WO2004100192A1 - Transformator - Google Patents

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WO2004100192A1
WO2004100192A1 PCT/EP2003/004760 EP0304760W WO2004100192A1 WO 2004100192 A1 WO2004100192 A1 WO 2004100192A1 EP 0304760 W EP0304760 W EP 0304760W WO 2004100192 A1 WO2004100192 A1 WO 2004100192A1
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WO
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primary
coil
transformer
primary part
section
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PCT/EP2003/004760
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhold Schulz
Hans-Jürgen MANS
Michael Becks
Andreas Kniesel
Peter Grad
Wolfgang LÖDDE
Olaf BLÖMKER
Original Assignee
Friwo Mobile Power Gmbh
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Publication date
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Priority to EP03816858A priority patent/EP1620867B1/de
Priority to AU2003232732A priority patent/AU2003232732A1/en
Priority to DE50305218T priority patent/DE50305218D1/de
Priority to US10/555,153 priority patent/US7764157B2/en
Priority to PCT/EP2003/004760 priority patent/WO2004100192A1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • 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
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/6608—Structural association with built-in electrical component with built-in single component
    • H01R13/6633—Structural association with built-in electrical component with built-in single component with inductive component, e.g. transformer
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    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6675—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in power supply

Definitions

  • the present invention relates to a transformer with a coil body on which at least one primary coil and one secondary coil are accommodated.
  • Transformers of the type mentioned above are used, for example, to supply high-volume consumer products with extra-low voltage.
  • such transformers are encased in a housing made of a plastic material which corresponds to a fire protection class UL94-V1 or better.
  • a housing made of a plastic material which corresponds to a fire protection class UL94-V1 or better.
  • insulation materials are relatively expensive. Many manufacturers therefore strive to use these high-quality materials as little as possible.
  • a second cover made of a fire protection material is provided for isolating a transformer.
  • the second cover encases a portion of a primary coil of the transformer and connector pins away from the primary winding.
  • This arrangement is relatively complex, in particular with regard to the assembly of the transformer.
  • the power supply becomes larger and heavier due to the additional second cover.
  • a transformer of the type mentioned above which is characterized in that the coil former has at least one primary part on which the primary coil is accommodated and a secondary part on which the Secondary coil is included; wherein at least a section of the primary part can be covered by at least a section of the secondary part.
  • This transformer has the advantage that the secondary part has a double function. On the one hand, it carries the secondary coil. Furthermore, at least one section of the secondary part serves to cover at least a section of the primary part, which enables the secondary part to provide insulation and fire protection function for the at least one section of the primary part. By shifting these two functions into the secondary part of the transformer, additional covers can be dispensed with or their number can be reduced, as a result of which the transformer can be manufactured with a compact structure and low weight and its assembly can be facilitated.
  • At least a region of the primary coil can be covered by the secondary part. This can be used to isolate the at least one area of the primary coil.
  • At least one contact pin region of the primary part can be covered by the secondary part.
  • This construction has the advantage that at least part of the contact pin area can be isolated.
  • the primary part and the secondary part are designed as two parts which can be separated from one another. This enables the secondary part to move relative to the primary part, with which the at least one section of the secondary part can be applied well to the at least one section of the primary part in order to cover it.
  • the at least one section of the secondary part advantageously has an inner diameter that is larger than an outer diameter of the at least one coverable section of the primary part. This ensures that the at least one section of the secondary part on the at least one coverable section of the primary part can be applied or pushed on, whereby good coverage of this section of the primary part can be achieved.
  • the secondary part consists of a fire protection material. With this construction, the secondary part can perform a fire protection function.
  • the fire protection material is a plastic material of the flammability class UL94-V1 or better. This material ensures particularly good fire protection that meets the relevant safety standards in a large number of countries.
  • the primary part is preferably connected to at least one contact pin, which is covered on at least one connection region to the primary part.
  • the at least one contact pin can be isolated in the connection area to the primary part and additionally fixed in its position.
  • the primary part is connected to at least one contact pin by means of a one-way plug connection.
  • the one-way plug connection ensures that a contact pin, once connected to the primary part, is held firmly in its position. In this way, the contact pin can be fixed in its position even in the event of a damaged outer housing of the device and protected against contact by a user.
  • the one-way plug connection has at least one latching element which engages behind the primary part in a connection area.
  • the at least one contact pin advantageously has an insulated jacket region. This can provide additional protection for a user against contact of live and thus dangerous contact pins, especially if the outer device housing is damaged.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a primary part and a secondary part of a transformer according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a perspective view of a completed transformer assembly according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a perspective sectional view of a finished floor assembly with the transformer according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a perspective view of a primary part and a secondary part of a transformer according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a perspective sectional view of a transformer with a
  • Figure 6 shows a schematic sectional view of the one-way connector of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a primary part 4 and a secondary part 5 of a transformer according to a first embodiment of the present Invention.
  • the primary part 4 and the secondary part 5 are designed as separable parts and together form a coil former 1.
  • the primary part 4 has approximately the shape of an "H” in cross section.
