SE525919C2 - Tillverkning av toroidtransformatorer - Google Patents

Description

25 30 F'TF ara 919 2 Andra exempel ses i US-patent 6,l45,774, 4,765,86l och 4,896,839.

I US-patent 4,779,8l2 lindas högspänningslindningen i form av ett antal kilformade knippen, vilka sedan anordnas i två förformade, halvcirkelformade sektioner, vilka var och en motsvarar ungefär hälften av transformatorn. Varje kilformat knippe lindas och bildas från en kontinuerligt sammanhängande tråd, men endast omkring 30 till 50 procent av den totala längden av lindningen tilläts att lindas en kontinuerligt sammanhängande tråd. En enda, kontinuerlig, bandliknande remsa, eller ett antal parallellt anordnade remsor, inmatas sedan genom ett gap mellan näraliggande ändar av de halvcirkelformade sektionerna och vrids på plats inuti en làngsträckt passage av lindningsbågar som är bildad i nämnda sektioner så att en kärna bildas. Remorgan, som är i ingrepp med det radiellt yttersta varvet av nämnda kärna när denna bildas i passagen av lindningsbàgar, används för att underlätta bildandet av nämnda kärna.

Anordningen som visas i US 4,779,8l2 är i huvudsak avsedd för tillverkning av stora toroidtransformatorer som inte är applicerbara i elektrisk utrustning av litet format, såsom exempelvis adaptrar. Den individuella lindningen av de många kilformade knippena, anordnandet av dem så att nämnda làngsträckta passage av lindningsbàgar bildas och den därpå följande inmatningen av remsan genom nämnda passage är, vidare, en omständlig, relativt arbetskraftsintensiv och tidskrävande process som inte är lämpad för automatiserad massproduktion av små transformatorer upp till 50 VA.

Utan tvivel föreligger ett behov av en metod med vilken det är möjligt att effektivt tillverka toroid- transformatorer till låg produktionskostnad, vilken är 10 15 20 25 30 särskilt anpassad till automatiserad massproduktion av små transformatorer upp till 50 VA, som är lämpliga att användas i elektrisk utrustning, såsom adaptrar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att överbrygga nackdelarna av de typer som beskrivs ovan.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod och ett system för tillverkning av små toroidtransformatorer, företrädesvis upp till 50 VA, vilka har egenskaper som gör metoden särskilt lämpad för automatiserad masstillverkning.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma toroidtransformatorer som kännetecknas av låg produktionskostnad, lägre tomgângsförluster, högre effektivitet, låg vikt och liten volym, vilket gör dem speciellt lämpade för användning i elektrisk utrustning, såsom adaptrar.

Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning hänför den sig till en metod för tillverkning av toroid- transformatorer, innefattande stegen att anordna en lindning kring periferin av åtminstone en ihålig bobin av långsträckt form och av flexibelt material; böja nämnda åtminstone enda bobin, tillsammans med nämnda lindning, så att bobinens ändar förs mot varandra, varvid en av nämnda bobins ändar definierar en öppning; och inmata ett band av magnetiskt material genom nämnda öppning, så att nämnda band vrids ett erforderligt antal tätt samman- packade varv inuti nämnda bobin tills väsentligen hela den inre håligheten i bobinen fylls, varvid nämnda band därigenom bildar en kärna. 10 15 20 25 30 4 Föreliggande uppfinning löser problemen med känd teknik som är förknippade med att linda lindningen på en kontinuerligt sammanhängande ringformad kärna med användning av konventionella lindningsmaskiner. Vanligen förekommer två olika lindningsprocesser enligt känd teknik. För det första, vilket är det vanligaste, träds tråden upprepade gånger genom det tomma mittenhàlet i transformatorn. För det andra finns en metod som använder en slavrulle så som visas, exempelvis, 4,77l,957. i US-patent I föreliggande uppfinning är denna slavrulle ersatt av en process där lindningen först lindas kring en rak bobin. Detta förfarande förenklar och snabbar upp lindingen betydligt jämfört med båda de beskrivna metoderna enligt känd teknik.

Processen enligt föreliggande uppfinning, enligt vilken lindningen lindas kring en rak bobin, medger vidare att lindningen kan lindas i ett enda snabbt hanteringssteg, medan detta inte är fallet för lösningen som visas i US-patent 4,779,8l2, där de kilformade segmenten vanligen endast medger att mellan 30 och 50 procent av den totala längden av lindningen lindas från en kontinuerlig tråd, något som minskar effektiviteten hos transformatorn.

Dessutom gör föreliggande uppfinning det möjligt att minska den relativa storleken av det tomma mittenhålet i toriodtransformatorn, eftersom detta hål i princip inte är nödvändigt alls för att möjliggöra lindningsprocessen när metoden enligt föreliggande uppfinning används. Den minskade storleken av mittenhålet leder till en kortare magnetbanesträcka (d v s ”magnetic path length", MPL), vilket gör att färre lindningsvarv behöver lindas och att det är lättare att erhålla större flöden. Detta gör det även möjligt att minska den relativa storleken pà hela 10 15 20 25 30 5235 919 5 toroidtransformatorn, så att denna blir ännu lämpligare för användning i olika typer av elektrisk utrustning.

Enligt en föredragen utföringsform av metoden enligt föreliggande uppfinning, innefattar denna det ytterligare steget att klippa av nämnda band i en önskad längd efter att nämnda band inmatats genom nämnda öppning. Steget att klippa av nämnda band efter att nämnda band inmatats genom nämnda öppning har den särskilda fördelen att man inte nödvändigtvis behöver klippa av bandet före det att inmatningssteget påbörjas, vilket innebär väsentliga tidsbesparingar jämfört med det fall där man måste klippa av bandet i anpassade längder i förväg. Istället är det enligt föreliggande uppfinning möjligt att utföra inmatningssteget med användning av bandrullar direkt, sådana de levereras av leverantören. Detta innebär att föreliggande metod är billigare, enklare och mer lämpad för automatiserad masstillverkning.

Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, innefattar denna det ytterligare steget att förböja nämnda band vid den ände av detsamma som först avses att inmatas genom nämnda öppning. Steget att förböja bandet bidrar till att få bandet att sträva mot centrum av bobinen (d v s den inre krökningen av hàligheten). Med andra ord minskar förböjningssteget slapphet hos bandet och gör det lättare för detta att vridas inuti bobinen, varvid risken för att bandet skall gå sönder eller fastna till följd av kärvning eller på grund av för hög friktion eller liknande orsaker minskas.

Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, innefattar denna det ytterligare steget att förse ett parti av nämnda band som först inmatas i nämnda bobin väsentligen motsvarande de två första vridna varven inuti nämnda bobin av nämnda band, på den sida som vetter mot l0 15 20 25 30 529 919 6 den inre krökningen i den inre håligheten i nämnda bobin, med ett skikt som har låg friktionskoefficient för under- lättande av glidning av nämnda band när detta vrids inuti nämnda bobin. Detta làgfriktionsskikt verkar huvudsakligen för att motverka problem som är relaterade till stopp eller kärvning av bandet, vilket ofta inträffar när band lindas enligt känd teknik.

Vidare åstadkommes nämnda skikt företrädesvis av åtminstone något av en vidhäftande tejp som har en första sida med låg friktionskoefficient och en andra sida som är vidhäftande, en beläggning som har låg friktionskoefficient, och en fluid. Alla dessa typer av skikt är enkelt applicerbara och därmed speciellt lämpade för automatiserad masstillverkning. I Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, innefattar denna det ytterligare steget att anordna ett flexibelt kraftöverföringsorgan så att det är i kontinuerlig samverkan med det innersta varvet av nämnda band, för att ytterligare underlätta glidning av nämnda band när detta vrids inuti nämnda bobin, så att en kärna bildas. Det flexibla kraftöverföringsorganet verkar för att förbättra fyllnadsgraden av bandet inuti bobinen, antingen genom att överföra en dragkraft eller en tryck- kraft, eller bådadera. Vidare innefattar kraftöverföringsorganet företrädesvis åtminstone något av en tråd, en vajer, en kedja, en vidhäftande tejp, en rem, en magnetisk kraft, en rullanordning och en ingreppsanordning. I vilket fall som helst är nämnda flexibla kraftöverföringsorgan återanvändbart och lätt att anordna, så att nämnda flexibla kraftöverföringsorgan är lämpligt för automatiserad masstillverkning.

Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, så innefattar denna det ytterligare steget att anordna 10 l5 20 25 30 mellanliggande organ i anslutning till nämnda band för förmedling av samverkan mellan nämnda flexibla kraftöverföringsorgan och nämnda band, varvid nämnda mellanliggande organ bringas i ingrepp med nämnda kraftöverföringsorgan längs en sträcka som motsvarar åtminstone en bråkdel av det innersta varvet inuti nämnda bobin av nämnda band.

Nämnda mellanliggande organ innefattar företrädesvis åtminstone något av en vidhäftande tejp, en vidhäftande beläggning, ett lim, ett spår och en ingreppsanordning.

Det mellanliggande organet är anpassat till att bringas i ingrepp med både bandet och det flexibla kraftöverföringsorganet så att det flexibla kraftöverföringsorganets rörelse överförs till bandet så att detta lättare kan vridas inuti bobinen. Det mellanliggande organet är så beskaffat att det hanterar stora friktionskrafter.

I en föredragen utföringsform innefattar nämnda mellanliggande organ ett från nämnda band utskjutande parti av nämnda skikt. Detta hänför sig, enligt en utföringsform av uppfinningen, till ett fall där nämnda skikt åstadkommas av en vidhäftande tejp som är fixerad vid den del av bandet som är avsedd att först inmatas genom öppningen in i bobinen. Nämnda tejp är fixerad så att en del av den vidhäftande sidan av tejpen skjuter ut utanför bandet, så att delen är fri att bringas i ingrepp med det flexibla kraftöverföringsorganet, vilket i detta fall företrädesvis kan innefatta en tråd eller vajer.

Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, innefattar steget att inmata bandet av magnetiskt material genom öppningen dessutom stegen att rotera nämnda böjda bobin tillsammans med nämnda lindning och stoppa, väsentligen momentant, rotationen av nämnda böjda 10 15 20 25 30 E"\T -J¿.J 919 8 bobin tillsammans med nämnda lindning. En huvudsaklig fördel med detta är användningen av principerna för masströghetsmoment, genom vars effekt bandet tvingas föras genom nämnda öppning in i bobinen och vrida sig själv inuti nämnda bobin i en enda operation på sådant sätt att det är enkelt att anpassa för automatiserad masstillverkning.

Enligt en annan föredragen utföringsform av metoden, innefattar steget att inmata nämnda band av magnetiskt material genom nämnda öppning dessutom stegen att injicera ett medium genom nämnda öppning, för att därigenom åstadkomma ett mellanrum mellan den yttre krökningen i den inre hàligheten i nämnda bobin, när nämnda bobin är i sitt böjda läge, och nämnda band, samt leda nämnda medium ut ur nämnda bobin.

