EP4152352A1 - Spule - Google Patents

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Publication number
EP4152352A1
EP4152352A1 EP22196065.1A EP22196065A EP4152352A1 EP 4152352 A1 EP4152352 A1 EP 4152352A1 EP 22196065 A EP22196065 A EP 22196065A EP 4152352 A1 EP4152352 A1 EP 4152352A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
spacers
spacer element
laminated core
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22196065.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Waldmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ews GmbH
Original Assignee
Ews GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202021105084.5U external-priority patent/DE202021105084U1/de
Priority claimed from DE102021124334.3A external-priority patent/DE102021124334A1/de
Application filed by Ews GmbH filed Critical Ews GmbH
Publication of EP4152352A1 publication Critical patent/EP4152352A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00

Definitions

  • the present invention relates to a coil on the magnetizable core of which at least one spacer element is arranged on at least two opposite sides, which spacer element serves to form a defined or uniform air channel between the magnetizable core.
  • a coil or a so-called winding material is used in various ways, such a use being used as a choke or in a transformer, for example.
  • the coil After being placed on the core, the coil must be fixed on the core using suitable wedges. This usually means that the winding and thus the entire coil structure is exposed to considerable mechanical forces and the winding can be warped or deformed as a result, so that there is no longer a uniform distance between the winding and the core. In addition, if the winding were warped or deformed, there would no longer be a uniform frictional connection between the winding and the core. This would then lead to acoustic emissions in the form of humming noises occurring during operation of the coil. But this is undesirable.
  • laminated cores As a core for coils. These laminated cores consist of a large number of sheets that are arranged one above the other. As a rule, a bobbin has at least one stack of a laminated core. Two laminated cores can be separated from each other using spacers. On the remote areas of the laminated cores, these are connected to a yoke, for example, in a later process step.
  • bandages are on the outside of the laminated core and can be designed as adhesive tapes. The stacks of laminations are then picked up between two bars. The strips can in turn be held together by means of bandages.
  • Spacer elements can be placed on the edges between the individual strips. An adhesive tape is then wrapped around these spacer elements so that a relatively strong bond is provided. This assembly can then be wound and placed on a yoke.
  • the strips which protrude beyond the laminated cores, have openings through which screws can be inserted.
  • the coil bodies can be firmly connected to a yoke using the screws.
  • the yoke has a corresponding opening through which the screws are guided.
  • bobbins have various disadvantages.
  • the laminated cores can slip during assembly and fastening.
  • a large number of individual components such as strips, adhesive tapes and spacer elements have to be used and aligned. Therefore, the cost of providing such a bobbin is increased.
  • a holder for choke coils is known, the holder surrounding a choke coil body with a coil arrangement and a pack of thin sheet metal discs.
  • the bracket includes a rim or clasp channel and a base plate for anchoring. When installed, the clasping channel encloses the choke coil body and is latched to the base plate.
  • the choke coil body is held firmly in position both by locking elements in the base plate and by locking elements in the clasping channel.
  • a coil arrangement which discloses magnetizable cores and windings surrounding the cores.
  • the cores are held by an insulation device which provides an air gap between the cores and the windings as well as an air gap to outer unwound cores.
  • the insulation device has two opposite shell parts, each having two half-shells for the cores. The shell parts are held together by side walls.
  • the object is to provide a coil in which the magnetizable core can be arranged in the coil during the winding and not only inserted afterwards and at the same time a defined, uniform air channel remains between the core and the winding.
  • the coil has at least one magnetizable core or at least one laminated core that forms the magnetizable core.
  • At least one spacer element is arranged on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core on at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core.
  • the at least one spacer element is in contact with the at least one magnetizable core or the at least one laminated core at least at one point, with at least two spacers being arranged on the at least one spacer element, which extend along the at least one magnetizable core or the at least one laminated core.
  • one winding of the coil rests against the at least two spacers.
  • the winding consists of an electrical conductor, which preferably has a rectangular, square or round cross-section and is in contact with the at least two spacers with a force that can be preset. As a result, the spacer elements are pressed by the winding onto the at least one magnetizable core or the at least one laminated core.
  • the positions at which the spacers rest on the core or when using multiple cores, are located on the upper sides of the sheet metal and not on the sheet metal edges of at least one laminated core.
  • the stacks of laminations are pressed onto the laminations of a stack of laminations via the positions of the spacer elements when the winding takes place.
  • the metal sheets of the laminated core are thus held together and pressed against one another, since the spacer elements are arranged opposite one another.
  • laminations are used to form the core, they are arranged with the laminations abutting one another, with spacer plates made of electrically insulating material being able to be interposed between two laminations.
  • spacer plates made of electrically insulating material being able to be interposed between two laminations.
  • at least one pair of spacer elements is used for each laminated core, which presses the laminated core together.
  • insulating materials can be used as electrically insulating material.
  • plastic such as thermoplastics or duroplastics, or a ceramic material, or porcelain, or elastomers, or glass, or mica can be used to produce a spacer element.
  • Lamination stacks or cores can be spaced apart from one another via spacer plates, as previously described.
  • the laminated cores are also supported by the adjacent spacer elements with the spacers.
  • the spacer elements define the upper and lower limits of the winding, which encase the at least one core or the at least one laminated core at a distance from each other in sections.
  • the spacer elements can also be carriers of additional holding elements and/or delimiting clamps or spacer clamps.
  • the at least one core or the at least one laminated core is preferably located in the center of the winding.
  • the center of gravity of the core coincides with the center of gravity of the winding.
  • the core or cores or the laminated core or laminated cores is located in the center of the winding.
  • the at least one spacer element in conjunction with the at least one spacer is designed in such a way that it surrounds the core or cores or the laminated core or laminated cores in such a way that the core or cores or the laminated core or cores are centered when the winding is produced remain in the coil.
  • the respective spacer elements, the laminated cores/cores or the laminated core/core are fixed and held by the winding both in relation to the position of the spacer elements and to the position of the laminated cores/cores or the laminated core/core.
  • the spacer elements and the laminated cores/cores or the laminated core/core are fastened to one another or to one another, for example by suitable winding devices, bandaging, gluing or by means of heat input, with a regional fusion of the components (spacer elements, spacer plates, spacers made of plastic, for example) can occur.
  • the laminated cores/cores or the laminated core/core are then aligned to one another in a defined manner and can no longer slip.
  • the winding rests against the at least two spacers in a force-fitting and/or form-fitting manner.
  • the force with which the winding is guided around the laminated cores/cores or the laminated core/core is transmitted via the spacers to the spacer elements and these press on the laminated cores/cores or the laminated core/core.
  • the individual sheet metal plates of the laminated core or laminated cores are thus pressed together and held in position.
  • the at least one spacer element forms the shape of a semicircle.
  • This form-appropriate design ensures a uniform introduction of force via the spacer elements into the core/laminated core and, in addition, the semicircular shape is a shape that is simple and inexpensive to produce.
  • the at least one spacer element has a plurality of receptacles, via which the at least two spacers can be connected to the at least one spacer element in a positive and/or non-positive manner. This makes it possible, depending on the arrangement and number of recordings, to define the spacing of the winding around the core. Due to the positive and/or non-positive configuration, the spacers can be connected to the spacer element or elements and can be arranged on them.
  • the multiple receptacles on at least one spacer element are arranged equidistantly on the side of the at least one spacer element facing away from the at least one magnetizable core or the at least one laminated core.
  • the at least one spacer element and the at least two spacers consist of a non-electrically conductive material and/or a non-magnetizable material.
  • the winding of the coil presses the at least two spacers and the at least one spacer element onto the at least one magnetizable core or the at least one laminated core with the force with which the winding is guided to the coil and thus the at least one magnetizable core or the at least one laminated core is fixed in a non-positive manner between the at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core.
  • This ensures that the at least one magnetizable core or the at least one laminated core is fixed. This fixation almost completely avoids humming noises that can occur when the coil is in operation.
  • an air duct is present between the at least one spacer element with the at least two spacers and then adjacent winding and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core.
  • the air duct is preferably used for cooling in that the waste heat within the coil can be dissipated to the outside through or via the air duct.
  • Particularly good cooling can be achieved by generating an air flow in the air duct.
  • a further defined air duct is created the sides of the at least one magnetizable core or of the at least one laminated core, on which no spacer element is arranged, is created, which is designed almost the same over the entire coil.
  • the at least one spacer element and/or the at least two spacers are rod-drawn or rod-pressed or made from glass-fibre-reinforced or carbon-fibre-reinforced plastic by means of a pressure resin injection process or a vacuum infusion process or a pultrusion process.
  • a pressure resin injection process or a vacuum infusion process or a pultrusion process the at least one spacer element and/or the at least two spacers are rod-drawn or rod-pressed or made from glass-fibre-reinforced or carbon-fibre-reinforced plastic by means of a pressure resin injection process or a vacuum infusion process or a pultrusion process.