  • the left section of the “H” shown in FIG. 1 forms a connecting section 42 of the primary part 4, which has a connecting area 7 for AC contact pin contacting in its upper region.
  • the middle area of the "H” has an approximately rectangular winding body with rounded corner areas.
  • the winding body serves to receive a primary coil 2 wound thereon.
  • the section of the "H” shown on the right in FIG. 1 forms a winding body limitation 13 for the winding body of the primary part 4 this page. It has a larger diameter d than the winding body with the primary coil 2 wound thereon.
  • the primary part 4 is hollow inside.
  • an inner opening 45 of the primary part 4 has an approximately rectangular cross section.
  • the inner opening 45 later serves to receive an iron core (not shown in FIG. 1).
  • the secondary part 5 like the primary part 4, has approximately the shape of an internally hollow "H".
  • the section of the "H” shown on the left in FIG. 1 is designed with an inner diameter D which is larger than the outer diameter d of the winding body delimitation 13 of the primary part 4. It also has a width B which corresponds approximately to a width b of the winding body and the winding body limitation of the primary part 4.
  • the section of the secondary part 5 shown on the left in FIG. 1 later forms a covering area 6 for the primary coil 2 of the primary part 4.
  • the cover region 6 has insulating parts 1.1 for AC contact pins (not shown in FIG. 1).
  • the insulating parts 11 extend approximately at an angle of 90 ° to the direction of diameter D of the secondary part 5.
  • the insulating parts 11 have an approximately rectangular inner cross section and are hollow to cover the AC contact pins or the connection area to the contact pins.
  • the insulating parts 11 can also have a round, elliptical or other polygonal cross section, preferably in adaptation to the contact pins to be insulated.
  • the secondary part 5 also has a central region of the “H”, which serves as a winding body on which a secondary coil 3 is wound.
  • the winding body of the secondary part 5, similar to the winding body of the primary part 4, has an approximately rectangular cross section with rounded corner regions and has an inner opening 14 for receiving an iron core (not shown in Figure 1).
  • the section of the "H" of the secondary part 5 shown on the right in FIG. 1 forms a winding body delimitation 15 for the secondary coil 3.
  • the winding body delimitation 15 has a larger diameter than the diameter of the winding body with the secondary coil 3 of the secondary part 5.
  • Connection areas 16 for a connection to DC contact pins 17 are provided in an area of the winding body delimitation 15 shown at the bottom right in FIG.
  • Both the base material for the coil former 1, as well as the cover area 6 and the insulating parts 11 of the secondary part 5 are made of a fire protection material of fire protection class UL94-V1 or better.
  • the windings of the primary coil 2 and the secondary coil 3 consist of a metallic material, such as Copper.
  • the contact pins are also made of a metallic material, e.g. Bronze, trained.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a completed transformer assembly 18 according to the first embodiment of the present invention.
  • the transformer assembly shown is formed by assembly from the primary part 4 and secondary part 5 shown separately in FIG. 1.
  • the insulating parts 11 of the secondary part 5 cover the respective connection areas 7 of the primary part 4.
  • the secondary part 5 Due to the larger inner diameter D of the cover 6 of the secondary part 5 compared to the outer diameter d of the primary part, the secondary part 5 was pushed onto the primary part 4 during assembly with the primary part 4. As a result, the cover 6 with its width B encompasses the width b of the primary coil 2 and the winding body boundary forms both good electrical insulation for the primary coil 2 and, due to the fire protection material used, good fire protection.
  • the insulating parts 11 were also pushed onto the connection areas 7 during assembly, so that they encase them except for the contact area.
  • the insulating parts 11 serve both for electrical insulation of the connection areas 7 and, due to the fire protection material used, as fire protection for the connection areas 7.
  • the completed transformer assembly 18 has a compact structure. Since dangerous current-carrying areas, such as the primary coil 2 and the connecting areas 7, are covered by the cover 6 and the insulating parts 11, the transformer assembly in the form shown in FIG. 2 can be used without the use of an additional fire protection housing and, despite the simple construction, meets the fire protection requirements in a variety of countries.
  • the bobbin 1 which consists of two halves, performs a double function. On the one hand, it takes up the wire windings of the primary coil 2 and the secondary coil 3.
  • the coil former 1 fulfills the fire protection housing function required from the standard perspective, whereby the use of additional plastic covers or housing parts can be eliminated or reduced.
  • the transformer can be manufactured with a light weight. From Figure 1, the parts formator can be manufactured with a light weight. From FIG. 1, which shows parts of a transformer assembly in the unassembled state, and from FIG. 2, which shows the transformer assembly after assembly, it can be seen that a simple pushing of the secondary part 5 onto the primary part 4 is sufficient to mount the transformer assembly.
  • FIG. 3 shows a perspective sectional view of a finished floor assembly 12 with a transformer assembly 18 according to the first embodiment of the present invention.
  • An iron core 20 is inserted into the transformer assembly 18 shown in Figure 2. Furthermore, the transformer assembly 18 is installed in a housing 21 made of a conventional plastic material. Two contact pins 8 protrude from a contact area 22 which projects at an angle from the housing 21. The contact pins 8 are passed through the contact area 22 of the housing 21 and are in electrical connection with the primary part 4 of the transformer assembly 18. The contact pins 8 are AC contact pins that are intended to connect the transformer assembly 18 to an electrical outlet (not shown) in use, to thereby supply the transformer assembly 18 with AC voltage.