Nämnda medium skall företrädesvis verka för att minska friktionskrafterna mellan den yttre krökningen av den inre hàligheten i den ihåliga bobinen och bandet när det sistnämnda vrids inuti bobinen. Dessutom har nämnda medium fördelen att hjälpa till att trycka bandet ytterligare inåt, med hjälp av sammantryckande krafter som verkar på bandet till följd av rörelsen hos det injicerade mediet. Nämnda medium innefattar företrädesvis åtminstone något av en gas och en fluid. Möjligen kan emellertid mediet även innefatta en solid, såsom ett pulver.

Vidare, i en föredragen utföringsform, utförs nämnda metod för tillverkning av toroidtransformatorer i ett magnetiskt fält. Nämnda magnetiska fält är företrädesvis ett variabelt magnetiskt fält och har två huvudsakliga fördelar jämfört med känd teknik. För det första förser det magnetiska fältet bandet med magnetiska, vidhäftande egenskaper så att varven av bandet klibbar ihop med 10 15 20 25 30 525 919 9 varandra medan bandet vrids inuti bobinen. Detta bidrar till att forma en tätt sammanpackad kärna, som har föredragna elektromagnetiska egenskaper. För det andra kan det magnetiska fältet orsaka en vridkraft på nämnda band, vilket ytterligare underlättar bildandet av kärnan.

Detta kan särskilt vara fallet om det magnetiska fältet àstadkommes med olika styrka i olika avsnitt längs den böjda bobinen och sedan rotera toroiden kring huvudaxeln.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning hänför den sig till en bobin för tillverkning av toroidtransformatorer, väsentligen innefattande ett långsträckt rör, kännetecknat av att nämnda långsträckta rör är gjort av ett flexibelt material och anpassat till att böjas, så att nämnda långsträckta rörs ändar kan föras mot varandra, varvid en av nämnda långsträckta rörs ändar definierar en öppning, och av att nämnda långsträckta rörs inre hålighet har ett väsentligen rektangulärt tvärsnitt.

Bobinens huvudsakliga fördel är att den medger att lindningen lindas genom användning av konventionella lindningsmaskiner. Detta beror på att nämnda lindning kan utföras längs en rak sträka, då bobinen är i utsträckt läge, medan toroidtransformatorer traditionellt tillverkas så att lindningen av spolen utförs runt en ringformad kärna, för vilka nackdelarna beskrivits ovan.

En annan fördel med bobinen enligt föreliggande uppfinning är att den åstadkommer tillräcklig isolering för att motstå spänningspàkänningar mellan kärnan och de omgivande lindningarna i toroidtransformatorn, eftersom bobinen kvarblir som en del av den slutligt sammansatta toroidtransformatorn som tillverkats med metoden enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 5 21 5 919 10 Vidare är bobinen av flexibelt material och anpassad till att böjas så att så att bobinens ändar kan föras mot varandra. Det flexibla materialet kan exempelvis vara ett plastmaterial eller gummi som medger att bobinen kan utföras i ett stycke med hjälp av plastgjutning eller liknande metoder. I en utföringsform är nämnda flexibla material ett lågfriktionsmaterial. Detta är speciellt en fördel för den inre håligheten hos bobinen, vilket gör det lättare att vrida bandet inuti bobinen. Alternativt kan bobinen beläggas med en lågfriktionsbeläggning på insidan av den inre hàligheten.

Bobinens inre ihåliga tvärsnitt har företrädesvis en väsentligen rektangulär form för att bobinen skall kunna mottaga och inrymma kärnmaterialet, då detta kärnmaterial kommer i form av ett band som har ett väsentligen tillplattat, band, rektangulärt format tvärsnitt, så att nämnda när detta vrids och tätt lindas inuti bobinen, bygger upp en kärna med väsentligen rektangulärt tvärsnitt. _ 4 Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning hänför den sig till ett system för tillverkning av toroidtransformatorer, innefattande organ utförande av nämnda metod för tillverkning av toroidtransformatorer.

Fördelarna som uppnås med detta system motsvarar V V fördelarna med nämnda metod för tillverkning av toroidtrans-formatorer enligt föreliggande uppfinning och fördelarna med nämnda bobin för tillverkning av toroidtransformatorer enligt föreliggande uppfinning, vilka diskuterats tidigare.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning hänför den sig till en toroidtransformator som tillverkats med ovanstående metod. En sådan 10 15 20 25 30 ll toroidtransformator kan användas i elektrisk utrustning, såsom adaptrar.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning ritningarna, i vilka: Fig 1 är en perspektivvy av en bobin enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, avsedd att användas för tillverkning av toroidtransformatorer, Pig 2 är en perspektivvy, innefattande en partiell förstoring, av en utföringsform av bobinen enligt föreliggande uppfinning, där bobinens ändar är försedda med sammanfogningsorgan, Fig 3 är en perspektivvy, med partiell genomskärning, som visar en annan utföringsform av bobinen enligt föreliggande uppfinning, innefattande en spåruppsättning, Fig 4 är en perspektivvy av bobinen i fig l med en lindning lindad runt bobinen, Fig 5 är en perspektivvy av bobinen.när denna böjs tillsammans med nämnda lindning, så att bobinens ändar förs mot varandra, varvid en av nämnda bobins ändar definierar en öppning, Fig 6 är en perspektivvy av den böjda bobinen i fig 3 som visar inmatningen av ett band av magnetiskt material genom nämnda öppning, varvid nämnda band därigenom bildar en kärna, och ett flexibelt kraftöverföringsorgan som är anordnat så att nämnda flexibela kraftöverföringsorgan samverkar med nämnda band, vilket ytterligare underlättar bildandet av nämnda kärna, 10 15 20 25 30 f: '-3 T. w) f.. 919 12 Fig 7 är ett flödesschema som motsvarar en utföringsform av metoden för tillverkning av toroidtransformatorer enligt föreliggande uppfinning.

