NL8902111A

NL8902111A - Inductieve inrichting.

Info

Publication number: NL8902111A
Application number: NL8902111A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-03-18
Also published as: JPH0389503A; DE69004192T2; EP0414315B1; KR100232024B1; KR910005335A; DE69004192T4; HK177995A; DE69004192D1; ES2048959T3; JP3007930B2; EP0414315A1; US5140291A; DE9011875U1

Description

FIELD OF INVENTION

De uitvinding heeft betrekking op een inductieve inrichting bevattende een zacht magnetische kern die bestaat uit twee E-vormige kernhelften met elk drie evenwijdige benen die verbonden zijn door een juk, welke kernhelften met de vrije uiteinden van de benen tegen elkaar geplaatst zijn, waarbij de middenbenen omgeven zijn door een spoelkoker waarop een wikkeling is aangebracht, en waarbij de buitenste benen zich uitstrekken tussen een bovenste begrenzingsvlak en een onderste begrenzingsvlak, welke begrenzingsvlakken evenwijdig zijn met de lengterichtingen van de benen en de jukken, waarbij de afstand tussen de begrenzingsvlakken bepaald wordt door de afmeting van de buitenste benen in de richting loodrecht op de begrenzingsvlakken, zijnde de hoogte van de buitenste benen, welke hoogte groter is dan de hoogte van de middenbenen, die een met de begrenzingsvlakken evenwijdig symmetrievlak hebben.

BACKGROUND OF THE INVENTION

De inductieve inrichting kan bijvoorbeeld een transformator of een smoorspoel zijn. Een dergelijke transformator is bekend uit US-A 4.760.366. Zulke transformatoren zijn in het bijzonder bestemd om te worden gemonteerd op een paneel met gedrukte bedrading, waarbij de begrenzingsvlakken evenwijdig zijn met het vlak van het paneel. Het onderste begrenzingsvlak is dan het begrenzingsvlak dat het dichtst bij het paneel ligt. De spoelkoker kan voorzien zijn van een aansluitlijst met aansluitpennen die verbonden zijn met uitloperdraden van de wikkeling en in een richting loodrecht op de begrenzingsvlakken onder het onderste begrenzingsvlak uitsteken. De onderste begrenzing van de spoelkoker ligt dan tegen het oppervlak van het paneel aan. De reden waarom de hoogte van het middenbeen kleiner is dan de hoogte van de zjjbenen is, dat hierdoor de bouwhoogte van de kern kleiner kan zijn dan bij conventionele E-kernen. Dit is van belang omdat panelen met gedrukte bedrading vaak boven elkaar gemonteerd worden en de afstand tussen naburige panelen dan zo klein mogelijk moet zijn, bijvoorbeeld 25,4 mm. Aangezien in veel gevallen de transformator het grootste (hoogste) onderdeel op een dergelijk paneel is, moet de hoogte daarvan zo klein mogelijk zijn.

SUMMARY OF THE ÏNVENTÏON

De uitvinding heeft tot doel een transformator van de in de aanhef genoemde soort aan te geven, waarvan de bouwhoogte nog kleiner kan zijn dan die van de bekende transformator, bijvoorbeeld 12,5 mm of kleiner. De transformator volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de onderste begrenzing van het middenbeen zover boven of onder het onderste begrenzingsvlak ligt, dat het symmetrievlak van de middenbenen gelegen is halverwege tussen het bovenste begrenzingsvlak en een met de begrenzingsvlakken evenwijdig vlak dat 0,1 tot 1 mm boven de onderste begrenzing van de spoelkoker ligt.

De uitvinding berust op het inzicht, dat het ten opzichte van de bekende transformator verder verlagen van de bouwhoogte slechts bereikt kan worden door een verlaging van het zacht magnetische juk en/of de spoelkoker. Als gevolg van een verlaging van het juk of de spoelkoker zal respectievelijk boven of onder het middenbeen de beschikbare wikkelruimte afnemen, zodat een deel van de totaal beschikbare wikkelruimte niet benut wordt. De hierdoor verloren wikkelruimte verhoogt de bouwhoogte van de transformator. Bij de transformator volgens de uitvinding is het middenbeen in verticale richting verschoven ten opzichte van het juk (en ten opzichte van de spoelkoker), waardoor toch in alle richtingen nagenoeg dezelfde wikkelruimte ter beschikking staat, zodat deze door de wikkeling geheel gevuld kan worden. De grootte van de wikkelruimte wordt bepaald door de afstand tussen het bovenste begrenzingsvlak van de kern en de bovenste begrenzing van het middenbeen. Deze afstand kan door de ontwerper betrekkelijk vrij gekozen worden, waarna de afmetingen van de spoelkoker kunnen worden aangepast om te voldoen aan de maatregelen volgens de uitvinding. Bij voorkeur bedraagt de afstand tussen de onderste begrenzing van het middenbeen en het onderste begrenzingsvlak ten minste 0,2 mm.