  • the insulating parts 11 in the connection areas 7 to the contact pins 8 and also by using the cover 6 on the transformer assembly 18 the floor assembly shown in FIG. 3 is protected in terms of fire protection.
  • the contact pins 8 shown in FIG. 3 are elongated with a round cross section and thus correspond to a contact pin standard typically used in Europe, except in Great Britain. However, the present invention is not limited to such contact pins 8. Instead, other forms of contact pins or more than two contact pins can be used in the present invention.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a primary part 24 and a secondary part 25 according to a second embodiment of the present invention.
  • the primary part 24 is formed separately from the secondary part 25 in the not yet assembled transformer shown.
  • the primary part 24 forms, together with the secondary part 25, a coil former 41.
  • the primary part 24 of the second embodiment of the invention is, similar to the primary part 4 of the first embodiment of the invention, made up of a connecting section 26, a winding body 27 and a winding body limitation 28.
  • the connecting section 26 has two connecting regions 9, via which a connection to the contact pins 8 is established.
  • the contact pins 8 are covered in the connection areas 9 to the primary part 24, for example by overmolding.
  • a plastic preferably a plastic of fire protection class UL94-V1
  • the contact pins 8 are fixed in their position relative to the primary part 24 and electrically insulated from the outside.
  • encapsulation or other encasing of the connection areas 9 can also be used.
  • the contact pins 8 in FIG. 4 are plate-shaped, perforated contact pins which are chamfered at the corners in a front area. They therefore correspond to a contact pin standard used in the USA, China and Japan, for example. Instead of these contact pins, however, other forms of contact pins, for example with a round cross section, can be used. Instead of the two contact pins, only one contact pin or more than two contact pins can also be provided.
  • the primary part 24 has the winding body 27 with a primary coil 32 wound thereon.
  • a winding body limiter 28 adjoins the winding body 27.
  • the secondary part 25 has a cover area 29, which is pushed onto the primary coil 32 of the primary part 24 when the coil former 41 is mounted.
  • the insulating parts 51, like the cover area 29, are made of a plastic material, preferably a fire protection material of the fire protection class UL94-V1, and thus form not only electrical insulation but also fire protection for the connection areas 9 after the assembly of the coil former 41.
  • a winding body 30 adjoins the covering area 29, on which a secondary coil 33 is wound.
  • the winding body 30 is then delimited with a winding body limitation 31.
  • Contact areas for DC contact pins 43 are located on the winding body boundary 31.
  • Figure 5 shows a perspective view of a transformer according to a third embodiment of the present invention.
  • a transformer assembly like the transformer assembly 1 of the first embodiment of the invention is built in a case 36.
  • Contact pins 8 protrude from the housing 36 and are in electrical connection within the housing 36 with the primary part 4 of the transformer.
  • the contact pins 8 have an electrical insulation 37 which envelops at least one edge region of the contact pins 8 within the housing 36.
  • the insulation 37 is made of plastic, preferably a plastic of fire protection class UL94-V1 or better.
  • the contact pins 8 are connected in the interior of the housing 36 to the primary part 4 of the coil former 1 by means of a one-way plug connection 10.
  • the one-way connector 10 is plugged in once during the assembly of the transformer and is in the following, also by strong tensile forces such. B. 50 N, not or only very difficult to solve again.
  • the one-way connector 10 is designed such that the contact spring 46 is pushed onto the round contact pin 8.
  • the contact spring 46 is expanded by this joining process.
  • the restoring force of the contact spring 46 and the friction between the contact spring 46 and the contact pin 8 cause the connection to be released only with the application of force.
  • the one-way plug connection 10 is a safety plug connection, by means of which the contact pins 8 are fixed in their position even in the event of a damaged outer device housing, for example due to impact or incorrect use, and are protected against contact by a user. Even if the outer housing 36 is damaged, the remaining unit, consisting of the contact pins 8 and the coil former 1 of the transformer, can be removed from a mains socket by the user without risk, since the user cannot touch live and thus dangerous parts.
  • FIG. 5 has been shown with contact pins 8 according to the European standard, this embodiment can also be used for other standards of contact or connector pins.
  • the transformer of the present invention is formed in two parts in the described embodiments, this is not necessary for the third embodiment of the invention.
  • the transformer can also be formed with a one-piece coil body, which has a primary part, on which the primary coil is accommodated, and a secondary part, on which the secondary coil is accommodated. In this case, the fire protection function is guaranteed by additional plastic parts or straps.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit einem Spulenkörper (1), auf dem wenigstens eine Primärspule (2) und eine Sekundärspule (3) aufgenommen ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transformator zur Verfügung zu stellen, der bei möglichst geringem Einsatz an hochwertigem Isolationsmaterial eine gute Isolation und Brandschutzfunktion gewährleistet und dennoch kompakt und einfach montiert werden kann. Die Aufgabe wird durch einen Transformator der oben genannten Gattung gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Spulenkörper wenigstens einen Primärteil (4), auf dem die Primärspule aufgenommen ist, und einen Sekundärteil (5), auf dem die Sekundärspule aufgenommen ist, aufweist, wobei ein Abschnitt des Primärteils von wenigstens einem Abschnitt (6) des Sekundärteils abdeckbar ist. Dieser Abschnitt des Sekundärteils übernimmt die Funktion des Brandschutzgehäuses für den Primärteil des Transformators.