  • the at least one spacer element has a semicircular basic shape and/or the at least two spacers essentially have a rectangular cross section or have the cross-sectional shape of an X.
  • the respectively opposite sides, preferably their middle surfaces, are concave. This shape gives the parts good mechanical strength and enables them to absorb high temperatures and forces.
  • the size of the air duct and/or the additional air duct is determined by the selection of the cross-sectional area or the diameter of the at least one spacer element, the shape of the at least one spacer element, the size and shape or the cross-sectional area of the at least two spacers and/or the type and position of the arrangement the at least two spacers can be adjusted on the at least one spacer element.
  • the size of the air duct and/or the further air duct can be selected and varied by these options.
  • the air duct can thus be adapted to the intended use of the coil, in particular for heat dissipation.
  • the spacer elements are arranged at the ends of the at least one laminated core, so that the ends of the spacer elements resting on the at least one laminated core are aligned with the the force generated by the winding, which arises during the winding process and can be variably adjusted during the winding process, can be introduced into the side edges of the at least one laminated core.
  • the force that is introduced during the winding is transmitted to the laminated cores and held by the spacer elements.
  • the coil is designed as a choke or for use in a transformer.
  • Cooling elements can then be inserted into these depressions which form between the larger and smaller metal sheets.
  • cooling with the use of supercooled nitrogen at a temperature of 66 K can be introduced directly into the air ducts, or lines are arranged around the core through which a cooling medium is routed past the core.
  • the electrical conductor is provided in the form of a preferably round wire and/or a strip with a rectangular or square cross-section and/or that the electrical conductor is coated with a primary insulation that the wrapping of Kerns takes place helically with the round electrical conductor and that an impregnation can then be carried out.
  • an application of baked lacquer coating or baked lacquer coatings can also be used.
  • the primary insulation of the electrical conductor takes place by means of a braiding.
  • the invention relates to a coil.
  • the invention can also be used for other winding goods.
  • the coil can be used as a choke, for example, or in a transformer.
  • the coil consists of a core, which is formed by several laminations brought together to form a laminated core.
  • the laminations of the laminated core preferably all have the same dimensions and are pressed onto one another and/or connected to one another. This connection can be made by means of a bond, by means of adhesion or by a bandage that surrounds the metal sheets in a non-positive and/or positive manner.
  • a spacer element is arranged on the laminated core in the area of its edges, at the upper edge of the uppermost sheet and the lower edge of the sheet, spaced apart from one another.
  • the spacer element is semi-circular. However, other shapes of the spacer element can also be selected, depending on the intended use and the requirements of the coil. U-shapes, triangular shapes or arch shapes can be used.
  • the dimensions of the air duct can be selected, as can the contact points between the spacer element and the respective laminations of the laminated core.
  • receptacles which serve to accommodate spacers.
  • Further functional components can be introduced into the receptacles or arranged on or in them.
  • temperature sensors or sound sensors can be arranged. These can, for example, also be arranged in the spacers or instead of the spacers.
  • the spacer elements are arranged on the laminated core and spacers can be introduced into the receptacles.
  • the spacers are designed as an extruded profile and connect the two spacer elements, which are each arranged on one side of the laminated core.
  • the number of spacers can be selected.
  • the length of the spacers is determined by the size of the coil.
  • the spacers should not or only slightly protrude from the coil, i.e. protrude over it.
  • the spacers protrude from the coil.
  • Such protruding spacers can be used, for example, to accommodate winding limitations or as wire and/or tab holders.
  • the electrical conductor forming the winding is a wire made of electrically conductive material.
  • the wire is selected as a wire with a rectangular cross-section; however, any other geometric configuration of the wire or its cross section can also be selected.
  • the wire is wrapped around the core with the wire coming into contact with the spacers and always spaced from the core.
  • the wire forms the winding.
  • the electrical conductor can be a wire with a round, an oval, a rectangular or an oval cross-section, depending on the requirements of the coil. Of course, any suitable geometric shape for the electrical conductor can be used. Twisted electrical conductors or waveguides can also be used to produce the winding, depending on the application and the intended use of the coil.
  • the winding encloses the laminated core, the respective distance between the laminated core and the winding being defined by the spacer elements with the spacers.
  • the air ducts which the air ducts are formed on opposite sides between the laminated core and the spacer element and the further air ducts are formed between the winding and the laminated core.
  • the size of the air ducts and the other air ducts can be chosen to be variable by appropriate selection and dimensioning of the spacer elements and/or the spacers.
  • the spacer elements and/or the spacers are provided with continuous internally arranged cavities which are connected to one another and a cooling liquid is passed through these cavities, so that particularly effective cooling of the coil is made possible.
  • the chosen design of the coil achieves a high level of insulation between the winding and the laminated core of the coil.
  • the leakage current is also significantly reduced due to the relatively large distance between the winding and the core of the coil.
  • the explosion protection can be significantly increased and improved by the additional use of retaining clips and/or a special design of the spacer element.
  • the spacer elements with the spacers are made of glass fiber or carbon fiber reinforced plastic.
  • the production can take place in the form of a plastic pressing process, in which the spacer elements and the spacers are produced in one pressing process.
  • production can also take place in the form of an extruded manufacturing process, in which case the spacer elements and the spacers can be cut to the required dimensions after the extruded manufacturing process.
  • the spacer elements are produced as a round rod profile, then cut to size as rings and then severed in the middle to form semi-circular spacer elements.
  • the spacer elements consist of electrically and/or magnetically non-conductive material; otherwise, magnetic short circuit may occur during assembly.
  • the coil can be made of aluminum due to the air ducts that can be selected in terms of dimension or size, which on the one hand reduces the manufacturing costs of the coil and on the other hand makes the coil lighter than when using copper for the winding.
  • this is only possible due to the good cooling of the coil provided by the air ducts.
  • the winding advantageously rests on the spacers with a non-positive fit and the winding force is transmitted via the spacers and via the spacer elements to the core of the coil, which is designed as a laminated core.
  • the air channels allow effective cooling of the coil.
  • Another air channel 11 is formed between the spacer elements 2 , the spacers 3 and the winding 7 .
  • the spacer elements are semicircular and have the receptacles for the spacers.
  • the spacer elements have four receptacles, in each of which a spacer is inserted. The spacers extend parallel to the laminated core and are connected to the further spacer element located underneath and arranged on the laminated core via its receptacles.
  • the invention allows coils to be produced which have a plurality of laminated cores arranged next to one another or laminated cores arranged one after the other.
  • the laminated cores are separated from one another by plastic inserts forming an air gap between the laminated cores, the plastic inserts being designed to be relatively narrow and protruding slightly or not beyond the laminated cores, so that failure of the air gap is prevented. It is no longer possible for the sheets to slip.
  • the available space can be used to accommodate additional components.
  • the free space can be used to accommodate cooling elements.
  • At least one pair of spacer elements are arranged opposite one another on each of the laminated cores, on which the spacers are arranged via the receptacles.
  • the spacers extend the length of all the laminated cores.
  • the wire of the winding is applied to the outside of the assembly and wound over the spacers according to the desired design of the coil.
  • a number of air ducts are thus formed and the winding always has a minimum distance to the laminated core.
  • the spacer elements are arranged on the edges of the laminated core, at least in pairs and opposite one another.
  • the spacer elements at least partially encompass the edges of the core itself.
  • spacers can then be arranged on the spacer elements.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a coil according to the invention.
  • the invention can also be used for other winding goods.
  • the coil can be used as a choke, for example, or in a transformer.
  • the coil consists of a core which is formed by several laminations brought together to form a laminated core 1 .
  • the laminations of the laminated core 1 preferably all have the same dimensions and are pressed onto one another and/or connected to one another. This connection can be made by means of a bond, by means of adhesion or by a bandage that surrounds the metal sheets in a non-positive and/or positive manner.
  • a spacer element 2 On the laminated core 1 in the area of its edges, on the upper edge of the uppermost sheet 8 and the lower edge of the sheet 8 (in FIG. 1 not visible), spaced apart a spacer element 2 is arranged. According to the design of the coil FIG 1 there is a laminated core 1 on which the top sheet 8 and the bottom sheet 10 (in FIG 1 not visible) on each side two spacer elements 2 rest and complete with this on the top or bottom flush or almost flush of the laminated core 1.
  • the spacer element 2 is semi-circular. However, other shapes of the spacer element 2 can also be selected, depending on the intended use and the requirements of the coil. U-shapes, triangular shapes or arch shapes can be used.
  • the dimensions of the air duct 5, 6 can be selected, as can the contact points between the spacer element 2 and the respective metal sheets of the laminated core 1.
  • receptacles 4 which serve to accommodate spacers 3 .
  • Additional functional components can be introduced into the receptacles 4 or arranged on or in them.
  • temperature sensors or sound sensors can be arranged. These can also be arranged in the spacers 3 or instead of the spacers 3, for example.
