ist.

Es hat sich besonders bewährt, entgegen der Darstellung der Fig. 2 den Ausschalter 46 über dem in Fig. 1 oben - links gezeigten Flanschbereich des Spulenkörpers 1 anzuordnen, wobei die Winkelrippen 45 des Spulenkörpers zum Anklammern nutzbar sind und die linke obere Abwärtsstufe der Abdeckhaube 21 unter Bildung eines quer zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden Schlitzes für die Betätigungsplatte 41 der Schaltleiste 40 entsprechend dem Raumbedarf des Ausschalters 46 nach links verschoben wird. Hierbei ergeben sich ausgezeichnete Anschlußbedingungen für die Primärwicklung: Bspw. wird der Wicklungsanfang der hälftig unterteilten Primärwicklung des Spulenkörpers 1 an eine der außen liegenden der Anschlußfahnen 17 des Spulenkörpers 1 gelegt, die dem PTC-Widerstand 32 gegenüber liegt. Das Ende dieser Halbwicklung wird mit einem die Kontakte 37 des Ausschalters 46 verbunden, der zweite dieser Kontakte 37 nimmt den Anfang der zweiten Wicklungshälfte auf, deren Ende mit dem freien Anschlußdraht des PTC-Widerstandes 32 verbunden ist, während das andere Anschlußende des PTC-Widerstandes 32 mit der der oben erwähnten Anschlußfahne 17 gegenüberliegenden verbunden ist. Damit ergibt sich auch der Vorteil, die Anschlüsse der Primärwicklung, des Ausschalters 46 und/oder des PTC-Widerstandes 32 bereits auf der genutzten Wickelmaschine herstellen zu können. Im Bedarsfalle kann zwischen den beiden Wicklungshälften eine Isolierfolie vorgesehen werden.

Es sind weitere Varianten möglich; in jedem der Fälle jedoch wird ein ausgezeichneter Zusammenhalt der Teile des Transformators erreicht, wobei während der Montage die Teile einfach nur zusammenzudrücken sind, so daß die Blechpakete ohne jede weitere Verbindung der Bleche von den Spulenkörpern umgriffen sich verriegeln und vermittels einrastender Haken 10 sowohl die eigentliche Teile des Transformators auf der Grundplatte 8 verriegelt werden wie auch mittels der Federhaken 25 die Abdeckhaube 21. Nach Herstellung der Anschlüsse werden auch die die Anschlußbereiche übergreifenden Deckkappen 26 lösbar verrastet.

Bezugszeichenliste

1,2: Spulenkörper
3,4: Kernpakete
5: Vorsprünge
6: Flansch
7: Stützplatten
8: Grundplatte
9: Vertikalrippen
10: Haken
11: rechteckige Ausnehmung
12: Normschiene
13: Nocken
14: Federnocken
15: Stirnwand
16: Durchbrechung
17: Anschlußfahne
18: Vorbau
19: Ausnehmungen
20: Zugbügelklemmen
21: Abdeckhaube
22: Mittelbereich Stirnfläche
23: Öffnung
24: Durchbrechung
25: Federhaken
26: Drehkappe
27: Auflagekragen
28: Hakenansätze
29: Durchbrüche
30: Öffnung
31: napfartiger Ansatz
32: PTC-Widerstand
33: vorspringende Leisten
34: Trennscheiben
35: Randleisten
36: Kontaktträger
37: Kontakte
38: Stahlkugel
39: Führungsschacht
40: Schaltleiste
41: Betätigungsplatte
42: Zentrierzapfen
43: Schraubenlinienfeder
44: Federnder Kunststoffstreifen
45: Winkelrippen
46: Ausschalter
47: Öffnung