Description

Transformator
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit einem Spulenkörper, auf dem wenigstens eine Primärspule und eine Sekundärspule aufgenommen ist.
Transformatoren der oben genannten Gattung werden beispielsweise verwendet, um hochvolumige Abnehmerprodukte mit Kleinspannung zu versorgen. Um den jeweils geltenden Sicherheitsnormen zu genügen, sind solche Transformatoren mit einem Gehäuse aus einem Kunststoffmaterial ummantelt, welches einer Brandschutzklasse UL94-V1 oder besser entspricht. Derartige Isolationsmaterialien sind jedoch relativ teuer. Viele Hersteller streben daher einen möglichst geringen Einsatz dieser hochwertigen Materialien an.
Ein Beispiel hierfür ist in der europäischen Patentanmeldung Nr. 01 309 737.3 aufgeführt. Hier ist zur Isolation eines Transformators neben einem Hauptgehäuse aus einem einfachen Material eine zweite Abdeckung aus einem Brandschutzmaterial vorgesehen. Die zweite Abdeckung umhüllt einen Bereich einer Primärspule des Transformators und von der Primärwicklung weggehenden Verbindungsstifte. Diese Anordnung ist insbesondere hinsichtlich der Montage des Transformators relativ aufwendig. Zudem wird das Netzteil durch die zusätzliche zweite Abdeckung größer und schwerer.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transformator zur Verfügung 'zu stellen, der bei möglichst geringem Einsatz an hochwertigem Isolationsmaterial eine gute Isolation gewährleistet und dennoch einen kompakten Aufbau hat und einfach montiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch einen Transformator der oben genannten Gattung gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Spulenkörper wenigstens einen Primärteil, auf dem die Primärspule aufgenommen ist, und einen Sekundärteil, auf dem die Sekundärspule aufgenommen ist, aufweist; wobei wenigstens ein Abschnitt des Primärteils von wenigstens einem Abschnitt des Sekundärteils abdeckbar ist.
Dieser Transformator besitzt den Vorteil, dass der Sekundärteil eine Doppelfunktion aufweist. Zum einen trägt er die Sekundärspule. Des weiteren dient wenigstens ein Abschnitt des Sekundärteils dazu, wenigstens einen Abschnitt des Primärteils abzudecken, womit eine Isolation und Brandschutzfunktion des wenigstens einen Abschnittes des Primärteils durch den Sekundärteil möglich wird. Durch die Verlagerung dieser beiden Funktionen in das Sekundärteil des Transformators kann auf zusätzliche Abdeckungen verzichtet oder deren Anzahl reduziert werden, wodurch der Transformator mit kompakten Aufbau und geringem Gewicht hergestellt werden kann und dessen Montage erleichtert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Bereich der Primärspule von dem Sekundärteil abdeckbar. Hiermit kann eine Isolation des wenigstens einen Bereiches der Primärspule erreicht werden.
In einem bevorzugten Beispiel der Erfindung ist wenigstens ein Kontaktstiftbereich des Primärteils von dem Sekundärteil abdeckbar. Diese Konstruktion besitzt den Vorteil, dass wenigstens ein Teil des Kontaktstiftbereichs isoliert werden kann.
Gemäß einer günstigen Variante der Erfindung sind der Primärteil und der Sekundärteil als zwei voneinander separierbare Teile ausgebildet. Dies ermöglicht eine Relativbewegung des Sekundärteils zu dem Primärteil, mit welcher der wenigstens eine Abschnitt des Sekundärteils gut auf den wenigstens einen Abschnitt des Primärteils aufgebracht werden kann, um diesen abzudecken.
Vorteilhafterweise hat der wenigstens eine Abschnitt des Sekundärteils einen Innendurchmesser, der größer als ein Außendurchmesser des wenigstens einen abdeckbaren Abschnitts des Primärteils ist. Hiermit wird erreicht, dass der wenigstens eine Abschnitt des Sekundärteils auf den wenigstens einen abdeckbaren Abschnitt des Primärteils aufbringbar oder aufschiebbar ist, wodurch eine gute Abdeckung dieses Abschnitts des Primärteils erreicht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Sekundärteil aus einem Brandschutzmaterial. Mit dieser Konstruktion kann der Sekundärteil eine Brandschutzfunktion ausüben.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, ist das Brandschutzmaterial ein Kunststoff material der Brennbarkeitsklasse UL94-V1 oder besser. Dieses Material gewährleistet einen besonders guten Brandschutz, der den einschlägigen Sicherheitsnormen in einer Vielzahl von Ländern genügt.