  • the spacer elements 2 are arranged on the laminated core 1 and spacers 3 can be introduced into the receptacles 4 .
  • the Spacers 3 are designed as an extruded profile and connect the two spacer elements 2, which are each arranged on one side of the laminated core 1. In the FIG. 1 only the above spacer elements 2 are visible.
  • the number of spacers 3 can be selected. So are in FIG. 1 three spacers 3 on the decency elements 2, on opposite sides of the laminated core 1, respectively.
  • the length of the spacers 3 is determined by the size of the coil.
  • the spacers 3 should not or only slightly protrude from the coil, ie protrude beyond it.
  • the spacers 3 protrude from the coil.
  • Such protruding spacers 3 can be used, for example, to accommodate winding limitations or as wire and/or tab holders.
  • the electrical conductor 9 forming the winding 7 is a wire made of electrically conductive material.
  • the wire 9 is a wire with a rectangular cross section.
  • the wire 9 is wound around the laminated core 1, the wire 9 coming into contact with the spacers 3 and being spaced from the laminated core 1 at all times.
  • the wire 9 forms the winding 7 .
  • the electrical conductor 9 can be a wire with a round, an oval, a rectangular or an oval cross-section, depending on the requirements of the coil. Of course, all suitable geometric shapes for the electrical conductor 9 can be used.
  • twisted electrical conductors 9 or hollow conductors can also be used to produce the winding, depending on the application and the intended use of the coil.
  • the winding 7 encloses the laminated core 1 , the respective distance between the laminated core 1 and the winding 7 being defined by the spacer elements 2 with the spacers 3 .
  • the air ducts 5 and 6 are thus formed, with the air ducts 5 being formed on opposite sides between the laminated core 1 and the spacer element 2 and the air ducts 6 being formed between the winding 7 and the laminated core 1 .
  • the size of the air ducts 5, 6 can be varied by appropriate selection and dimensioning of the spacer elements 2 and/or the spacers 3.
  • the spacer elements 2 and/or the spacers 3 are provided with continuous interior cavities which are connected to one another and for a cooling liquid to be conducted through these cavities, so that particularly effective cooling of the coil is made possible.
  • the explosion protection can be significantly increased and improved by the additional use of retaining clips and/or a special configuration of the spacer element 2 .
  • the spacer elements 2 with the spacers 3 are made of glass fiber or carbon fiber reinforced plastic.
  • the production can take place in the form of a plastic pressing process, in which the spacer elements 2 and the spacers 3 are produced in one pressing process.
  • production can also take place in the form of an extruded manufacturing process, in which case the spacer elements 2 and the spacers 3 can be cut to the required dimensions after the extruded manufacturing process.
  • the spacer elements 2 are produced as a round rod profile, then cut to size as rings and then severed in the middle to form semicircular spacer elements 2 .
  • the spacer elements 2 consist of electrically and/or magnetically non-conductive material; otherwise, magnetic short circuit may occur during assembly.
  • the coil can be made of aluminum due to the air channels 5, 6, which can be selected in terms of dimension or size the winding 7. However, this is only possible due to the good cooling of the coil provided by the air ducts 5, 6.
  • FIG. 2 shows a plan view of a coil according to FIG FIG. 1 shown.
  • the winding 7 is shown, which rests on the spacers 3 with a non-positive fit and transmits the winding force via the spacers 3 and via the spacer elements 2 to the core of the coil, which is designed as a laminated core 1 .
  • the air channels 5, 6 and 11 are shown, which enable effective cooling of the coil.
  • Another air channel 11 is formed between the spacer elements 2 , the spacers 3 and the winding 7 .
  • FIG. 3 shows a section through a coil.
  • the section is through the laminated core 1, so that the individual sheets of the laminated core 1 are shown, including the top sheet 8 and the bottom sheet 10.
  • the spacer elements 2 are semi-circular and have the mounts 4 for the spacers 3.
  • the spacers 2 have after FIG. 3 four shots 4, in each of which a spacer 3 is used.
  • the spacers 3 extend parallel to the laminated core 1 and are not in FIG. 2 shown, connected via its recordings.
  • the invention allows coils to be produced which have a plurality of laminated cores 1 arranged next to one another or laminated cores 1 arranged one after the other.
  • the laminated cores 1 are separated from one another by an air gap between the laminated cores forming plastic inserts, the plastic inserts being designed relatively narrow and the laminated cores 1 protrude slightly or not, so that air gap failure is prevented. It is no longer possible for the sheets to slip.
  • the available space can be used to accommodate additional components.
  • the free space can be used to accommodate cooling elements.
  • At least one pair of spacer elements 2 is arranged opposite one another, on which the spacers 3 are arranged via the receptacles 4 .
  • the spacers 3 extend over the length of all laminated cores 1.
  • the wire 9 of the winding 7 is applied to the outside of the arrangement and wound over the spacers 3 in accordance with the desired design of the coil.
  • the spacer elements are arranged on the edges of the laminated core, at least in pairs and opposite one another.
  • the spacer elements at least partially encompass the edges of the core itself.
  • spacers can then be arranged on the spacer elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule an deren magnetisierbarer Kern an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Abstandselement (2) angeordnet ist, welches dazu dient, zwischen dem magnetisierbarer Kern einen definierten bzw. gleichmäßigen Luftkanal (5) auszubilden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule an deren magnetisierbarer Kern an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils mindestens ein Abstandselement angeordnet ist, welches dazu dient, zwischen dem magnetisierbarer Kern einen definierten bzw. gleichmäßigen Luftkanal auszubilden.
  • Eine Spule bzw. ein sogenanntes Wickelgut, wird in diversen Arten eingesetzt, ein solcher Einsatz ist beispielsweise der Einsatz als Drossel oder in einem Transformator.
    • Hintergrund
  • Spulen und deren Herstellungsverfahren sind hinlänglich bekannt.
  • Bei der Herstellung von großen Spulen tritt jedoch das Problem auf, dass entweder ein Platzhalter für den Kern der Spule bei der Wicklung der Spule verwendet werden muss oder aber, dass in einem ersten Arbeitsschritt die Wicklung der Spule auf einem geeigneten Spulenkörper oder Wicklungskäfig bzw. einem Träger für die Wicklung hergestellt und nachfolgend der Kern zwischen die Wicklung eingebracht wird.
  • Bei Verwendung eines Platzhalters für den Kern muss dieser aber nach der Herstellung der Wicklung wieder aus der Wicklung entfernt und anschließend der Kern eingesetzt werden.
  • Nach dem Aufsetzen auf den Kern muss die Spule mit Hilfe von geeigneten Keilen auf dem Kern fixiert werden. Dies führt zumeist dazu, dass die Wicklung und damit der gesamte Spulenaufbau erheblichen mechanischen Kräften ausgesetzt wird und dadurch sich die Wicklung verziehen oder verformen kann, sodass dann zwischen der Wicklung und dem Kern kein gleichmäßiger Abstand mehr vorhanden ist. Außerdem wäre bei einem verziehen oder verformen der Wicklung kein gleichmäßiger Kraftschluss mehr zwischen der Wicklung und dem Kern vorhanden. Dies würde dann dazu führen, dass beim Betrieb der Spule Schallemissionen in Form von Brummgeräuschen entstehen. Dies ist aber unerwünscht.
    • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, Blechpakete als Kern für Spulen zu verwenden. Diese Blechpakete bestehen aus einer Vielzahl von Blechen, die übereinander angeordnet sind. In der Regel weist ein Spulenkörper mindestens einen Stapel eines Blechpakets auf. Zwei Blechpakete können über Abstandshalter voneinander getrennt werden. An den abgewandten Bereichen der Blechpakte werden diese beispielsweise in einem späteren Verfahrensschritt mit einem Joch verbunden.
  • Gängige Maßnahmen, Blechpakete miteinander zu verbinden umfassen beispielsweise das Bandagieren. Die Bandagen liegen außen am Blechpaket an und können als Klebebänder ausgebildet sein. Anschließend werden die Blechpakete zwischen zwei Leisten aufgenommen. Die Leisten können wiederum mittels Bandagen zusammengehalten werden.
  • Im Bereich der Verbindungsstellen, d. h. an den Kanten zwischen den einzelnen Leisten, können Abstandselemente aufgesetzt werden. Diese Abstandselemente werden dann mit einem Klebeband umwickelt, sodass ein relativ fester Verbund bereitgestellt wird. Dieser Zusammenbau kann anschließend mit einer Wicklung versehen und auf ein Joch aufgesetzt werden.
  • Aus DE 12 89 913 A ist bekannt, zur Pressung und Halterung von geschichteten Eisenkernen, Presselemente aus nichtmetallischen Werkstoffen durch Zugfäden aus hochfestem Material zu verstärken und/oder miteinander zu verspannen.
