DE2139010A1 - DIVIDED SHEET METAL SECTION FOR TRANSFORMERS - Google Patents

Description

Geteilter Kernblechschnitt für Transformatoren ,Split core sheet cut for transformers,

Die Erfindung bzw. Neuheit bezieht sich auf einen ^ernblechschnitt für Transformatoren . zum einseitigen Einstecken von Kernblechteilen oder kompletten Kernteilen in den oder die Transformatorenwickel und auf die aus diesen Teilen hergestellten Transformatoren .The invention or novelty relates to a sheet metal cut for transformers. for one-sided insertion of core sheet metal parts or complete core parts in the transformer winding or windings and on the transformers made from these parts.

Der Gegenstand der Erfindung bzw. Neuheit umfaßt die Ausbildung der Restluftspalttrennflächen zwischen den beiden Kernblechteilen einer IDbene. Gemäß dieser xirfindung oder Neuheit verlaufen die Restluftspalttrenn-' flächen einer Ubene geometrisch orthogonal bzw. fast nahezu geometrisch orthogonal zu einer Äquipotentialfläche von magnetomotorischer Kraft (Spannung) und magnetischer !Feldstärke der Hagnetkreise .The subject matter of the invention or novelty includes Formation of the remaining air gap separating surfaces between the two core sheet metal parts of an ID plane. According to this xirfindung or novelty, the remaining air gap separating surfaces of a plane run geometrically orthogonally or almost almost geometrically orthogonal to an equipotential surface of magnetomotive force (voltage) and magnetic! field strength of the magnetic circuits.

Unter dem Begriff "Restluftspalt"soll der unvermeidliche. Luftspalt an den Trennflächen der Bleche verstanden werden im Gegensatz zum freien Luftspalt, der bessugt durch entsprechende Bemaßung an den Trennflächen, z.B. bei Vorschaltgeräten bzw. Drosεe^angeordnet wird.The term "residual air gap" is intended to mean the inevitable. Air gap at the interfaces of the sheets are understood in contrast to the free air gap, which improves by appropriate dimensioning at the dividing surfaces, e.g. with ballasts or Drosεe ^ is arranged.

Dieses Kernblechschnittformen für Transformatoren in gestellter Ausführung zum einseitigen Sinstecken in die. fertigen Transformatorenwickel gewinnen heute wegen der Lohnkostensteigerungen in der fertigung immer mehr an Bedeutung .This sheet metal cut forms for transformers in a set version for one-sided plugging into the. finished transformer windings are gaining more and more importance today due to the increase in wage costs in production in importance.

Die Erfindung bzw. Neuheit hat die Verbesserung dieser Kernblechschnittformen/ ohne daß magnetische Nachteile entstehen,zum Gegenstand, wobei gleichzeitig auf die thermischen und elektrischen Vorteile der neuen Blechkernschnitte beim Transformatorenbau Rücksicht genommen wird» Weiterhin werden die Fertigungszeiten im Transformatorenbau durch Beseitigung des bisherigen wechselseitigen Blech-um Blech-Sincchachtelns entscheidend kostensparend beeinflußt. Zu dem Vorteil des einseitigenThe invention or novelty has the improvement of these core sheet metal cut forms / without magnetic disadvantages arise, on the subject, at the same time on the thermal and electrical advantages of the new sheet metal core cuts When building transformers, consideration is given »Furthermore, the manufacturing times in transformer building by eliminating the previous alternating sheet-to-sheet sintering influenced in a cost-saving manner. To the advantage of the one-sided

Einsteckens der kompletten Kernteile in die fer-Inserting the complete core parts into the finished

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tigen Transformatorenwickel kommt die kraftschlüssige Halterung des Blechschnittes und des Schachtelblechpakets im Transfonaatorenwickel hinzu. Gleichzeitig wird das Schachtelblechpaket mit dem Transformatorenwickel automatisch bzw. auch mit einem geringen Distanzeinsteekelement verriegelt, ohne daß zusätzliche Montagearbeiten erforderlichterm transformer winding comes the frictional Hold the sheet metal cut and the box sheet package in the Transfonaatorenwickel. At the same time that will Nesting sheet package with the transformer winding automatically or also with a small spacer steek element locked without additional assembly work required

Um das Wesen der Erfindung näher erläutern zu können sind in der Zeichnung bekannte Schnittformen nach DIN 4-13o2 der klassischen Kernblechreihen für Kleintransformatoren, Übertrager und Drosseln dargestellt und zwar in den Kernblechreihen IA bis U¹''¹; in den Abb.f Kernblechreihen IIA bis II D ; in den ^Äbb, 2 Kernblechreihen IIIA bis IIID"» und Abb. 5In order to be able to explain the essence of the invention in more detail, the drawing shows known sectional shapes according to DIN 4-13o2 of the classic core lamination rows for small transformers, transformers and chokes, namely in the core lamination rows IA to U ¹ ''¹; in Fig.f core sheet rows IIA to II D; in the ^Ä bb, 2 core sheet rows IIIA to IIID "» and Fig. 5