Vorzugsweise ist der Primärteil mit wenigstens einem Kontaktstift verbunden, der an wenigstens einem Verbindungsbereich zu dem Primärteil abgedeckt ist. Mit dieser Anordnung kann der wenigstens eine Kontaktstift in dem Verbindungsbereich zu dem Primärteil isoliert werden und zusätzlich in seiner Lage fixiert werden.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform der Erfindung ist der Primärteil mit wenigstens einem Kontaktstift mittels einer Einwegsteckverbindung verbunden. Die Einwegsteckverbindung gewährleistet, dass ein einmal mit dem Primärteil verbundener Kontaktstift fest in seiner Lage gehalten wird. Hiermit kann der Kontaktstift auch bei einem beschädigten äußeren Gehäuse des Gerätes in seiner Lage fixiert und gegen Berührung durch einen Anwender geschützt werden.
In einem weiteren Beispiel der Erfindung weist die Einwegsteckverbindung wenigstens ein Rastelement auf, das den Primärteil in einem Verbindungsbereich hintergreift. Eine solche Konstruktion gewährleistet eine einfache Montage des Kontaktstiftes mit dem Primärteil und einen hohen Grad an Festigkeit der Verbindung zwischen dem Kontaktstift und dem Primärteil.
Vorteilhafterweise weist der wenigstens eine Kontaktstift einen isolierten Mantelbereich auf. Hiermit kann ein zusätzlicher Schutz eines Anwenders vor der Berührung von spannungsführenden und somit gefährlichen Kontaktstiften, insbesondere bei einem möglicherweise beschädigten äußeren Gerätegehäuse, erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren der Zeichnung beschrieben, von welchem
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Primärteils und eines Sekundärteils eines Transformators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer fertiggestellten Transformatorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 3 eine perspektivische Schnittansicht einer fertiggestellten Bodengruppe mit dem Transformator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Primärteils und eines Sekundärteils eines Transformators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 5 eine perspektivische Schnittansicht eines Transformators mit einer
Einwegsteckverbindung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Figur 6 eine schematische Schnittansicht der Einwegsteckverbindung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Primärteils 4 und eines Sekundärteils 5 eines Transformators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Primärteil 4 und der Sekundärteil 5 sind in der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie in Figur 1 gezeigt, als separierbare Teile ausgebildet und bilden gemeinsam einen Spulenkörper 1 aus.
Der Primärteil 4 weist im Querschnitt etwa die Form eines „H" auf. Der in Figur 1 dargestellte linke Abschnitt des „H" bildet einen Verbindungsabschnitt 42 des Primärteils 4 aus, welcher in seinem oberen Bereich einen Verbindungsbereich 7 zur AC-Kontaktstiftkontaktierung aufweist. Der mittlere Bereich des „H" weist einen etwa rechteckigen Wickelkörper mit abgerundeten Eckenbereichen auf. Der Wickelkörper dient zur Aufnahme einer darauf gewickelten Primärspule 2. Der in Figur 1 rechts dargestellte Abschnitt des „H" bildet eine Wickelkörperbegrenzung 13 für den Wickelkörper des Primärteils 4 auf dieser Seite aus. Er hat einen größeren Durchmesser d als der Wickelkörper mit der darauf gewickelten Primärspule 2.
Der Primärteil 4 ist inwendig hohl. Im dargestellten Beispiel besitzt eine innere Öffnung 45 des Primärteils 4 einen etwa rechteckigen Querschnitt. Die innere Öffnung 45 dient später zur Aufnahme eines Eisenkerns (in Figur 1 nicht dargestellt).
Der Sekundärteil 5 weist, ebenso wie der Primärteil 4, etwa die Form eines inwendig hohlen „H" auf. Dabei ist der in Figur 1 links dargestellte Abschnitt des „H" mit einer einem Innendurchmesser D ausgebildet, welcher größer als der Außendurchmesser d der Wickelkörperbegrenzung 13 des Primärteils 4 ist. Er besitzt weiterhin eine Breite B, die in etwa einer Breite b des Wickelkörpers und der Wickelkörperbegrenzung des Primärteils 4 entspricht. Der in Figur 1 links dargestellte Abschnitt des Sekundärteils 5 bildet später einen Abdeckbereich 6 für die Primärspule 2 des Primärteils 4 aus.
In einem in Figur 1 links oben dargestellten Bereich des Sekundärteils 5 weist der Abdeckbereich 6 Isolierteile 1.1 für AC-Kontaktstifte (in Figur 1 nicht gezeigt) auf. Die Isolierteile 11 erstrecken sich etwa in einem Winkel von 90° zu der Durchmes- sererstreckungsrichtung D des Sekundärteils 5. Die Isolierteile 11 weisen in der gezeigten Ausführungsform einen etwa rechteckigen Innenquerschnitt auf und sind zur Abdeckung der AC-Kontaktstifte oder des Verbindungsbereiches zu den Kontaktstiften inwendig hohl ausgebildet. In anderen nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung können die Isolierteile 11 auch einen runden, elliptischen oder anderen mehreckigen Querschnitt, vorzugsweise in Anpassung an die zu isolierenden Kontaktstifte, aufweisen.