  • Zusätzlich weisen die Leisten, welche die Blechpakete überragen, Öffnungen auf, durch welche Schrauben eingesetzt werden können. Über die Schrauben können die Spulenkörper fest mit einem Joch verbunden werden. Hierzu weist das Joch eine korrespondierende Öffnung auf, durch welche die Schrauben geführt werden.
  • Solche Spulenkörper weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Zum einen können die Blechpakete während der Montage und der Befestigung verrutschen. Zum anderen müssen eine Vielzahl von einzelnen Komponenten, wie Leisten, Klebebänder und Abstandselemente eingesetzt und ausgerichtet werden. Die Kosten zur Bereitstellung eines solchen Spulenkörpers sind daher erhöht.
  • Aus DE 2 412 622 A eine Halterung für Drosselspulen bekannt, wobei die Halterung einen Drosselspulenkörper mit einer Spulenanordnung sowie eine Packung von dünnen Blechscheiben umgibt. Die Halterung umfasst einen Einfassungs- oder Umklammerungskanal sowie eine Grundplatte für die Verankerung. Im verbauten Zustand umgreift der Umklammerungskanal den Drosselspulenkörper und wird mit der Grundplatte verrastet.
  • Der Drosselspulenkörper wird sowohl über Rastelemente in der Grundplatte als auch über Rastelemente in dem Umklammerungskanal fest in Position gehalten.
  • Eine solche Vorrichtung ist jedoch nur für einen definierten Drosselspulenkörper mit einer definierten Spulenanordnung verwendbar. Außerdem ist keine Lösung zur sicheren Befestigung von Blechpaketen angegeben, wie beispielsweise für eine weitere Montage an einem Joch.
  • Aus WO 2017/130874 A1 und US 2019/0013144 A1 ist eine Spulenanordnung bekannt, die magnetisierbare Kerne und die Kerne umgebende Wicklungen offenbart. Die Kerne sind von einer Isolationsvorrichtung gehalten, welche sowohl einen Luftspalt zwischen den Kernen und den Wicklungen als auch einen Luftspalt zu äußeren, nicht umwickelten Kernen bereitstellt. Die Isolationsvorrichtung weist zwei gegenüberliegende Schalenteile auf, die jeweils zwei Halbschalen für die Kerne aufweisen. Die Schalenteile werden über seitliche Wände zusammengehalten.
  • Aus US 2017/0271075 A1 und DE 11 2012 000 976 T5 ist eine Spulenanordnungen mit magnetisierbaren Kernen und die Kerne umgebende Wicklungen offenbart, wobei ein Isolator die Kerne hält und einen Luftspalt zwischen den Kernen und den Wicklungen bereitstellt.
    • Aufgabe
  • Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen besteht die Aufgabe darin, eine Spule aufzuzeigen, bei welcher der magnetisierbare Kern bei der Umwicklung in der Spule angeordnet sein kann und nicht erst nachfolgend einzusetzen ist und zugleich ein definierter gleichmäßiger Luftkanal zwischen dem Kern und der Wicklung verbleibt.
    • Lösung
  • Diese vorstehend genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des vorliegenden Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die Spule weist mindestens einen magnetisierbaren Kern oder mindestens ein Blechpaket, das den magnetisierbaren Kern bildet, auf. An dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ist an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets mindestens jeweils ein Abstandselement angeordnet. Das mindestens eine Abstandselement steht mit dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket zumindest an einer Stelle in Berührung, wobei am mindestens einen Abstandselement mindestens zwei Abstandshalter angeordnet sind, die sich entlang des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets erstrecken. Außerdem liegt eine Wicklung der Spule an den mindestens zwei Abstandshaltern an.
  • Die Wicklung besteht aus einem elektrischen Leiter, der vorzugsweise einen rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt besitzt und liegt mit einer voreinstellbaren Kraft an den mindestens zwei Abstandshaltern an. Dadurch werden die Abstandselemente durch die Wicklung auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket gepresst.
  • Die Positionen, an denen die Abstandselemente an dem Blechpaket oder bei Verwendung mehrerer Blechpakte anliegen, befinden sich auf den Blechoberseiten und nicht an den Blechkanten des mindestens einen Blechpaktes. Dadurch werden die Blechpakte über die Positionen der Abstandselemente, wenn die Wicklung erfolgt, auf die Bleche eines Blechpaktes gedrückt. Damit werden die Bleche des Blechpakts, da die Abstandselemente gegenüberliegenden angeordnet sind, zusammengehalten und aufeinandergepresst.
  • Kommen mehrere Blechpakete zur Bildung des Kerns zum Einsatz, so werden diese mit den Blechkanten aneinanderstoßend angeordnet, wobei zwischen zwei Blechpaketen Abstandsplatten aus elektrisch isolierendem Material zwischengelegt sein können. Es wird in diesem Fall für jedes Blechpakte mindestens ein Paar der Abstandselemente verwendet, welche die Blechpakete zusammendrücken. Als elektrisch isolierendes Material können diverse Arten von Isolierstoffen zum Einsatz kommen. So kann zum Beispiel Kunststoff, wie Thermoplaste oder Duroplaste, oder ein keramischer Werkstoff oder Porzellan oder Elastomere oder Glas oder Glimmer eingesetzt werden, um ein Abstandselement herzustellen.
  • Blechpakete oder Kerne können über Abstandsplatten voneinander beabstandet angeordnet sein, wie vorherig beschrieben.
  • Die Blechpakete werden außerdem von den anliegenden Abstandselementen mit den Abstandshalter gestützt. Die Abstandelemente definieren die obere und untere Begrenzung der Wicklung, welche den mindestens einen Kern bzw. das mindestens eine Blechpaket beabstandet abschnittsweise ummanteln.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstandselemente auch Träger zusätzlicher Halteelemente und/oder Begrenzungsklammern bzw. Abstandklammern sein können.
  • Der mindestens eine Kern bzw. das mindestens eine Blechpaket liegt vorzugsweise mittig in der Wicklung.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung fällt der Schwerpunkt des Kerns mit dem Schwerpunkt der Wicklung zusammen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete mittig in der Wicklung. Das mindestens eine Abstandselement in Verbindung mit dem mindestens einen Abstandshalter sind so ausgestaltet, dass diese der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete so umgeben, dass der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete bei Erzeugung der Wicklung mittig in der Spule verbleiben.
  • Durch die Wicklung sind die jeweiligen Abstandselemente, die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern, sowohl bezogen auf die Position der Abstandselemente als auch auf die Position der Blechpakete/Kerne bzw. des Blechpakets/Kerns fixiert und gehalten.
  • Bevor die Wicklung erfolgt, werden die Abstandselemente und die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern miteinander bzw. zueinander befestigt, zum Beispiel durch geeignete Wickelvorrichtungen, Bandagieren, Verkleben oder mittels Wärmeeintrag, wobei ein bereichsweises Verschmelzen der Komponenten (Abstandselemente, Abstandsplatten, Abstandshalter beispielsweise aus Kunststoff hergestellt) auftreten kann. Es sind dann die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern definiert zueinander ausgerichtet und können nicht mehr verrutschen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 ist vorgesehen, dass die Wicklung kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den mindestens zwei Abstandshaltern anliegt. Dadurch wird durch die Kraft, mit der die Wicklung um die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern geführt wird, über die Abstandshalter auf die Abstandselemente übertragen und diese drücken auf Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern. Damit werden die einzelnen Blechplatten des Blechpaktes bzw. der Blechpakete zusammengedrückt und in Position gehalten.
  • Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt die Abstandselemente paarweise nahe bei den jeweiligen Außenkanten der Blechpakete/Kerne bzw. des Blechpakets/Kerns anzuordnen, da dann ein aufspreizen der einzelnen Bleche eines Blechpaktes unterbunden wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement die Form eines Halbkreises ausbildet. Durch diese formgemäße Ausbildung wird eine gleichmäßige Krafteinleitung über die Abstandselemente in den Kern/Blechpaket gewährleistet und außerdem ist die Halbkreisform eine einfach und kostengünstig herzustellende Form.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement mehrere Aufnahmen aufweist, über welche die mindestens zwei Abstandshaltern form- und/oder kraftschlüssig mit dem mindestens einen Abstandselement verbindbar sind. Dadurch ist es möglich, je nach Anordnung und Anzahl der Aufnahmen, den Abstand der Wicklung um den Kern zu definieren. Durch die form- und/oder kraftschlüssige Ausgestaltung sind die Abstandshalter mit dem bzw. den Abstandselementen verbindbar und an diesen anordenbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 ist vorgesehen, dass die mehreren Aufnahmen am mindestens eine Abstandselement äquidistant auf der dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket abgewandten Seite des mindestens einen Abstandselements angeordnet sind. Damit ist eine symmetrische Anordnung der Abstandshaltern, eine gleichmäßige Krafteinleitung möglich und es können an jedem Abstandselement an identischer Stelle ein Abstandshalter angeordnet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement und die mindestens zwei Abstandshalter aus einem nicht elektrisch leitenden Material und/oder einem nicht magnetisierbaren Material, bestehen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 7 ist vorgesehen, dass die Wicklung der Spule die mindestens zwei Abstandshalter und das mindestens eine Abstandselement mit der Kraft, mit der die Wicklung an die Spule geführt ist, auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket drückt und damit den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens ein Blechpaket kraftschlüssig zwischen den jeweils an den mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets fixiert. Damit ist gewährleistet, dass der mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket fixiert sind. Durch diese Fixierung werden Brummgeräusche, die beim Betrieb der Spule entstehen können, nahezu vollständig vermieden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 8 ist vorgesehen, dass zwischen dem mindestens einen Abstandselement mit den mindestens zwei Abstandshaltern und der hierauf anliegenden Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ein Luftkanal vorhanden ist. Der Luftkanal dient vorzugsweise zur Kühlung, indem durch bzw. über den Luftkanal die Abwärme innerhalb der Spule nach außen abgeführt werden kann.