Fig 8 är en illustration av metoden enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utförd i ett magnetiskt fält, Fig 9 visar, från vänster till höger, processen varmed transformatorn roteras och stoppas, enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, och Fig l0 är en perspektivvy som visar ett band av magnetiskt material som inmatas i en böjd bobin (visad transparent) och ett flexibelt kraftöverföringsorgan som är så anordnat att det samverkar med nämnda band via mellanliggande organ.

Fig ll är en principiell, schematisk illustration av en rullanordning som är placerad utanför bobinen för utförande av förböjningsoperationen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning kommer nu, i exemplifierande och illustrerande syfte, att beskrivas mer i detalj, med hänvisning till ritningarna.

Fig 1 är en perspektivvy av en bobin 10 enligt föreliggande uppfinning som är avsedd att användas för tillverkning av toroidtransformatorer.

Bobinen 10 innefattar väsentligen ett làngsträckt rör av flexibelt material. Nämnda flexibla material kan exempelvis vara ett plastmaterial eller gummi, vilket, vid sidan av att göra bobinen 10 anpassad till att böjas så att nämnda lángsträckta rörs ändar kan föras mot varandra, även ger den ytterligare fördelen att 10 15 20 25 30 13 åstadkomma tillräcklig isolering för att motstå spänningspåkänningar mellan kärnan och de omgivande lindningarna i toroidtransformatorn, eftersom bobinen 10 kvarblir som en del av den slutligt sammansatta toroidtransformatorn som tillverkats med metoden enligt föreliggande uppfinning. Nämnda flexibla material medger vidare att bobinen kan utföras i ett stycke genom plastgjutning eller liknande metoder. I en utföringsform är nämnda flexibla material ett lågfriktionsmaterial.

Speciellt för den inre håligheten av bobinen 10 gör detta lågfriktionsmaterial det lättare att vrida bandet 40 inuti bobinen 10. Alternativt kan bobinen 10 beläggas med en lågfriktionsbeläggning inuti håligheten.

Bobinens inre ihåliga tvärsnitt 11 har företrädesvis en väsentligen rektangulär form för att bobinen 10 skall kunna mottaga och inrymma kärnmaterialet, då detta kärnmaterial kommer i form av ett band som har en väsentligen tillplattat, rektangulärt format tvärsnitt, så att nämnda band, när detta vrids och tätt lindas inuti bobinen, bygger upp en kärna med väsentligen rektangulärt tvärsnitt.

Dessutom visar fig 1 en utföringsform av bobinen 10 som innefattar en första sektion 14 för en primärlindning och en andra sektion 15 för en sekundärlindning. I en annan utföringsform innefattar bobinen 10 emellertid endast en sektion där primär- och sekundärlindningarna lindas ovanpå varandra, båda längs med hela den làngsträckta bobinen. D v s, i detta fall finns ingen avdelande del i mitten längs den långsträckta bobinen. I vilket fall som helst sker lindningen före det att bobinen böjs.

Fig 2 är en perspektivvy, innefattande en partiell förstoring, av en utföringsform av en bobin 10 enligt 10 15 20 25 30 F, f? F" \J l:- J 919 14 föreliggande uppfinning för tillverkning av toroidtransformatorer, där, som en särskild egenskap, bobinens ändar företrädesvis är försedda med sammanfogningsorgan 12 som är anpassade till att sammanfoga ändarna i en enda operation och på så sätt säkra fästningen av bobinändarna vid varandra. Detta medger att en toroidform formas och bibehàlles efter att lindningen lindats runt bobinen 10. Dessa sammanfogningsorgan 12 kan, exempelvis, innefatta en klämanordning som är förformad med hjälp av plastgjutning av bobinen och därigenom en del av bobinen själv, såsom i fig 2, eller innefatta tillskott av en vidhäftande beläggning. Hål 21 används under inmatningssteget, så att ett mellanrum lämnas mellan bobinens ändar genom vilket bandet kan införas, och hål 22 används för att helt sluta toroidringen när det inre av bobinen fyllts tillfredsställande.

Fig 3 är en perspektivvy, med partiell genomskärning, som visar en annan utföringsform av bobinen 10 enligt föreliggande uppfinning, innefattande en spåruppsättning l3 som innefattar åtminstone ett spår som är anordnat på insidan av nämnda bobin för att styra nämnda flexibla kraftöverföringsorgan 50, varvid nämnda spåruppsättning 13 blir spiralformat anordnad längs den yttre krökningen av det inre av nämnda ihåliga bobin när denna är i böjt läge. Spåruppsättningen 13 är anpassad till att mottaga det flexibla kraftöverföringsorganet 50 och positionera det innan det dras åt och förs mot de mellanliggande organet. På så sätt underlättar spåruppsättningen 13 anordnandet av det flexibla kraftöverföringsorganet.

Fig 4 är en perspektivvy av bobinen i fig l med en lindning 20 lindad runt bobinen, motsvarande det första 10 15 20 25 30 5235 919 15 huvudsteget S10 i metoden enligt föreliggande uppfinning.

I fig 4 innefattar lindningen 20 en primärlindning som är lindad kring en första sektion 14 och en andra lindning som är lindad kring en andra sektion 15. Mest föredraget utförs lindningen med hjälp av konventionella lindningsmaskiner i en automatiserad operation.