Der Sekundärteil 5 weist weiter einen mittleren Bereich des „H" auf, der als ein Wickelkörper dient, auf dem eine Sekundärspule 3 aufgewickelt ist. Der Wickelkörper des Sekundärteils 5 hat, ähnlich wie der Wickelkörper des Primärteils 4, einen etwa rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Eckenbereichen und besitzt eine innere Öffnung 14 für die Aufnahme eines Eisenkerns (in Figur 1 nicht gezeigt).
Der in Figur 1 rechts dargestellte Abschnitt des „H" des Sekundärteils 5 bildet eine Wickelkörperbegrenzung 15 für die Sekundärspule 3 aus. Die Wickelkörperbegrenzung 15 hat einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Wickelkörpers mit der Sekundärspule 3 des Sekundärteils 5.
An einem in Figur 1 rechts unten dargestellten Bereich der Wickelkörperbegrenzung 15 sind Anschlussbereiche 16 für eine Verbindung mit DC-Kontaktstiften 17 vorgesehen.
Sowohl das Basismaterial für den Spulenkörper 1 , als auch der Abdeckbereich 6 und die Isolierteile 11 des Sekundärteils 5 sind aus einem Brandschutzmaterial der Brandschutzklasse UL94-V1 oder besser ausgebildet. Die Wicklungen der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 bestehen aus einem metallischen Werkstoff, wie z.B. Kupfer. Die Kontaktstifte sind ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff, wie z.B. Bronze, ausgebildet.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer fertiggestellten Transformatorbaugruppe 18 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gezeigte Transformatorbaugruppe ist durch eine Montage aus dem in Figur 1 getrennt dargestellten Primärteil 4 und Sekundärteil 5 ausgebildet. Dabei deckt der Abdeck- bereich 6 des Sekundärteils 5 die Primärspule 2 des Primärteils 4. Des weiteren decken die Isolierteile 11 des Sekundärteils 5 die jeweiligen Verbindungsbereiche 7 des Primärteils 4 ab.
Durch den in Vergleich zu dem Außendurchmesser d des Primärteils größeren Innendurchmesser D der Abdeckung 6 des Sekundärteils 5 wurde der Sekundärteil 5 bei der Montage mit dem Primärteil 4 auf dem Primärteil 4 aufgeschoben. Im Ergebnis ummantelt die Abdeckung 6 mit ihrer Breite B die Breite b der Primärspule 2 und der Wickelkörperbegrenzung bildet dabei sowohl eine gute elektrische Isolierung für die Primärspule 2 als auch, bedingt durch das verwendete Brandschutzmaterial, einen guten Brandschutz.
Des weiteren wurden in der gezeigten Ausführungsform auch die Isolierteile 11 während der Montage auf die Verbindungsbereiche 7 aufgeschoben, so dass sie diese, bis auf den Kontaktbereich, ummanteln. Die Isolierteile 11 dienen sowohl zur elektrischen Isolation der Verbindungsbereiche 7 als auch, bedingt durch das eingesetzte Brandschutzmaterial, als Brandschutz für die Verbindungsbereiche 7.
Wie in Figur 2 gezeigt, hat die fertiggestellte Transformatorbaugruppe 18 einen kompakten Aufbau. Da durch die Abdeckung 6 und die Isolierteile 11 gefährliche stromführende Bereiche, wie die Primärspule 2 und die Verbindungsbereiche 7, abdeckt sind, kann die Transformatorbaugruppe in der in Figur 2 gezeigten Form ohne Verwendung eines zusätzlichen Brandschutzgehäuses verwendet werden und genügt trotz des einfachen Aufbaus den Brandschutzerfordernissen in einer Vielzahl von Ländern.
In der gezeigten Ausführungsform übernimmt der aus zwei Hälften bestehende Spulenkörper 1 eine Doppelfunktion. Zum einen nimmt er die Drahtwicklungen der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 auf. Zum anderen erfüllt der Spulenkörper 1 die aus Normensicht erforderliche Brandschutzgehäusefunktion, wodurch eine Verwendung zusätzlicher Kunststoffabdeckungen oder Gehäuseteile eliminiert oder reduziert werden kann. Durch die Minimierung von Materialeinsatz kann der Transformator mit einem leichten Gewicht hergestellt werden. Aus Figur 1 , die Teile formator mit einem leichten Gewicht hergestellt werden. Aus Figur 1 , die Teile einer Transformatorbaugruppe im unmontierten Zustand zeigt, und aus Figur 2, die die Transformatorbaugruppe nach der Montage zeigt, ist ersichtlich, dass ein einfaches Aufschieben des Sekundärteils 5 auf den Primärteil 4 genügt, um die Transformatorbaugruppe zu montieren.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer fertiggestellten Bodengruppe 12 mit einer Transformatorbaugruppe 18 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In die Transformatorbaugruppe 18, die in Figur 2 gezeigt ist, ist ein Eisenkern 20 eingeführt. Des weiteren ist die Transformatorbaugruppe 18 in ein Gehäuse 21 aus einem herkömmlichen Kunststoffmaterial eingebaut. Aus einem von dem Gehäuse 21 winklig auskragenden Kontaktbereich 22 ragen zwei Kontaktstifte 8. Die Kontaktstifte 8 sind durch den Kontaktbereich 22 des Gehäuses 21 hindurchgeführt und mit dem Primärteil 4 der Transformatorbaugruppe 18 in elektrischer Verbindung. Die Kontaktstifte 8 sind AC-Kontaktstifte, die die Transformatorbaugruppe 18 im Gebrauch mit einer Steckdose (nicht gezeigt) verbinden sollen, um dadurch die Transformatorbaugruppe 18 mit Wechselspannung zu versorgen. Durch die Verwendung der Isolierteile 11 in den Verbindungsbereichen 7 zu den Kontaktstiften 8 als auch durch die Verwendung der Abdeckung 6 an der Transformatorbaugruppe 18 ist die in Figur 3 dargestellte Bodengruppe brandschutztechnisch geschützt.