De zijdelingse afmetingen van de wikkelruimte worden bepaald door de afstand tussen de naar elkaar toegekeerde zijvlakken van de middenbenen en de zijbenen. Het is gewenst, deze afstand zo klein mogelijk te maken teneinde zo weinig mogelijk kernmateriaal te gebruiken en het door de transformator op het paneel ingenomen oppervlak zo klein mogelijk te houden. Anderzijds moet deze afstand zo groot zijn dat de van een wikkeling voorziene spoelkoker zonder grote moeite op het middenbeen geschoven kan worden. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de transformator volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de afstand tussen naar elkaar toegekeerde zijvlakken van de middenbenen en de zijbenen 0,1 tot 0,2 mm groter is dan de afstand tussen de bovenzijde van het middenbeen en het bovenste begrenzingsvlak. De speling van 0,1 tot 0,2 mm is voldoende om de spoelkoker met de wikkeling gemakkelijk op het middenbeen te kunnen schuiven, terwijl door het aanbrengen van deze speling veroorzaakte vergroting van de breedte van de transformator verwaarloosbaar klein is.

Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

BRIEF DESCRIPTIQN OF THE DRAWING

Figuur 1 toont een explosie-aanzicht van een spoelkoker met twee kernhelften voor een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een transformator volgens de uitvinding,

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van een van de in figuur 1 getoonde kernhelften,

Figuur 3 toont, een bovenaanzicht van de in figuur 2 getoonde kernhelft,

Figuur 4 toont een schematische dwarsdoorsnede van het complete eerste uitvoeringsvoorbeeld,

Figuur 5 toont een roet figuur 1 overeenkomend aanzicht van onderdelen voor een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een transformator volgende uitvinding,

Figuur 6 toont een met figuur 2 overeenkomende dwarsdoorsnede van een kernhelft voor het tweede uitvoeringsvoorbeeld, en

Figuur 7 toont een met. figuur 4 overeenkomende dwarsdoorsnede van het tweede uitvoeringsvoorbeeld.

DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENT

Figuur 1 toont in explosie-aanzicht twee indentieke kernhelften 1 en een spoelkoker 3. De kernhelften 1 zijn vervaardigd uit zacht magnetisch materiaal, bijvoorbeeld ferriet. Zij hebben ongeveer de vorm van een E met twee zijbenen 5 en een middenbeen 7. De drie benen 5, 7 zijn evenwijdig en zij zijn verbonden door een loodrecht op de benen verlopend juk 9. De spoelkoker 3 bevat een kokervormig middengedeelte 11 met een doorgaande holte 13, waarvan de vorm in dwarsdoorsnede overeenkomt met de dwarsdoorsnede van de middenbenen 7. Aan de beide uiteinden van het middengedeelte 11 zijn twee zich loodrecht op de lengte-as van het middengedeelte uitstrekkende flenzen 15 aangebracht, aan de onderzijde waarvan zich aansluitlijsten 17 bevinden. De spoelkoker is als een geheel uit een geschikte, elektrisch isolerende kunststof gevormd, bijvoorbeeld door spuitgieten. Daarbij zijn de aansluitlijsten 17 voorzien van metalen aansluitpennen 19. Tijdens de fabricage van de transformator wordt op het middengedeelte 11 tussen de flenzen 15 een transformatorwikkeling aangebracht, die bestaat uit een aantal spoelen (in figuur 1 niet getekend). Voor het vervaardigen van bijvoorbeeld een smoorspoel kan volstaan worden met een uit een enkele spoel bestaande wikkeling. Vervolgens worden de beide kernhelften 1 met hun middenbenen 7 in de holte 13 geschoven in de richting van de pijlen 21, 23 totdat de vrije uiteinden van de overeenkomstige benen van de beide kernhelften elkaar raken. J.n deze stand worden de kernhelften 1 gefixeerd, bijvoorbeeld met behulp van lijm of van verende klemmen (niet getekend.)