Fig 5 är en perspektivvy som visar nämnda bobin 10 i fig 2 när denna böjs, tillsammans med nämnda lindning 20, motsvarande det andra huvudsteget S20 i fig 7. Till vänster visas bobinen 10 just före det att den böjs och till höger visas bobinen 10 så som den är beskaffad när den böjs så att bobinens ändar förs mot varandra, varvid en av nämnda bobins ändar definierar en öppning.

Fig 6 är en perspektivvy av den böjda bobinen 10 i fig 3 med en lindning 20, motsvarande det tredje huvudsteget S30 i fig 7, som visar inmatningen av ett band av magnetiskt material genom nämnda öppning 30, så att nämnda band 40 vrids ett erforderligt antal tätt sammanpackade varv inuti nämnda bobin 10 till dess väsentligen hela den inre håligheten i nämnda bobin 10 är fylld, varvid nämnda band 40 därigenom bildar en kärna.

Fig 6 visar även ett flexibelt kraftöverföringsorgan 50 som är anordnat så att nämnda flexibla kraftöverföringsorgan samverkar med nämnda band 40, vilket ytterligare underlättar bildandet av nämnda kärna, när den vrids inuti nämnda bobin.

Som konstaterats ovan verkar det flexibla kraftöverföringsorganet 50 för att förbättra fyllnadsgraden av bandet 40 inuti bobinen, antingen genom att överföra en dragkraft eller en tryckkraft, eller bàdadera. Företrädesvis är nämnda flexibla kraftöverföringsorgan 50 i kontinuerlig samverkan med kärnans innersta bandvarv under hela inmatningssteget. 10 15 20 25 30 KVF? .1aH) 9,19 16 Detta innebär att nämnda flexibla kraftöverföringsorgan 50 inte behöver anpassas till ökad diameter på kärnan när denna bildas inuti bobinen, vilket betyder en enklare process jämfört med, exempelvis, US-patent 4,779,8l2 i vilket bältorgan är anordnade att vara i ingrepp med det yttre varvet hela tiden under vridningsprocessen.

Vidare innefattar nämnda kraftöverföringsorgan 50 företrädesvis en träd eller en vajer. I andra utföringsformer kan det emellertid innefatta åtminstone något av en kedja, en vidhäftande tejp, en rem, en magnetisk kraft, en rullanordning och en ingreppsanordning. I vilket fall som helst är nämnda flexibla kraftöverföringsorgan återanvändbart och lätt att anordna, så att nämnda flexibla kraftöverföringsorgan är lämpligt för automatiserad masstillverkning.

Arrangemanget med ett flexibelt kraftöverföringsorgan visas även i fig 10, vilken beskrivs ytterligare i anslutning till beskrivningen av _ steg S24 nedan.

Fig 7 är ett flödesschema som motsvarar en utföringsform av metoden för tillverkning av toroidtransformatorer enligt föreliggande uppfinning. I beskrivningen nedan hänför sig sifferhänvisningarna, det vill säga andra än de som representerar stegen enligt metoden, till samma sifferhänvisningar som i tidigare figurer fig 1 till 6 och de efterföljande figurerna 8 till 10.

I steg S10 anordnas en lindning 20 kring periferin av en ihålig bobin 10 av làngsträckt form och av flexibelt material. Lindningen utförs genom användning av en konventionell lindningsmaskin.

Därefter, i steg S20, böjs bobinen 10 tillsammans med lindningen 20 som är lindad runt den, så att bobinens 10 15 20 25 30 17 ändar förs mot varandra och en av nämnda bobins ändar definierar en öppning 30 genom vilken kärnmaterialet kan matas.

I en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning utförs böjningssteget genom en anordning eller ett system som innefattar ett flertal krokformade stänger eller rör, vilka har ett första rakt parti och ett andra väsentligen cirkulärt parti, på vilka bobinen 10 träs, varvid nämnda stänger eller rör är anpassade till att överföra olika temperaturer till bobinen 10, på så sätt att när bobinen träs på det första raka partiet av nämnda stång eller rör så värms den upp, vilket gör den anpassad till att böjas när den framflyttas till det andra cirkulära partiet. När den har formats till en toroid, genom att helt ha trätts på det andra cirkulärformade partiet, kyls bobinen 10 av, vilket bidrar till att bilda och bibehålla bobinens toroidform. Efter avkylningen av bobinen 10 kan den tas bort från stång- eller röranordningen och överföras till nästa steg i processen.

Nästa huvudoperation enligt metoden, vilken utförs i steg S30, är att inmata ett band 40 av magnetiskt material genom nämnda öppning 30, så att nämnda band 40 vrids ett erforderligt antal tätt sammanpackade varv inuti nämnda bobin 10 tills väsentligen hela den inre håligheten i bobinen fylls, varvid nämnda band 40 därigenom bildar en kärna.

Emellertid, i den särskilda utföringsfom av föreliggande uppfinning som beskrivs i fig 7 så utförs även ett antal ytterligare steg, S21 till S25, vilka alla på olika sätt förbereder och underlättar inmatningen av bandet 40 in i bobinen 10 och som beskrivs mer i detalj nedan. Vidare, vilket kommer att klargöras mer i detalj senare, bidrar även stegen S31 till S36 på olika sätt 10 15 20 25 30 52? 5 919 18 till att underlätta inmatningen av bandet 40 in i bobinen 10.

Så, i steg Sl, efter det att bobinen 10 böjts tillsammans med lindningen 20 kring den, förböjs först bandet 40 vid den ände av detsamma som först avses att inmatas genom öppning 30.