Die in Figur 3 dargestellten Kontaktstifte 8 sind länglich mit einem runden Querschnitt ausgebildet und entsprechen somit einem typischerweise in Europa, außer in Großbritannien, verwendeten Kontaktstiftstandard. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Kontaktstifte 8 beschränkt. Statt dessen können andere Formen von Kontaktstiften oder mehr als zwei Kontaktstifte in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Primärteils 24 und eines Sekundärteils 25 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Primärteil 24 ist bei dem gezeigten noch nicht montierten Transformator separat von dem Sekundärteil 25 ausgebildet. Das Primärteil 24 bildet zusammen mit dem Sekundärteil 25 einen Spulenkörper 41 aus.
Das Primärteil 24 der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist, ähnlich wie das Primärteil 4 der ersten Ausführungsform der Erfindung, aus einem Verbindungsabschnitt 26, einem Wickelkörper 27 und einer Wickel körperbegrenzung 28 aufgebaut. Der Verbindungsabschnitt 26 weist zwei Verbindungsbereiche 9 auf, über welche eine Verbindung zu den Kontaktstiften 8 hergestellt wird. Die Kontaktstifte 8 sind in den Verbindungsbereichen 9 zu dem Primärteil 24 beispielsweise durch eine Um- spritzung abgedeckt. Als Umspritzungsmaterial wird ein Kunststoff, vorzugsweise ein Kunststoff der Brandschutzklasse UL94-V1 , verwendet. Durch die Umspritzung werden die Kontaktstifte 8 in ihrer Position relativ zu dem Primärteil 24 fixiert und nach außen elektrisch isoliert. An Stelle eines Umspritzens kann jedoch auch ein Umgießen oder ein anderes Ummanteln der Verbindungsbereiche 9 verwendet werden. - -
Die Kontaktstifte 8 in Figur 4 sind plattenförmige, gelochte Kontaktstifte, die in einem vorderen Bereich an den Ecken abgeschrägt sind. Sie entsprechen damit einem beispielsweise in den USA, in China und Japan verwendeten Kontaktstiftstandard. An Stelle dieser Kontaktstifte können jedoch auch andere Formen von Kontaktstiften, beispielsweise mit rundem Querschnitt, verwendet werden. Statt der zwei Kontaktstifte kann auch nur ein Kontaktstift oder mehr als zwei Kontaktstifte vorgesehen werden.
Das Primärteil 24 weist im Anschluss an den Verbindungsabschnitt 26-den Wickelkörper 27 mit einer darauf gewickelten Primärspule 32 auf. An den Wickelkörper 27 schließt sich eine Wicklungskörperbegrenzung 28 an.
Der Sekundärteil 25 besitzt einen Abdeckbereich 29, welcher beim Montieren des Spulenkörpers 41 auf die Primärspule 32 des Primärteils 24 aufgeschoben wird. Der Abdeckbereich 29 weist, ähnlich wie der Sekundärteil 5 der ersten Ausführungsform der Erfindung, Isolierteile 44 zum Abdecken der Verbindungsbereiche 7 des Primärteils 24 auf. Diese werden beim Montieren des Spulenkörpers 41 auf die jeweiligen Verbindungsbereiche 7 des Primärteils 24 aufgeschoben, so dass sie diese umhüllen. Die Isolierteile 51 sind ebenso wie der Abdeckbereich 29 aus einem Kunststoff material, vorzugsweise einem Brandschutzmaterial der Brandschutzklasse UL94-V1 , ausgebildet und bilden somit nicht nur eine elektrische Isolation sondern auch einen Brandschutz für die Verbindungsbereiche 9 nach der Montage des Spulenkörpers 41 aus.
An den Abdeckbereich 29 schließt sich ein Wickelkörper 30 an, auf welchen eine Sekundärspule 33 gewickelt ist. Der Wickelkörper 30 wird daran folgend mit einer Wickelkörperbegrenzung 31 begrenzt. An der Wickelkörperbegrenzung 31 befinden sich Kontaktbereiche für DC-Kontaktstifte 43.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Transformators gemäß einer dritten Ausführungsform der-vorliegenden-Erfindung. -
Hier ist eine Transformatorbaugruppe, wie die Transformatorbaugruppe 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung, in ein Gehäuse 36 eingebaut. Aus dem Gehäuse 36 ragen Kontaktstifte 8, die innerhalb des Gehäuses 36 mit dem Primärteil 4 des Transformators in elektrischer Verbindung stehen.