De figuren 2 en 3 tonen één van de kernhelften 1, respectievelijk in dwarsdoorsnede en in bovenaanzicht. De zijbenen 5 van elke kernhelft 1 strekken zich uit tussen een bovenste begrenzingsvlak 25 en een onderste begrenzingsvlak 27. Deze begrenzingsvlakken zijn in figuur 2 met. streep-stiplijnen aangegeven. Het bovenste begrenzingsvlak 25 is evenwijdig met de lengterichting van de benen 5, 7 en het juk 9 en zijn ligging wordt bepaald door de bovenzijde van de zijbenen 5. Het onderste begrenzingsvlak 27 is evenwijdig met het bovenste begrenzingsvlak 27 en zijn ligging wordt bepaald door de onderzijde van de zijbenen 5. De afstand d tussen de beide begrenzingsvlakken 25, 27 wordt dus bepaald door de hoogte x van de beide zijbenen 5, dat wil zeggen hun afmeting loodrecht op de begrenzingsvlakken. Aangezien de beide kernhelften 1 identiek zijn, vallen de bovenste begrenzingsvlakken 25 na het monteren van de transformator samen, evenals de belde onderste begrenzingsvlakken 27. Opgemerkt. dient te worden, dat begrippen als "boven", "onder" en "hoogte" in deze beschrijving relatief moeten worden opgevat. Als onderzijde van de transformator wordt beschouwd de zijde die bestemd is om bij de montage van de transformator op bijvoorbeeld een paneel met gedrukte bedrading naar dit paneel toegekeerd te zijn. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is dit de zijde, waar zich de contactlijsten 17 bevinden. De aanduiding "onderzijde van de transformator" verandert dus niet, wanneer de transformator in een andere dan de getekende stand geplaatst wordt, bijvoorbeeld verticaal.

In figuur 3 is te zien, dat de lengte van de drie benen 5, 7 even groot is, zodat de uiteinden van de benen van de beide kernhelften elkaar gelijktijdig raken, wanneer deze kernhelften met de middenbenen 7 in de holte 13 geschoven worden. Indien het gewenst is, dat de kern een luchtspleet bevat, kan de lengte van de middenbenen 7 iets kleiner gekozen worden dan de lengte van de zijbenen 5. In figuur 2 is te zien, dat de hoogte y van het middenbeen 7 kleiner is dan de hoogte x van de zijbenen 5 en dat de hoogte y van het middenbeen kleiner is dan de breedte z van het middenbeen.

Figuur 4 toont een met figuur 2 overeenkomende dwarsdoorsnede van de complete transformator met een om het middengedeelte 11 van de spoelkoker 3 aangebrachte wikkeling 29. Het middenbeen 7 heeft een met de begrenzingsvlakken 25, 27 evenwijdig symmetrievlak 31 dat gelegen is halverwege tussen het bovenste begrenzingsvlak 25 en een met de begrenzingsvlakken evenwijdig vlak 33 dat 0,1 tot 1 mm boven de onderste begrenzing 34 van de spoelkoker 3 ligt. In het getoonde voorbweld valt de onderste begrenzing 34 van de spoelkoker 3 samen met de onderzijde van de contactlijst 17. Het is ook mogelijk aan de onderzijde van de contactlijsten 17 uitsteeksels aan te brengen, waarvan de onderzijde de onderste begrenzing 34 definieert (niet getekend). Bij voorkeur bedraagt de afstand tussen het vlak 33 en de onderste begrenzing 34 van de spoelkoker 3 0,5 mm. De vlakken 31 en 33 zijn .in figuur 4 met streep-stiplijnen aangegeven. De onderste begrenzing van het middenbeen 7 ligt, zoals in figuur 3 te zien is, boven het onderste begrenzingsvlak 27. De afstand .is bij voorkeur ten minste 0,2 mm en kan afhankelijk van de afmetingen van de kern en de benodigde winkelruimte groter gekozen worden, tot ongeveer 2 mm. Dank zij de beschreven constructie strekt de wikkeling 29 zich uit tussen de vlakken 25 en 33 en vult zij de beschikbare ruimte aan de boven- en onderzijde nagenoeg geheel op. Er blijft dus boven en onder de wikkeling 29 nagenoeg geen ruimte over, die de totale hoogte van de transformator zou vergroten. De tussen het vlak 33 en de onderzijde 34 van de spoelkoker 3 bestaande afstand van 0,1 tot 1 mm is nodig pm na montage van de transformator op een paneel met gedrukte bedrading enige afstand tussen dit paneel en de wikkeling 29 te houden, zodat lucht om de wikkeling kan stromen van om deze te koelen. Bij de montage komt namelijk in het algemeen de onderzijde 34 van de spoelkoker tegen het paneel te liggen.

De afstand tussen de zijvlakken 35 van de zijbenen 5 en de naar deze zijvlakken toegekeerde zijvlakken 37 van het middenbeen 7 is 0,1 tot 0,2 mm groter dan de afstand tussen de bovenzijde van het middenbeen en het bovenste begrenzingsvlak 25. Daardoor is tussen het middenbeen 7 en de zijbenen 5 juist voldoende ruimte om de spoelkoker 3 met de wikkeling 29 zonder moeite op het m.iddenbeen te kunnen schuiven. Wanneer deze afstand groter zou zijn, zou de ruimte door de wikkeling 29 niet meer geheel opgevuld worden, zodat de transformator onnodig breed zou worden. Dit zou tot gevolg hebben, dat meer materiaal nodig zou zijn voor het vormen van de kern en dat de transformator meer oppervlak in beslag zou nemen op een paneel met gedrukte bedrading.