  • Es kann eine besonders gute Kühlung erreicht werden, indem man einen Luftstrom im Luftkanal erzeugt.
  • In einer besonders auf Kühlung ausgestalteten Spule wird in den Luftkanal eine externe Kühlung eingebracht, wobei hierzu Kühlelemente eingefügt werden.
  • Durch diese Anordnung des mindestens einen Abstandselements mit den mindestens zwei Abstandshaltern, jeweils gegenüberliegend am mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket angeordnet, wird ein definierter Luftkanal zwischen der Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket geschaffen, der über die gesamte Spule nahezu gleich ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 9 ist vorgesehen, dass an den Seiten des mindestens eines magnetisierbaren Kernes oder des mindestens einen Blechpakets, an denen kein mindesten ein Abstandselement mit den mindestens zwei Abstandshaltern angeordnet ist, zwischen der Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ein weiterer Luftkanal ausgebildet ist.
  • Durch die Anordnung des mindestens einen Abstandselements mit den mindestens zwei Abstandshaltern, jeweils gegenüberliegend am mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket, wird ein weiterer definierter Luftkanal an den Seiten des mindestens einen magnetisierbaren Kern oder des mindestens einen Blechpakets, an denen kein Abstandselement angeordnet ist, geschaffen, der über die gesamte Spule hin nahezu gleich ausgebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 10 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselements und/oder die mindestens zwei Abstandshalter stangengezogen oder stangengepresst oder mittels eines Druck-Harzinjektionsverfahrens oder eines Vakuuminfusionsverfahrens oder eines Pultrusionsverfahrens aus glasfaserverstärkten oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. Dies ermöglicht zum einen eine temperaturfeste Ausgestaltung und außerdem eine einfache und kostengünstige Herstellung, auch in Massenfertigung, dieser Teile.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 11 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement eine halbrunde Grundform besitzt und/oder die mindestens zwei Abstandshalter im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen oder die Querschnittsform eines X aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die jeweils gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise deren Mittelflächen, konkav ausgestaltet. Diese Formgebung gibt den Teilen eine gute mechanische Belastbarkeit und ermöglicht hohe Temperaturen und Kräfte aufzunehmen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 12 ist vorgesehen, dass die Größe des Luftkanals und/oder des weiteren Luftkanals durch die Wahl der Querschnittsfläche oder des Durchmessers des mindestens einen Abstandselements, der Form des mindestens einen Abstandselements, der Größe und Form oder der Querschnittsfläche der mindestens zwei Abstandshaltern und/oder der Art und Position der Anordnung der mindestens zwei Abstandshalter an dem mindestens einen Abstandselements einstellbar ist. Durch diese Wahlmöglichkeiten kann die Größe des Luftkanals und/oder des weiteren Luftkanals gewählt und variiert werden. Damit ist insbesondere zur Wärmeableitung der Luftkanal auf den Einsatzzweck der Spule anpassbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 13 ist vorgesehen, dass die einzelnen Bleche des mindestens ein Blechpakets zusammengepresst sind und das mindestens eine Abstandselement diese über die Wicklung zusammenpresst bzw. aufeinander presst. Damit wird auch bei hoher elektrischer Belastung ein Brummen der Spule wirksam unterbunden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 14 ist vorgesehen, dass bei Verwendung von mehr als einem Abstandselement pro Seite eines mindestens einem Blechpakets die Abstandselemente an den Enden des mindestens einen Blechpakts angeordnet sind, sodass die auf dem mindestens einen Blechpaket anliegenden Enden der Abstandselemente mit der von der Wicklung erzeugten Kraft, welche beim Wicklungsvorgang entsteht und beim Wicklungsvorgang variierbar einstellbar ist, an den Seitenkanten des mindestens einen Blechpakets in dieses einleitbar ist. Somit wird auf die Blechpakete über die Abstandselemente die Kraft, welche bei der Wicklung eingetragen wird, auf die Blechpakete übertragen und diese gehalten.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 15 ist vorgesehen, dass die Spule als Drossel oder zum Einsatz in einem Transformator ausgelegt ist.
  • Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Spule nach den vorherigen Patentansprüchen beschrieben, mit den Verfahrensschritten:
    • bereitstellen mindestens eines magnetisierbaren Kerns, wobei der magnetisierbare Kern aus mindestens einem Blechpaket aus vorzugsweise mehreren gleichgroßen Blechen, die miteinander zu dem Blechpaket verbunden sind, oder aus einem in eine rechteckige oder quadratische Form gepresstem weichmagnetischen Werkstoff oder Ferritmaterial besteht,
    • anordnen von jeweils mindestens einem Abstandselement an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns, wobei an den jeweils mindestens einem Abstandselement an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns jeweils mindestens zwei Abstandshalter angeordnet werden,
    • fixieren der Abstandselemente am Kern,
    • umwickeln des Kerns mit einem elektrischen Leiter.
  • Wenn man eine Kernkühlung für die Spule integrieren will, so sind nicht mehr alle Bleche gleich groß. In diese sich ausbildenden Vertiefungen zwischen den größeren und kleineren Blechen können dann Kühlelemente eingefügt werden.
  • So kann beispielsweise eine Kühlung mit dem Einsatz von unterkühltem Stickstoff bei einer Temperatur von 66 K direkt in die Luftkanäle eingeleitet werden, oder aber es sind um den Kern Leitungen angeordnet, über die ein kühlendes Medium am Kern vorbeigeleitet wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 17 ist vorgesehen, dass der elektrischen Leiter in Form eines vorzugsweisen runden Drahtes und/oder eines Bandes, mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, breitgestellt wird und/oder dass der elektrische Leiter mit einer Primärisolierung überzogen ist, dass die Umwicklung des Kerns mit dem runden elektrischen Leiter schraubenförmig erfolgt und dass anschießend eine Imprägnierung vorgenommen werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine Anwendung von Backlackbeschichtung bzw. Backlackbeschichtungen zum Einsatz kommen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Primärisolation des elektrischen Leiters mittels eine Umspinnung erfolgt.
  • Nachfolgend sind die wesentlichen Merkmale der Erfindung nochmals dargestellt.
  • Die Erfindung betrifft eine Spule. Die Erfindung kann auch für weitere Wickelgüter angewandt werden. Die Spule kann zum Beispiel als Drossel eingesetzt werden oder aber in einem Transformator.
  • Die Spule besteht aus einem Kern, der von mehreren zu einem Blechpaket zusammengeführten Blechen gebildet ist. Die Bleche des Blechpakets weisen vorzugsweise alle die gleichen Abmessungen auf und sind aufeinandergepresst und/oder untereinander verbunden. Diese Verbindung kann mittels einer Verklebung, mittels Adhäsion oder durch eine Bandage erfolgen, die die Bleche kraft- und/oder formschlüssig umschießt.
  • Auf dem Blechpaket ist im Bereich dessen Kanten, an der oberen Kante des obersten Blechs und der unteren Kante des Blechs zueinander beabstandet ein Abstandselement angeordnet. Es kann ein Blechpaket vorhanden sein, an dem auf dem obersten Blech und dem untersten Blech seitlich jeweils zwei Abstandselemente anliegen und mit diesem an der Oberseite bzw. Unterseite bündig oder nahezu bündig des Blechpakets abschließen.
  • Es ist hierbei vorteilhaft die Abstandselemente einander gegenüberliegend anzuordnen und nahezu mit der oberen Kante des Blechs und der unteren Kante des Blechs bündig abschließen zu lassen. Damit wird das Blechpaket von den Abstandselementen gehalten. Damit ist eine gleichmäßige Einleitung der Kräfte, wie vorhergehend dargestellt, gewährleistet.
  • Das Abstandselement ist halbrund ausgestaltet. Es können aber auch andere Formgestaltungen des Abstandselement gewählt werden, je nach Einsatzzweck und Anforderungen an die Spule. So können U-Formen, Dreiecksformen oder Bogenformen zum Einsatz kommen.