Die Kontaktstifte 8 weisen eine elektrische Isolierung 37 auf, die wenigstens einen Randbereich der Kontaktstifte 8 innerhalb des Gehäuses 36 umhüllt. Die Isolierung 37 besteht aus Kunststoff, vorzugsweise einem Kunststoff der Brandschutzklasse UL94-V1- oder-besser. _ __ . — — - — — . — - -
Die Kontaktstifte 8 sind im Inneren des Gehäuses 36 mit dem Primärteil 4 des Spulenkörpers 1 mittels einer Einwegsteckverbindung 10 verbunden. Die Einwegsteckverbindung 10 wird während der Montage des Transformators einmal aufgesteckt und ist im folgenden, auch durch starke Zugkräfte, wie z. B. 50 N, nicht oder nur sehr schwer wieder zu lösen.
Ein Beispiel für die Einwegsteckverbindung 10 findet sich in Figur 6. Die Einwegsteckverbindung 10 ist so ausgebildet, dass die Kontaktfeder 46 auf den runden Kontaktstift 8 aufgeschoben wird. Durch diesen Fügevorgang wird die Kontaktfeder 46 aufgeweitet. Die Rückstellkraft der Kontaktfeder 46 und die Reibung zwischen Kontaktfeder 46 und Kontaktstift 8 bewirken, das die Verbindung nur unter Kraftaufwand zu lösen ist.
Die Einwegsteckverbindung 10 ist eine Sicherheitssteckverbindung, mittels welcher die Kontaktstifte 8 auch bei beschädigtem äußeren Gerätegehäuse, beispielsweise durch Stoß oder Fehlbenutzung, in ihrer Lage fixiert und gegen eine Berührung durch einen Anwender geschützt sind. Auch wenn eine Beschädigung des äußeren Gehäuses 36 vorliegt, kann die verbleibende Einheit, bestehend aus den Kontaktstiften 8 und dem Spulenkörper 1 des Transformators, ohne Gefahr von dem Anwender aus einer Netzsteckdose entfernt werden, da der Anwender spannungsführende und somit gefährliche Teile nicht berühren kann.
Obwohl die in Figur 5 gezeigte dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Kontaktstiften 8 gemäß dem europäischen Standard gezeigt wurde, ist diese Ausführungsform auch für andere Standards von Kontakt- oder Steckerstiften anwendbar.
Obwohl der Transformator der vorliegenden Erfindung in den beschriebenen Ausführungen zweiteilig ausgebildet ist, ist dies für die dritte Ausführungsform der Erfindung nicht erforderlich. Der Transformator kann auch mit einem einteiligen Spulenkörper ausgebildet sein, der einen Primärteil, auf -dem- die Primärspule aufgenommen ist und einen Sekundärteil, auf dem die Sekundärspule aufgenommen ist, aufweist. Die Brandschutzfunktion wird in diesem Fall durch zusätzliche Kunststoffteile oder Bänder gewährleistet.

Claims

Patentansprüche
1. Transformator mit einem Spulenkörper (1 , 41), auf dem wenigstens eine Primärspule (2, 32) und eine Sekundärspule (3, 33) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (1 , 41) wenigstens einen Primärteil (4, 24), auf dem die Primärspule (2) aufgenommen ist, und einen Sekundärteil (5, 25) auf dem die Sekundärspule (3, 33) aufgenommen ist, aufweist, wobei wenigstens ein Abschnitt des Primärteils (4, 24) von wenigstens einem Abschnitt (6) des Sekundärteils (5, 25) abdeckbar ist.
2. Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich der Primärspule (2, 32) von dem Sekundärteil (5, 25) abdeckbar ist.
3. Transformator nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, wenigstens ein Kontaktstiftbereich (7) des Primärteils (4, 24) von dem Sekundärteil (5, 25) abdeckbar ist.
4. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (4, 24) und der Sekundärteil (5, 25) als zwei voneinander separierbare Teile ausgebildet sind.
5. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abschnitt des Sekundärteils (5, 25) einen Innendurchmesser (D) hat, der größer als ein Außendurchmesser (d) des wenigstens einen abdeckbaren Abschnitts des Primärteils (4, 24) ist.
6. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärteil (5, 25) aus einem Brandschutzmaterial besteht.
7. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brandschutzmaterial ein Kunststoffmaterial der Brennbarkeitsklasse UL94-V1 oder besser ist.
8. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (4) mit wenigstens einem Kontaktstift (8) verbunden ist, der durch die Isolierteile (11) zu dem Primärteil (4) abgedeckt ist.
9. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (4) mit wenigstens einem Kontaktstift (8) mittels einer Einwegsteckverbindung (10) verbunden ist.
10. Transformator nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwegsteckverbindung wenigstens ein Rastelement (40) aufweist, das den Primärteil (4) in einem Verbindungsbereich hintergreift.
11. Transformator nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kontaktstift (8) einen isolierten Mantelbereich (37) aufweist.
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