Aangezien de wikkeling 29 de beschikbare ruimte vrijwel geheel vult, is er boven en onder deze wikkeling nagenoeg geen plaats meer om uitloperdraden van de wikkeling naar de aansluitpennen 19 te leiden. Daarom is ongeveer halverwege het juk 9 aan de bovenzijde een uitsparing 39 aangebracht, waar de (niet getekende) uitloperdraden doorheen geleid kunnen worden. Overeenkomstige uitsparingen 41 bevinden zich aan de bovenzijde van de flenzen 15.

De figuren 5 tot en met 7 tonen een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een transformator volgens de uitvinding. In deze figuren zijn elementen, die overeenkomen met elementen van het eerste uitvoeringsvoorbeeld, aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers als in de overeenkomstige figuren 1, 2 en 4, echter voorzien van een accent.

Het belangrijkste verschil met het eerste uitvoeringsvoorbeeld is, dat de onderste begrenzing van het middenbeen 7' niet boven maar onder het onderste begrenzingsvlak 27' ligt (zie figuur 6). De afstand kan ook in dit geval ongeveer 0,2 tot 2 mm bedragen. De hoogte x' van de zijbenen 5' is kleiner dan de hoogte x in het eerste uitvoeringsvoorbeeld. De hoogte van de aansluitlijsten 17' is dienovereenkomstig groter, zodat het symmetrievlak 31' ook in het tweede uitvoeringsvoorbeeld halverweg ligt tussen het bovenste begrenzingsvlak 25' en het met de begrenzingsvlakken 25', 27' evenwijdige vlak 33' dat 0,1 tot 1 mm boven de onderste begrenzing 34' van de spoelkoker 3' ligt. Zoals in figuur 7 duidelijk te zien is, vult ook bij het tweede uitvoeringsvoorbeeld de wikkeling 29' de beschikbare ruimte tussen de vlakken 25' en 33' nagenoeg geheel op.

In figuur 5 is te zien, dat het middenbeen 7' een gedeelte 43 heeft, dat onder het juk 9' en de buitenste benen 5' gelegen is. De aansluitlijsten 17' zijn aan de bovenzijde in het midden voorzien van een uitsparing 45 om te voorkomen, dat zij door hun grote hoogte de holte 13' gedeeltelijk afsluiten.

De beide beschreven uitvoeringsvoorbeelden laten zien, dat de ontwerper van een transformator volgens de uitvinding een grote vrijheid heeft in het kiezen van de vorm van de kernhelften. Daardoor kan de transformator betrekkelijk gemakkelijk worden aangepast aan de door diverse toepassingen gestelde eisen.

Claims

1. Inductieve inrichting bevattende een zacht magnetische kern die bestaat uit twee E-vormige kernhelften (1) met elk drie evenwijdige benen (5, 7) die verbonden zijn door een juk (9), welke kernhelften met de vrije uiteinden van de benen tegen elkaar geplaatst zijn, waarbij de middenbenen (7) omgeven zijn door een spoelkoker (3) waarop een wikkeling (29) is aangebracht, en waarbij de buitenste benen (5) zich uitstrekken tussen een bovenste begrenzingsvlak (25) en een onderste begrenzingsvlak (27), welke begrenzingsvlakken evenwijdig zijn met de lengterichtingen van de benen en de jukken, waarbij de afstand (d) tussen de begrenzingsvlakken bepaald wordt door de afmeting van de buitenste benen in de richting loodrecht op de begrenzingsvlakken, zijnde de hoogte (x) van de buitenste benen, welke hoogte groter is dan de hoogte (y) van de middenbenen, die een met de begrenzingsvlakken evenwijdig symmetrievlak (31) hebben, met het kenmerk, dat de onderste begrenzing van het middenbeen (7) zover boven of onder het onderste begrenzingsvlak (27) ligt, dat het symmetrievlak (31) van de middenbenen (7) gelegen is halverwege tussen het bovenste begrenzingsvlak (25) en een met de begrenzingsvlakken (25, 27) evenwijdig vlak (33) dat 0,1 tot 1 mm boven de onderste begrenzing (34) van de spoelkoker (3) ligt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afstand tussen de onderste begrenzing van het middenbeen (7) en het onderste begrenzingsvlak (27) ten minste 0,2 mm bedraagt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de afstand tussen naar elkaar toegekeerde zijvlakken (35, 37) van de middenbenen (7) en de zijbenen (5) 0,1 tot 0,2 mm groter is dan de afstand tussen de bovenzijde van het middenbeen en het bovenste begrenzingsvlak (25).

4. Combinatie van een zacht magnetische kern en een spoelkoker, geschikt voor het vervaardigen van een inrichting volgens één der voorgaande conclusies.