  • Durch die Wahl der jeweiligen Form des Abstandselements können der Luftkanal in seiner Dimensionierung gewählt werden, ebenso die Berührungsstellen zwischen dem Abstandselement und den jeweiligen Blechen des Blechpakets.
  • Am Abstandselement sind an der dem Blechpaket abgewandten Seite Aufnahmen vorhanden, welche zur Aufnahme von Abstandshaltern dienen. Es können in die Aufnahmen weitere funktionale Komponenten eingebracht oder an bzw. in diesen angeordnet werden. So können zum Beispiel Temperaturfühler oder Schallaufnehmer angeordnet werden. Diese können beispielsweise auch in den Abstandshaltern oder anstelle der Abstandshalter angeordnet sein.
  • Die Abstandselemente sind am Blechpaket angeordnet und in die Aufnahmen sind Abstandshalter einbringbar. Die Abstandshalter sind als Strangprofil ausgebildet und verbinden die zwei Abstandselemente, die jeweils auf einer Seite des Blechpaktes angeordnet sind.
  • Je nach Anforderung an die Spule ist die Anzahl der Abstandshalter wählbar. Die Länge der Abstandshalter wird durch die Größe der Spule bestimmt. Die Abstandshalter sollen aus der Spule nicht oder nur kaum herausragen, d.h. diese überragen.
  • Es kann aber im Bedarfsfall auch vorgesehen werden, dass die Abstandshalter aus der Spule herausragen. Solche überstehenden Abstandshalter können beispielsweise zur Aufnahme von Wickelbegrenzungen oder als Draht- und/oder Laschenhalterungen dienen.
  • Der die Wicklung bildende elektrischen Leiter ist in einfachster Ausgestaltung ein Draht aus elektrisch leitendem Material. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Draht als ein Draht mit einem rechteckigen Querschnitt gewählt; es kann aber auch eine jede andere geometrische Ausgestaltung des Drahtes bzw. dessen Querschnitts gewählt werden. Der Draht wird um das Blechpaket gewickelt, wobei der Draht in Berührung mit den Abstandshaltern gelangt und vom Blechpaket stets beabstandet ist. Der Draht bildet die Wicklung aus. Der elektrischen Leiter kann ein Draht mit einem runden, einem ovalen, einem rechteckigen oder einem ovalen Querschnitt sein, je nach Anforderung an die Spule. Natürlicherweise können sämtliche geeignete geometrische Formen für den elektrischen Leiter zum Einsatz kommen. So können auch verdrillte elektrische Leiter oder Hohlleiter zur Herstellung der Wicklung zum Einsatz kommen, je nach Anwendungsfall und geplanten Einsatzweck der Spule.
  • Die Wicklung umschließt das Blechpaket, wobei der jeweilige Abstand zwischen dem Blechpaket und der Wicklung durch die Abstandselemente mit den Abstandshaltern definiert ist. Es werden damit unter anderem die Luftkanäle gebildet, wobei sich die Luftkanäle an gegenüberliegenden Seiten zwischen dem Blechpaket und dem Abstandselement und die weiteren Luftkanäle sich zwischen der Wicklung und dem Blechpaket ausbilden. Die Größe der Luftkanäle sowie der weiteren Luftkanäle kann durch eine entsprechende Auswahl und Dimensionierung der Abstandselemente und/oder der Abstandshaltern variierbar gewählt werden.
  • Weiterhin bilden sich weitere Luftkanäle zwischen der Wicklung und den Abstandshaltern aus.
  • Vor allem mittels der Luftkanäle erfolgt eine gute Kühlung der Spule, die durch einen Einsatz mittels einer Flüssigkeitskühlung, die durch die Luftkanäle geführt werden kann, noch weiter erhöht und verbessert werden kann.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen die Abstandselemente und/oder die Abstandshalter mit durchgängigen innen angeordneten Hohlräumen zu versehen, die miteinander in Verbindung stehen und durch diese Hohlräume eine Kühlflüssigkeit zu leiten, sodass eine besonders effektive Kühlung der Spule ermöglicht wird.
  • Durch die gewählte Ausgestaltung der Spule wird eine hohe Isolation zwischen der Wicklung und dem Blechpaket der Spule erzielt. Ebenso wird durch den relativ großen Abstand zwischen der Wicklung und dem Kern der Spule der Kriechstrom, erheblich reduziert.
  • Außerdem kann der Explosionsschutz durch einen zusätzlichen Einsatz von Halteklammern und/oder einer speziellen Ausgestaltung des Abstandselements deutlich erhöht und verbessert werden.
  • Die Abstandselemente mit den Abstandshaltern sind aus glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die Herstellung kann in Form eines Kunststoffpressvorgangs, in dem die Abstandselemente und die Abstandshalter in einem Pressvorgang hergestellt werden, erfolgen. Es kann aber auch eine Herstellung in Form eines stranggezogenen Herstellungsprozesses erfolgen, wobei die Abstandselemente und die Abstandshaltern entsprechend auf die erforderlichen Abmessungen nach dem stranggezogenen Herstellungsprozesses zugeschnitten werden können.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Abstandselemente als Rundstangenprofil hergestellt, dann als Ringe zugeschnitten und dann zu halbrunden Abstandselementen mittig durchtrennt. Die Abstandselemente bestehen aus elektrisch und/oder magnetisch nicht leitendem Material; andernfalls könnt es zu einem magnetischen Kurzschluss beim Aufbau kommen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Spule, aufgrund der in der Dimension bzw. Größe wählbaren Luftkanäle die Wicklung in Aluminium ausgeführt werden, was zum einen die Herstellungskosten der Spule reduziert und zum andern die Spule leichter macht als bei Einsatz von Kupfer für die Wicklung. Dies ist aber nur aufgrund der durch die Luftkanäle gewährten guten Kühlung der Spule möglich.
  • Vorteilhaft liegt in einer Ausgestaltung der Spule die Wicklung kraftschlüssig auf den Abstandshaltern auf und die Wickelkraft wird über die Abstandshalter und über die Abstandselemente auf den Kern der Spule, der als Blechpaket ausgeführt ist, übertragen. Die Luftkanäle ermöglichen eine effektive Kühlung der Spule.
  • Zwischen den Abstandselementen 2, den Abstandshaltern 3 und der Wicklung 7 bildet sich ein weiterer Luftkanal 11 aus.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Abstandselemente halbrund ausgeführt und weisen die Aufnahmen für die Abstandshalter auf. Die Abstandselemente besitzen in einer möglichen Ausführung der Erfindung vier Aufnahmen, in denen jeweils ein Abstandshalter eingesetzt ist. Die Abstandshalter erstrecken sich parallel zum Blechpaket und sind mit dem darunter liegenden und am Blechpaket angeordneten weiteren Abstandselement über dessen Aufnahmen verbunden.
  • Es können durch die Erfindung Spulen hergestellt werden, die mehrere nebeneinander angeordnete Blechpakete oder nacheinander angeordnete Blechpakete aufweisen. Die Blechpakete sind voneinander, durch einen Luftspalt zwischen den Blechpakten ausbildende Kunststoffeinlagen getrennt, wobei die Kunststoffeinlagen relativ schmal ausgestaltet sind und die Blechpakete geringfügig oder aber nicht überragen, damit ein Versagen des Luftspalts verhindert wird. Ein Verrutschen der Bleche ist damit nicht mehr möglich.
  • Der vorhandene Freiraum kann zur Aufnahme weitere Komponenten verwendet werden. So kann beispielsweise der Freiraum zur Aufnahme von Kühlelementen verwendet werden.
  • An jedem der Blechpakete sind in einer möglichen Ausführungsform einander gegenüberliegend mindestens ein Paar von Abstandselementen angeordnet, an welchen über die Aufnahmen die Abstandshalter angeordnet sind. Die Abstandshalter erstrecken sind über die Länge aller Blechpakete.
  • Der Draht der Wicklung wird außen auf die Anordnung aufgebracht und entsprechend der gewünschten Ausführung der Spule über die Abstandshalter gewickelt.
  • Es bilden sich somit mehrere Luftkanäle aus und die Wicklung weist stets einen Mindestabstand zum Blechpaket auf.
  • Weiterhin bilden sich zwischen den Abstandselementen, den Abstandshaltern und der Wicklung weitere Luftkanäle aus. Auch diese weiteren Luftkanäle können zur Kühlung der Spule verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Abstandselemente an den Kanten des Blechpaktes, zumindest paarweise und gegenüberliegend, angeordnet. Die Abstandselemente umgreifen zumindest partiell an den Kanten des Kerns selbigen. An den Abstandselemente können dann, wie vorherig beschrieben, Abstandshalter angeordnet werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • FIG. 1
    eine perspektivische Darstellung einer Spule,
    FIG.°2
    eine Draufsicht auf eine Spule und
    FIG.°3
    einen Schnitt durch eine Spule.