Förböjningsoperationen utförs företrädesvis genom en rullanordning, anordnad på utsidan av öppning 30, vilken rullanordning illustreras principiellt i fig ll. Nämnda rullanordning verkar också som en pàskjutningsanordning, vilken påskjuter band 40 mot och genom öppning 30 in i bobinen 10, vilket ytterligare underlättar vridningen av kärnmaterialet inuti bobinen. Tack varei förböjningsoperationen blir bandet bättre anpassat till att sträva mot bobinens mitt (d v s den inre krökningen av hàligheten), när detta vrids. Med andra ord minskar förböjningssteget risken för glapp och gör det lättare för bandet att vrid-as inuti bobinen, vilket minskar risken för att bandet skall gå sönder eller fastna på grund av kärvning eller för hög friktion eller liknande skäl.

Därefter, i steg S22, förses det särskilda parti av nämnda band 40 som först inmatas i bobinen 10, där nämnda parti väsentligen motsvarar det första vridna varvet inuti nämnda bobin 10 av nämnda band 40, på den sida av nämnda band 40 som vetter mot den inre krökningen av den inre håligheten i bobinen 10, med ett skikt som har låg friktionskoefficient för underlättande av glidning av nämnda band 40 när detta vrids inuti nämnda bobin.

Genom detta förfarande minskas problem som är relaterade till stopp eller kärvning av bandet 40 som annars skulle kunna inträffa. Vidare bidrar skiktet till att överföra en vridkraft till en klämmande kraft, vilket 10 15 20 25 30 (fl fa LH vD __.) \D 19 gör att det inte längre är nödvändigt att förse bandet med en svetsfog för att fixera det innersta varvet av bandet, så som, exempelvis, i US-patent 4,779,8l2, något som för övrigt inte skulle vara lämpligt eller ens möjligt med metoden enligt föreliggande uppfinning på grund av den slutna strukturella formen av den böjda bobinen med den kringliggande lindningen.

Vidare motsvarar väsentligen nämnda parti av nämnda band som först inmatas i bobinen det första vridna varvet inuti nämnda bobin av nämnda band. Det är väsentligen det innersta varvet av bandet som direkt och aktivt befinner sig i närkontakt med bobinen. Att applicera nämnda låg- friktionsskikt till ytterligare varv skulle i själva verket kunna motverka den fortsatta åtdragningen av varven inuti bobinen, så att det uppstår en risk för kärvning av bandet eller att bandet inte vrids tätt nog.

Vidare åstadkommas i den mest föredragna utföringsformen nämnda skikt medelst en vidhäftande tejp som har en första sida med låg friktionskoefficient och en andra sida som är vidhäftande. I andra utföringsformer kan emellertid nämnda skikt innefatta åtminstone något av en beläggning som har låg friktionskoefficient och en fluid.

I steg S23 anordnas ett flexibelt kraftöverföringsorgan 50 så att detta kan vara i kontinuerlig samverkan med det innersta varvet av nämnda band 40, för att ytterligare underlätta glidning av bandet 40 när detta vrids inuti nämnda bobin 10 och bidra till bildandet av kärnan.

I steg S24 anordnas mellanliggande organ i anslutning till nämnda band 40 för förmedling av samverkan mellan nämnda flexibla kraftöverföringsorgan 50 och nämnda band 40, såsom visades i fig 6, varvid nämnda 10 15 20 25 30 5 I? 5 919 20 mellanliggande organ bringas i ingrepp med nämnda kraftöverföringsorgan 50 längs en sträcka som motsvarar åtminstone en bråkdel av det innersta varvet inuti nämnda bobin 10 av nämnda band 40. Det mellanliggande organet är anpassat till att bringas i ingrepp med både bandet 40 och det flexibla kraftöverföringsorganet 50 så att rörelsen av det flexibla kraftöverföringsorganet 50 överförs till bandet 40 så att detta lättare kan vridas inuti bobinen 10. Det mellanliggande organet är så beskaffat att det kan hantera stora friktionskrafter.

I den mest föredragna utföringsformen av förelig- gande uppfinning, visad i fig 10, innefattar nämnda Vmellanliggande organ 100 ett från nämnda band 40 utskjutande parti nämnda skikt som anordnades i steg S22.

Detta hänför sig speciellt till det fall där nämnda skikt åstadkommes av en vidhäftande tejp som är fixerad vid den del av bandet 40 som är avsedd att först inmatas genom öppningen 30 in i bobinen 10. Nämnda tejp är fixerad så att en del av den vidhäftande sidan av tejpen skjuter ut utanför bandet 40, så att delen är fri att bringas i ingrepp med det flexibla kraftöverföringsorganet 50, vilket i detta fall företrädesvis kan innefatta en tråd eller vajer. Nämnda mellanliggande organ 100 innefattar alltså företrädesvis den vidhäftande sidan av en vidhäftande tejp. Andra utföringsformer innefattar mellanliggande organ som innefattar åtminstone något av en vidhäftande beläggning, ett lim, ett spår och en ingreppsanordning.

I den speciella utföringsform som visas i fig 7 utförs metoden i ett magnetiskt fält, vilket åstadkommes i steg S25. Det magnetiska fältet, även visat i fig 8, är företrädesvis ett variabelt magnetiskt fält som åstadkommes av en anordning 81 för alstring av magnetiska lO 15 20 25 30 21 fält vars förekomst har åtminstone två huvudsakliga fördelar jämfört med känd teknik. För det första förser det magnetiska fältet 80 bandet 40 med magnetiska, vidhäftande egenskaper så att varven av bandet 40 klibbar ihop med varandra medan bandet vrids inuti bobinen. Detta bidrar till att forma en tätt sammanpackad kärna, som har föredragna elektromagnetiska egenskaper. För det andra orsakar det magnetiska fältet 80 en vridkraft på nämnda band, vilket ytterligare underlättar bildandet av kärnan..