Claims

Kleintransformator mit einem durch eine Abdeckhaube (21) schließbaren, überfangenen oder durch eine solche Abdeckhaube (21) mindestens teilweise gebildeten Kunststoffgehäuse, in dem ein zweischenkliger Blechkern (3, 4) angeordnet ist, dessen Paketteile (3, 4) sich formschlüssig miteinander verankern, mit Wickelkörpern (1, 2) die von den Paketteilen (3, 4) durchgriffen sind, und mit auf einem der Schenkel angeordneter Primär- und auf dem anderen vorgesehener Sekundärwicklung, wobei gegebenenfalls mindestens eine der Wicklungen abschaltbar ist und/oder eine der Wicklungen durch einen sich thermisch ändernden, den Strom begrenzenden Widerstand (32) geschützt ist,
gekennzeichnet durch
mit den Wickelkörpern (1,2) verbundene, über deren Flansche (6) hinaus die Bleche des Blechkernes (3,4) flankierende und sich bis zu einer Grundplatte (8) des Kunststoffgehäuses bzw. zur Abdeckhaube (21) erstreckende Stützplatten (7), durch einen von Leisten (33) einer unteren Stützplatte (7) gehaltenen und diese flankierenden PTC-Widerstand (32), durch Vertikalrippen (9) der unteren Stützplatten (7) übergreifende Haken (10) der Grundplatte (8) des Transformators, sowie durch weitere, sich in Durchbrechungen (24) der Abdeckhaube (21) verankernde Federhaken (25) der Grundplatte (8).
Kleintransformator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Stützplatten (7) Ausnehmungen zur Aufnahme eines PTC-Widerstandes (32) und seiner Anschlüsse aufweist.
Kleintransformator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorspringenden Leisten (33) Bohrungen zur Aufnahme der Anschlußdrähte des PTC-Widerstandes (32) aufweisen oder zu deren Aufnahme paarweise mit geringem Abstande angeordnet sind.
Kleintransformator nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß oberhalb des oberen Flansches (6) eines der Spulenkörper (1,2) ein als Schiebeschalter ausgebildeter Ausschalter (46) vorgesehen ist, dessen Betätigungsplatte (41) einen Schlitz der Abdeckhaube (21) durchgreift.
Kleintransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen mit zwei Kontakten (37) bestückten, auf einem dem Kernpaket (3,4) abgewandten Bereiche des Flansches (6) eines Spulenkörpers (1) aufgelegten Kontaktträger (36), über dem eine Schaltleiste (40) verschiebbar geführt ist, unterhalb deren Betätigungsplatte (41) ein Führungsschacht (39) gegen den Kontaktträger (36) gerichtet ist, in dem eine federbelastete Metallkugel (37) geführt ist.
Kleintransformator nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungsschacht (39) eine vorzugsweise durch einen Zapfen (42) zentrierte Schraubenlinienfeder (43) aufweist.
Kleintransformator nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraubenlinienfeder (43) aus Draht einer oxidationsfreien Stahllegierung gewickelt ist.
Kleintransformator nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungsschacht (39) der Schaltleiste (40) einen angespritzten Kunststoffstreifen (44) zum Andrücken des Metallkörpers (Metallkugel 38) an die Kontakte (37) aufweist.
Kleintransformator nach Anspruch 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktträger (36) auf dem nach außen gewandten Bereiche des oberen Flansches (6) des die Primärspule aufweisenden Spulenträgers (1) angeordnet ist, daß er sich quer zu den Blechen der Kernpakete (3,4) erstreckt, und daß er Winkelrippen (45) des Spulenkörpers (1) hintergreift.
Kleintransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnwand (15) der Grundplatte (8) beidseitig Ausnehmungen (19) zur Aufnahme von Zugbügelklemmen (20) aufweist, und daß sie mit Durchbrechungen (16) zur Aufnahme von in die Zugbügelklemmen (20) geführten Anschlußfahnen (17) der Spulenkörper (1,2) ausgestattet sind.
Kleintransformator nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stirnflächen (22) der Abdeckhaube (21) die Ausnehmungen (19) übergreifen, wobei Öffnungen (23) für Anschlußdrähte der Zugbügelklemmen (20) sowie Öffnungen (47) für Schraubendreher vorgesehen sind.
Kleintransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch
deren elektrische Anschlüsse übergreifende Deckkappen (26), die mit einem oberen inneren Auflagekragen (27) sich oberhalb der Zugbügelklemmen (20) gegen den Mittelbereich der Stirnwände (22) der Abdeckhaube (21) legen, und deren Auflagekragen (27) in Durchbrechungen (29) der Stirnflächen (22) der Abdeckhaube (21) eingreifende Hakenansätze (28) sowie oberhalb derselben jeweils einen napfartigen Ansatz (31) mit nach oben offener Mulde aufweisen, die von einer Öffnung (30) der Deckkappen (26) übergriffen sind.
Kleintransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundplatte (8) mit einer rechteckigen Ausnehmung (11) zur Aufnahme von Normschienen (12) ausgeführt ist, deren einseitige Flanken mit Nocken (13) ausgestattet sind, und deren gegenüberliegende Flanken mit Federnocken (14) versehen sind.
Kleintransformator nach Anspruch 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärwicklung des Spulenkörpers (1) aus zwei übereinander angeordneten Teilwicklungen besteht, und daß das Ende der unteren Teilwicklung sowie der Anfang der oberen jeweils mit einem der Kontakte (37) des Ausschalters (36) verbunden sind.
Kleintransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anfang oder das Ende der Primärwicklung des Spulenkörpers (1) mit einem der Anschlußdrähte des PTC-Widerstandes (32) verbunden ist, deren zweiter Anschlußdraht an einer der Anschlußfahnen (17) des Spulenkörpers (1) der Primärwicklung festgelegt ist.
Kleintransformator nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden Teilwicklungen der Primärwicklung eine Isolierfolie eingelegt ist.
Kleintransformator nach Ansprüchen 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundflächen der Bleche der Kernpakete (3,4) flankierenden inneren Seitenflächen der Spulenkörper (1,2) Vertikalrippen geringer Höhe aufweisen.