  • In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
    • Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Die FIG. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäße Spule. Die Erfindung kann auch für weitere Wickelgüter angewandt werden. Die Spule kann zum Beispiel als Drossel eingesetzt werden oder aber in einem Transformator.
  • Die Spule besteht aus einem Kern, der von mehreren zu einem Blechpaket 1 zusammengeführten Blechen gebildet ist. Die Bleche des Blechpakets 1 weisen vorzugsweise alle die gleichen Abmessungen auf und sind aufeinandergepresst und/oder untereinander verbunden. Diese Verbindung kann mittels einer Verklebung, mittels Adhäsion oder durch eine Bandage erfolgen, die die Bleche kraft- und/oder formschlüssig umschießt.
  • Auf dem Blechpaket 1 ist im Bereich dessen Kanten, an der oberen Kante des obersten Blechs 8 und der unteren Kante des Blechs 8 (in FIG. 1 nicht sichtbar), zueinander beabstandet ein Abstandselement 2 angeordnet. In der Ausgestaltung der Spule nach FIG 1 ist ein Blechpaket 1 vorhanden, an dem auf dem obersten Blech 8 und dem untersten Blech 10 (in FIG 1 nicht sichtbar) seitlich jeweils zwei Abstandselemente 2 anliegen und mit diesem an der Oberseite bzw. Unterseite bündig oder nahezu bündig des Blechpakets 1 abschließen.
  • Es ist vorteilhaft die Abstandselemente 2 einander gegenüberliegend anzuordnen und nahezu mit der oberen Kante des Blechs 8 und der unteren Kante des Blechs 8 bündig abschließen zu lassen. Damit wird das Blechpaket 1 von den Abstandselementen 2 gehalten. Damit ist eine gleichmäßige Einleitung der Kräfte, wie vorhergehend dargestellt, gewährleistet.
  • Das Abstandselement 2 ist halbrund ausgestaltet. Es können aber auch andere Formgestaltungen des Abstandselement 2 gewählt werden, je nach Einsatzzweck und Anforderungen an die Spule. So können U-Formen, Dreiecksformen oder Bogenformen zum Einsatz kommen.
  • Durch die Wahl der jeweiligen Form des Abstandselements 2 können der Luftkanal 5, 6 in seiner Dimensionierung gewählt werden, ebenso die Berührungsstellen zwischen dem Abstandselement 2 und den jeweiligen Blechen des Blechpakets 1.
  • Am Abstandselement 2 sind an der dem Blechpaket 1 abgewandten Seite Aufnahmen 4 vorhanden, welche zur Aufnahme von Abstandshaltern 3 dienen. Es können in die Aufnahmen 4 weitere funktionale Komponenten eingebracht oder an bzw. in diesen angeordnet werden. So können zum Beispiel Temperaturfühler oder Schallaufnehmer angeordnet werden. Diese können beispielsweise auch in den Abstandshaltern 3 oder anstelle der Abstandshalter 3 angeordnet sein.
  • Die Abstandselemente 2 sind am Blechpaket 1 angeordnet und in die Aufnahmen 4 sind Abstandshalter 3 einbringbar. Die Abstandshalter 3 sind als Strangprofil ausgebildet und verbinden die zwei Abstandselemente 2, die jeweils auf einer Seite des Blechpaktes 1 angeordnet sind. In der FIG. 1 ist nur jeweils die obigen Abstandselemente 2 sichtbar.
  • Je nach Anforderung an die Spule ist die Anzahl der Abstandshalter 3 wählbar. So sind in FIG. 1 jeweils drei Abstandshalter 3 an den Anstandselementen 2, an gegenüberliegenden Seiten des Blechpakets 1, angeordnet. Die Länge der Abstandshalter 3 wird durch die Größe der Spule bestimmt. Die Abstandshalter 3 sollen aus der Spule nicht oder nur kaum herausragen, d.h. diese überragen.
  • Es kann aber im Bedarfsfall auch vorgesehen werden, dass die Abstandshalter 3 aus der Spule herausragen. Solche überstehenden Abstandshalter 3 können beispielsweise zur Aufnahme von Wickelbegrenzungen oder als Draht- und/oder Laschenhalterungen dienen.
  • Der die Wicklung 7 bildende elektrischen Leiter 9 ist in einfachster Ausgestaltung ein Draht aus elektrisch leitendem Material. In der Ausgestaltung nach FIG. 1 ist der Draht 9 ein Draht mit einem rechteckigen Querschnitt. Der Draht 9 wird um das Blechpaket 1 gewickelt, wobei der Draht 9 in Berührung mit den Abstandshaltern 3 gelangt und vom Blechpaket 1 stets beabstandet ist. Der Draht 9 bildet die Wicklung 7 aus. Der elektrischen Leiter 9 kann ein Draht mit einem runden, einem ovalen, einem rechteckigen oder einem ovalen Querschnitt sein, je nach Anforderung an die Spule. Natürlicherweise können sämtliche geeignete geometrische Formen für den elektrischen Leiter 9 zum Einsatz kommen. So können auch verdrillte elektrische Leiter 9 oder Hohlleiter zur Herstellung der Wicklung zum Einsatz kommen, je nach Anwendungsfall und geplanten Einsatzweck der Spule.
  • Die Wicklung 7 umschließt das Blechpaket 1, wobei der jeweilige Abstand zwischen dem Blechpaket 1 und der Wicklung 7 durch die Abstandselemente 2 mit den Abstandshaltern 3 definiert ist. Es werden damit unter anderem die Luftkanäle 5 und 6 gebildet, wobei sich die Luftkanäle 5 an gegenüberliegenden Seiten zwischen dem Blechpaket 1 und dem Abstandselement 2 und die Luftkanäle 6 sich zwischen der Wicklung 7 und dem Blechpaket 1 ausbilden. Die Größe der Luftkanäle 5, 6 kann durch eine entsprechende Auswahl und Dimensionierung der Abstandselemente 2 und/oder der Abstandshaltern 3 variierbar gewählt werden.
  • Weiterhin bilden sich weitere Luftkanäle 11 zwischen der Wicklung 7 und den Abstandshaltern 3 aus.
  • Vor allem mittels der Luftkanäle 5, 6 erfolgt eine gute Kühlung der Spule, die durch einen Einsatz mittels einer Flüssigkeitskühlung, die durch die Luftkanäle 5, 6 geführt werden kann, noch weiter erhöht und verbessert werden kann.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen die Abstandselemente 2 und/oder die Abstandshalter 3 mit durchgängigen innen angeordneten Hohlräumen zu versehen, die miteinander in Verbindung stehen und durch diese Hohlräume eine Kühlflüssigkeit zu leiten, sodass eine besonders effektive Kühlung der Spule ermöglicht wird.
  • Durch die in FIG. 1 dargestellte Ausgestaltung der Spule wird eine hohe Isolation zwischen der Wicklung 7 und dem Blechpaket 1 der Spule erzielt. Ebenso wird durch den relativ großen Abstand zwischen der Wicklung und dem Kern der Spule der Kriechstrom erheblich reduziert.
  • Außerdem kann der Explosionsschutz durch einen zusätzlichen Einsatz von Halteklammern und/oder einer speziellen Ausgestaltung des Abstandselements 2 deutlich erhöht und verbessert werden.
  • Die Abstandselemente 2 mit den Abstandshaltern 3 sind aus glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die Herstellung kann in Form eines Kunststoffpressvorgangs, in dem die Abstandselemente 2 und die Abstandshalter 3 in einem Pressvorgang hergestellt werden, erfolgen. Es kann aber auch eine Herstellung in Form eines stranggezogenen Herstellungsprozesses erfolgen, wobei die Abstandselemente 2 und die Abstandshaltern 3 entsprechend auf die erforderlichen Abmessungen nach dem stranggezogenen Herstellungsprozesses zugeschnitten werden können.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Abstandselemente 2 als Rundstangenprofil hergestellt, dann als Ringe zugeschnitten und dann zu halbrunden Abstandselementen 2 mittig durchtrennt. Die Abstandselemente 2 bestehen aus elektrisch und/oder magnetisch nicht leitendem Material; andernfalls könnt es zu einem magnetischen Kurzschluss beim Aufbau kommen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Spule, aufgrund der in der Dimension bzw. Größe wählbaren Luftkanäle 5, 6 die Wicklung 7 in Aluminium ausgeführt werden, was zum einen die Herstellungskosten der Spule reduziert und zum andern die Spule leichter macht als bei Einsatz von Kupfer für die Wicklung 7. Dies ist aber nur aufgrund der durch die Luftkanäle 5, 6 gewährten guten Kühlung der Spule möglich.
  • In FIG.°2 ist eine Draufsicht auf eine Spule gemäß FIG. 1 dargestellt.