Detta kan särskilt vara fallet om det magnetiska fältet 80 åstadkommes med olika styrka i olika avsnitt längs den böjda bobinen 10 och sedan rotera toroiden kring huvudaxeln. Åter till fig 7, där i steg S31 ett medium injiceras genom nämnda öppning 30, för att därigenom åstadkomma ett mellanrum mellan den yttre krökningen av den inre håligheten i nämnda bobin 10 och nämnda band 40.

I steg S32 leds mediet som injicerades i steg S31 ut ur bobinen 10. I själva verket utförs stegen S31 och S32 parallellt och mer eller mindre kontinuerligt under hela inmatningssteget. Nämnda medium verkar för att minska friktionskrafterna mellan den yttre krökningen av den inre håligheten i den ihåliga bobinen 10 och bandet 40 när det sistnämnda vrids inuti bobinen 10. Dessutom har nämnda medium fördelen att hjälpa till att trycka bandet 40 ytterligare inåt, med hjälp av sammantryckande krafter som verkar på bandet 40 till följd av rörelsen hos det injicerade mediet. Nämnda medium innefattar företrädesvis åtminstone något av en gas och en fluid. Möjligen kan såsom ett emellertid mediet även innefatta en solid, pulver. 10 15 20 25 30 BTJ (H9 22 I steg S33 klipps bandet 40 av i en önskad längd efter ha inmatats genom öppning 30 in i bobinen 10, så att en kärna bildats.

I steg S34 tas det flexibla kraftöverföringsorganet 50 bort, vilket anordnades i steg S23.

I steg S35 anordnas den böjda bobinen 10, tillsam- mans med lindningen 20 pà en rotationsanordning och roteras med hög hastighet. Därefter, i steg S36, stoppas plötsligt rotationen av nämnda bobin 10 tillsammans med nämnda lindning 20, väsentligen momentant. Eftersom dessa (d v s stegen S35 och S36) båda operationer utförs i en oavbruten sekvens, kan man tillgodogöra sig principerna för masströghetsmoment, genom vars effekt bandet 40 tvingas föras genom nämnda öppning 30 in i bobinen 10 och vrida sig själv inuti nämnda bobin 10 i ett enda hanteringssteg på sådant sätt att det är enkelt att anpassa för automatiserad masstillverkning.

Företrädesvis utförs rotations- och stoppstegen efter steget att klippa av bandet 40 vid en önskad längd efter att ha inmatat bandet 40 genom öppning 30, så att det parti av bandet 40 som är kvar utanför bobinen 10 kan föras in i bobinen 10. Detta medger att bobinen 10 helt kan fyllas med kärnmaterialet utan att oanvänt utrymme lämnas kvar inuti bobinen 10, något som skulle minska effektiviteten hos toriodtransformatorn.

Vidare, om ett parti av bandet 40 skulle sticka ut från öppningen i bobinen utanför lindningarna skulle transformatorns prestanda bli otillfredsställande och isoleringskrav skulle riskera att bli ouppnådda.

I denna utföringsform innefattar nämnda rotationsanordning en hållare på vilken bobinen 10 anordnas. Nämnda hållare skulle, exempelvis, kunna innefatta en gummihylsa, vilken gradvis kan fyllas med 10 15 20 25 30 525 919 23 ett medium, såsom trycksatt luft, för fasthållning av bobinen 10 (och tömmas på densamma, för att lösgöra bobinen 10 från hållaren). Nämnda hållare är anpassad till att rotera med hög hastighet och till att stoppas väsentligen momentant på kommando.

Detta förfarande visas även i fig 9, i vilken visas från vänster till höger, i ett perspektiv ovanifrån med partiell genomskärning, ett läge A i vilket en transformator under tillverkning är anordnad på en hållare 90 och fylld med ett trycksatt medium 91, ett läge B i vilket nämnda transformator roteras och ett läge C i vilket nämnda transformator har stoppats momentant, så att bandet 40 helt vridits på plats inuti bobinen, varvid kärnan bildas genom användning av principerna för masströghetsmoment.

Det skall poängteras att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de utföringsformer som beskrivits ovan. Föregående diskussion beskriver huvudsakligen exemplifierande utföringsformer av föreliggande' uppfinning. Fackmannen kan enkelt se att olika ändringar och modifieringar kan göras utan att uppfinningstanken frångås, såsom den definieras i patentkraven.

Exempelvis behöver inte alla de ovan beskrivna stegen, bortsett från de tre huvudstegen S10, S20 och S30, utföras för att metoden skall anses utföras enligt föreliggande uppfinning. Vilka som helst av de övriga stegen kan helt eller delvis utelämnas eller modifieras.

Stegen behöver heller inte utföras enligt ovan beskrivna kronologi, utan kan utföras i olika kombinationer efter varandra.

Bobinen kan, vidare, innefatta åtminstone tvâ separat tillverkade delar, vilka är avsedda att tillsammans bilda hela bobinen 10. Som ett exempel kan en 10 24 av de åtminstone två delarna hålla primärlindningen och den andra av de åtminstone två delarna hålla sekundärlindningen. De åtminstone två bobindelarna kan sammanfogas med hjälp av organ som liknar sammanfogningsorganen 12 som visas i fig 2, antingen före eller efter lindningssteget. Även i detta fall sker lindningen kring raka bobindelar, sammanfogade eller inte.

Ett ytterligare exempel på en möjlig variation är att lindningen av tråden runt bobinen, vid sidan av att utföras med hjälp av konventionella lindningsmaskiner, även kan ske med handkraft.

Claims (15)

515/

1. Metod för tillverkning av toroidtransformatorer, innefattande stegen att: anordna en lindning (20) kring_periferin av åtminstone en ihålig bobin (10) av làngsträckt form och av flexibelt material; böja nämnda åtminstone enda bobin (10), tillsammans med nämnda lindning, så att bobinens ändar förs mot varandra, varvid en av nämnda bobins ändar definierar en öppning (30): och I inmata ett band (40) av magnetiskt material genom nämnda öppning (30), så att nämnda band (40) vrids ett erforderligt antal tätt sammanpackade varv inuti nämnda bobin tills väsentligen hela den inre håligheten (ll) i bobinen fylls, varvid nämnda band (40) därigenom bildar en kärna.

2. Metod enligt patentkrav l, innefattande det ytterligare steget att: klippa av nämnda band (40) i en önskad längd efter att nämnda band (40) inmatats genom nämnda öppning (30).

3. Metod enligt något av patentkrav l eller 2, innefattande det ytterligare steget att: förböja nämnda band (40) vid den ände av detsamma som först avses att inmatas genom nämnda öppning (30).

4. Metod enligt något av patentkrav l till 3, innefattande det ytterligare steget att: förse ett parti av nämnda band (40) som först inmatas i nämnda bobin (10) väsentligen motsvarande det första vridna varvet inuti nämnda bobin (10) av nämnda band (40), på den sida som vetter mot den inre krökningen i den inre håligheten (ll) i nämnda bobin (10), med ett skikt som har låg 525 919 M» friktionskoefficient för underlättande av glidning av nämnda band (40) när detta vrids inuti nämnda bobin (10).

5. Metod enligt patentkrav 4, varvid nämnda skikt åstadkommes genom åtminstone något av en vidhäftande tejp vars ena sida har låg friktionskoefficient, en beläggning som har låg friktionskoefficient, och en fluid.

6. Metod enligt något av patentkrav l till 5, innefattande det ytterligare steget att: anordna ett flexibelt kraftöverföringsorgan (50) så att nämnda detta är i kontinuerlig samverkan med det innersta varvet av nämnda band (40), för att ytterligare underlätta glidning av nämnda band (40) när detta vrids inuti nämnda bobin (10), så att en kärna bildas.

7. Metod enligt något av patentkrav 5 eller 6, innefattande det ytterligare steget att: anordna mellanliggande organ (100) i anslutning till nämnda band (40) för förmedling av samverkan mellan nämnda flexibla kraftöverföringsorgan (50) och nämnda band (40), varvid nämnda mellanliggande organ (100) bringas i ingrepp med nämnda kraftöverföringsorgan (50) längs en sträcka som motsvarar åtminstone en bråkdel av det innersta varvet inuti nämnda bobin (10) av nämnda band (40).

8. Metod enligt patentkrav 7, varvid nämnda mellanliggande organ (100) innefattar ett från nämnda band (40) utskjutande parti av nämnda skikt.

9. Metod enligt något av patentkrav 1 till 8, varvid steget att inmata nämnda band (40) av magnetiskt material genom nämnda öppning (30) vidare innefattar stegen att: 525 919 l? rotera nämnda böjda bobin (10) tillsammans med nämnda lindning (20): och stoppa, väsentligen momentant, rotationen av nämnda böjda bobin (10) tillsammans med nämnda lindning (20).

10. Metod enligt något av patentkrav l till 9, varvid steget att inmata nämnda band (40) av magnetiskt material genom nämnda öppning (30) vidare innefattar stegen att: injicera ett medium genom nämnda öppning (30), för att därigenom åstadkomma ett mellanrum mellan den yttre krökningen av den inre håligheten i nämnda bobin (10), när nämnda bobin (10) är i sitt böjda läge, och nämnda band (40): och leda nämnda medium ut ur nämnda bobin (10).

11. ll. Metod enligt något av patentkrav l till 10, varvid nämnda metod utförs i ett magnetiskt fält (80).

12. Bobin för tillverkning av toroidtransformatorer, väsentligen innefattande ett långsträckt rör, kännetecknat av att: nämnda långsträckta rör är gjort av ett flexibelt material och anpassat till att böjas, så att nämnda långsträckta rörs ändar kan föras mot varandra, varvid en av nämnda långsträckta rörs ändar definierar en öppning (30): och nämnda långsträckta rörs inre hålighet (ll) har ett väsentligen rektangulärt tvärsnitt.

13. System för tillverkning av toroidtransformatorer, innefattande: organ för att anordna en lindning (20) kring periferin av åtminstone en ihålig bobin (10) av långsträckt form och av flexibelt material; organ för att böja nämnda åtminstone enda bobin (10), tillsammans med nämnda lindning (20), så att bobinens (10) 525 919 4%/ ändar förs mot varandra, varvid en av nämnda bobins (10) ändar definierar en öppning (30); och organ för att inmata ett band (40) av magnetiskt material genom nämnda öppning (30), så att nämnda band (40) vrids ett ~erforderligt antal tätt sammanpackade varv inuti nämnda bobin (10) tills väsentligen hela den inre håligheten (ll) i bobinen (10) fylls, varvid nämnda band (40) därigenom bildar en kärna.

14. Toroidtransformator, tillverkad med nämnda metod för tillverkning av toroidtransformatorer, enligt något av patenkrav 1 till ll.

15. Användning av toroidtransformator enligt patentkrav 14 i elektrisk utrustning, såsom adaptrar.