  • Es ist die Wicklung 7 dargestellt, die kraftschlüssig auf den Abstandshaltern 3 aufliegt und die Wickelkraft über die Abstandshalter 3 und über die Abstandselemente 2 auf den Kern der Spule, der als Blechpaket ausgeführt ist 1, überträgt. Es sind die Luftkanäle 5, 6 und 11 dargestellt, die eine effektive Kühlung der Spule ermöglichen.
  • Zwischen den Abstandselementen 2, den Abstandshaltern 3 und der Wicklung 7 bildet sich ein weiterer Luftkanal 11 aus.
  • In FIG. 3 ist ein Schnitt durch eine Spule dargestellt. Der Schnitt ist durch das Blechpaket 1 geführt, sodass die einzelnen Bleche des Blechpakets 1 dargestellt sind, so auch das oberste Blech 8 und das unterste Blech 10. Die Abstandselemente 2 sind halbrund ausgeführt und weisen die Aufnahmen 4 für die Abstandshalter 3 auf. Die Abstandselemente 2 besitzen nach FIG. 3 vier Aufnahmen 4, in denen jeweils ein Abstandshalter 3 eingesetzt ist. Die Abstandshalter 3 erstrecken sich parallel zum Blechpaket 1 und sind mit dem darunter liegenden und am Blechpaket 1 angeordneten weiteren Abstandselement, nicht in FIG. 2 dargestellt, über dessen Aufnahmen, verbunden.
  • Es können durch die Erfindung Spulen hergestellt werden, die mehrere nebeneinander angeordnete Blechpakete 1 oder nacheinander angeordnete Blechpakete 1 aufweisen. Die Blechpakete 1 sind voneinander, durch einen Luftspalt zwischen den Blechpakten ausbildende Kunststoffeinlagen getrennt, wobei die Kunststoffeinlagen relativ schmal ausgestaltet sind und die Blechpakete 1 geringfügig oder aber nicht überragen, damit ein Versagen des Luftspalts verhindert wird. Ein Verrutschen der Bleche ist damit nicht mehr möglich.
  • Der vorhandene Freiraum kann zur Aufnahme weitere Komponenten verwendet werden. So kann beispielsweise der Freiraum zur Aufnahme von Kühlelementen verwendet werden.
  • An jedem der Blechpakete 1 sind, wie bereits in FIG. 1 beschrieben, einander gegenüberliegend mindestens ein Paar von Abstandselementen 2 angeordnet, an welchen über die Aufnahmen 4 die Abstandshalter 3 angeordnet sind. Die Abstandshalter 3 erstrecken sind über die Länge aller Blechpakete 1.
  • Der Draht 9 der Wicklung 7 wird außen auf die Anordnung aufgebracht und entsprechend der gewünschten Ausführung der Spule über die Abstandshalter 3 gewickelt.
  • Es bilden sich somit mehrere Luftkanäle 5 aus und die Wicklung (nicht in FIG. 3 vorhanden) weist stets einen Mindestabstand zum Blechpaket 1 auf.
  • Weiterhin bilden sich zwischen den Abstandselementen 2, den Abstandshaltern 3 und der Wicklung 7 weitere, in der Ausgestaltung nach FIG. 3 drei, weitere Luftkanäle 11 aus. Auch diese drei weiteren Luftkanäle 11 können zur Kühlung der Spule verwendet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die nachfolgend angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten, Ausgestaltung der Erfindung sind die Abstandselemente an den Kanten des Blechpaktes, zumindest paarweise und gegenüberliegend, angeordnet. Die Abstandselemente umgreifen zumindest partiell an den Kanten des Kerns selbigen. An den Abstandselemente können dann, wie vorherig beschrieben, Abstandshalter angeordnet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die nachfolgend angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Blechpaket
    2
    Abstandselement
    3
    Abstandshalter
    4
    Aufnahme
    5
    Luftkanal
    6
    Luftkanal
    7
    Wicklung
    8
    Blech
    9
    Draht
    10
    Blech
    11
    Luftkanal

Claims (17)

  1. Spule, aufweisend mindestens einen magnetisierbaren Kern oder mindestens ein Blechpaket (1), dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kern oder des mindestens einen Blechpakets (1) mindestens jeweils ein Abstandselement (2) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Abstandselement (2) mit dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) zumindest an einer Stelle in Berührung steht, wobei am mindestens einen Abstandselement (2) mindestens zwei Abstandshalter (3) angeordnet sind, die sich entlang zum mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) erstrecken und wobei eine Wicklung (7) der Spule an den mindestens zwei Abstandshaltern (3) anliegt.
  2. Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (7) kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den Abstandshaltern (3) anliegt.
  3. Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) die Form eines Halbkreises ausbildet.
  4. Spule nach einem der vorangehenden Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) mindestens zwei Aufnahmen (4) aufweist, über welche die mindestens zwei Abstandshaltern (3) form- und/oder kraftschlüssig mit dem mindestens einen Abstandselement (2) verbindbar sind.
  5. Spule nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die mindestens zwei Aufnahmen (4) am mindestens einen Abstandselement (2) äquidistant auf der dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) abgewandten Seite des mindestens einen Abstandselements (2) angeordnet sind.
  6. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) und die mindestens zwei Abstandshalter (3) aus einem nicht elektrisch leitenden Material und/oder einem nicht magnetisierbaren Material bestehen.
  7. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (7) der Spule die mindestens zwei Abstandshalter (3) und das mindestens eine Abstandselement (2) mit der Kraft, mit der die Wicklung (7) an die Spule geführt ist, auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket (1) drückt und damit den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens ein Blechpaket (1) kraftschlüssig zwischen den jeweils an den mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1) fixiert.
  8. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Abstandselement (2) mit den mindestens zwei Abstandshaltern (3) und der hierauf anliegenden Wicklung (7) und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) ein Luftkanal (5) vorhanden ist.
    mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) ein Luftkanal (5) vorhanden ist.
  9. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seiten des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1), an denen kein mindesten ein Abstandselement (2) mit den mindestens zwei Abstandshaltern (3) angeordnet ist, zwischen der Wicklung (7) und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) ein weiterer Luftkanal (6) ausgebildet ist.
  10. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) und/oder die mindestens zwei Abstandshalter (3) stangengezogen oder stangengepresst oder mittels eines Druck-Harzinjektionsverfahrens oder eines Vakuuminfusionsverfahrens oder eines Pultrusionsverfahrens hergestellt sind und aus glasfaserverstärkten oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen.
  11. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) eine halbrunde Grundform besitzt und/oder die mindestens zwei Abstandshalter (3) im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen oder die Querschnittsform eines X aufweisen.
  12. Spule nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Luftkanals (5) und/oder des weiteren Luftkanals (6) durch die Wahl des Durchmessers oder der Querschnittsfläche des mindestens einen Abstandselements (2), der Form des mindestens einen Abstandselements (2), der Größe und Form oder der Querschnittsfläche der mindestens zwei Abstandshaltern (3) und/oder der Art und Position der Anordnung der mindestens zwei Abstandshalter (3) an dem mindestens einen Abstandselements (2) einstellbar ist.
  13. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bleche des mindestens ein Blechpakets (1) zusammengepresst sind und das mindestens eine Abstandselement (2) diese über die Wicklung(7) zusammenpresst bzw. aufeinander presst.
  14. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehr als einem Abstandselement (2) pro Seite mindestens eines magnetisierbaren Kerns oder mindestens eines Blechpakets (1) die Abstandselemente (2) an den Enden des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpaktes (1) angeordnet sind, sodass die auf dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) anliegenden Enden der Abstandselemente (2) mit der von der Wicklung (7) erzeugten Kraft, welche beim Wicklungsvorgang entsteht und variierbar einstellbar ist, an den Seitenkanten des mindestens einen Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1) in diesen oder dieses einleitbar ist.
  15. Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule als Drossel ausgelegt ist.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Spule nach einem der vorangehenden Patentansprüche 1 bis 15, mit den Verfahrensschritten:
    - bereitstellen mindestens eines magnetisierbaren Kerns, wobei der magnetisierbare Kern aus mindestens einem Blechpaket (1) aus mehreren Blechen, die miteinander zu dem Blechpaket (1) verbunden sind, oder aus einem in eine rechteckige oder quadratische Form gepresstem weichmagnetischen Werkstoff oder Ferritmaterial besteht,
    - anordnen von jeweils mindestens einem Abstandselement (2) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns, wobei an den jeweils mindestens einem Abstandselement (2) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns jeweils mindestens zwei Abstandshalter (4) angeordnet werden,
    - anordnen oder fixieren der Abstandselemente (2) am Kern,
    - umwickeln des Kerns mit einem elektrischen Leiter.
  17. Verfahren Nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Leiter in Form eines Drahtes oder eines Bandes, mit rechteckigem oder quadratischem oder rundem Querschnitt, bereitgestellt wird und dass der elektrische Leiter mit einer Primärisolierung überzogen ist, dass die Umwicklung des Kerns mit dem elektrischen Leiter schraubenförmig erfolgt und dass anschießend eine Imprägnierung erfolgt.
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