Di* Formvorschlage der Kernblechreihen IA bis IF"können als Stand der Technik inbezug auf die Aufgabe des einseitigen linsteokens der Kernblechteile in die TransformatecenwickeX anstelle d«s wechselseitigen Schachteins nur al«, mehr oder weniger unvollkommene Verlegenheitslösnn*· gen angesehen werden V Sie bleiben daher gegenüber anderen bekannten Lösungsvorschlägen aussex Betracht. Xs ergeben sich hier bereits- erhebliche magnetische Nachteile und mechanische Schwierigkeiten in Bezug auf den gegenseitigen Sitz der beiden Kernblechteile einer Kernblechebena . Sie sind* ohne zum Teil aufwendige Zusatzmaßnahmen für einseitiges Einstecken nicht geeignet und haben daher auch keine nennenswerte Eedeutung erlangt·Di * Form proposals for the core sheet rows IA to IF "can as state of the art in relation to the task of the one-sided linsteokens of the sheet metal parts in the TransformatecenwickeX instead of the reciprocal chess, only al ", more or less imperfect fix solutions * · genes are considered V They therefore remain facing others known proposed solutions from sex. Xs already result here - considerable magnetic Disadvantages and mechanical difficulties in relation to the mutual seat of the two core sheet parts one Core sheet They are * without, in some cases, complex additional measures Not suitable for one-sided insertion and therefore have not achieved any meaningful significance.

Die Formvorschläge der Kernblechreihen HA bis- II D mit H&n dargestellten mechanischen Verklinkungen der beiden Kernblechteile an den Stoßfugen ergeben für das einseitige Einstecken deshalb keine befriedigende Lösung, weil einmal die gegenseitige mechanische Ausrichtgenauigkelt wegen der zu erwartenden erhöhten tterkzeugabnutzung an den mechanisch ohnehin prekären Verklinkungsflächen nicht ausreichend, dauerhaft zu gewährleisten ist ·The proposed shapes of the core sheet rows HA to II D with H & n shown mechanical latches of the two core sheet parts at the butt joints do not result in a satisfactory solution for one-sided insertion because the mutual mechanical alignment accuracy is not sufficient due to the expected increased tool wear on the mechanically precarious latching surfaces is to be guaranteed permanently

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Zum anderen stellt sich hinsichtlich der erstrebten gegenseitigen mechanisch exakten Orientierung der Stoßkanten der beiden Blechteile einer Ebene—etwa des prismatischen I-Teile gegen die- Mittelzunge des &-£eile; einerseits, und zugleich dies Sitzes in den Verklinkungs-Häehen andererseits·—eine gewagte "Doppel-Passung" ein, *ie nur schwer exakt beherrschbar ist« Daher neigen die Kerne aus solchen Schnittformen unvermeidlich, zum Brummen , was verursacht ist durch die unvermeidliche Ungenauigkeit und besonders durch die Schiefwinkligkeit der gegenseitigen Anlage » Da gerade bei Kleinst-Ungenauigkeiten in den Abständen der Magnetpolflächen und in den gegenseitigen Anlagen, die größten Ungleichmäßigkeiten der Amplituden von magnetischer Induktion, magnetischer Polstärke und magnetischer Feldverteilung sowie nicht zuleizt von magnetostriktiver Dilatation bzw. Kontraktion in den Trennflächen zu erwarten sind——ihre Amplituden wachsen für : Polabstand ε -&o mit "K^r^— ergeben sich äußerst prekäre magnetische Störungszonen in den Trennfugen ·On the other hand, with regard to the desired mutual mechanically exact orientation of the abutting edges of the two sheet metal parts of a plane - for example the prismatic I-part against the central tongue of the part; on the one hand, and at the same time this seat in the latching hooks on the other hand - a daring "double fit" * which is difficult to control exactly and especially due to the obliqueness of the mutual contact »Since it is precisely with the smallest inaccuracies in the distances between the magnetic pole surfaces and in the mutual contact that the greatest irregularities in the amplitudes of magnetic induction, magnetic pole strength and magnetic field distribution and not too great for magnetostrictive dilation or contraction in the separating surfaces are to be expected - their amplitudes increase for: Pole spacing ε - & o with "K ^ r ^ - there are extremely precarious magnetic interference zones in the separating joints ·

Gegenüber echt geschlossenen , restluftspaltlosen Kernblechschnitten der Vergangenheit entfernen sich die Eigenschaften dieser bekannten Kernblechteile zum einseitigen Einstecken in die Transformatorenwickel doch recht beträchtlich. Compared to genuinely closed core sheet metal cuts with no residual air gap In the past, the properties of these well-known sheet metal parts were removed on one side Plugging into the transformer winding is quite considerable.

Die Formvorschläge dsr Kernblechreihen III A bis III if" lassen zwar eine den bestimmenden magnetischen Zusammenhängen besser entsprechende Schnitt- Technik erkennen Die ■ Restluftspalttrennflachen des Kerns sind zungen— flächendiagonal angeordnet. Bezeichnet man den Winkel dieser diagonalen Trennflächen im Kern gegenüber einer Äquipotentialfläche—hier gegenüber der Horizontalen— mit ⁿp* , so ist die Einflußgröße des geometrischen Restluftspaltes auf den Erregungsaufwend gegenüber einer in einer Äquipotentialfläche liegenden Trennfläche um denThe suggested shapes of the core sheet rows III A to III if "show a cutting technique better suited to the determining magnetic relationships. The residual air gap separating surfaces of the core are arranged diagonally across the tongue Horizontal - with ⁿ p * , then the influencing variable of the geometrical residual air gap on the excitation expenditure compared to a separating surface lying in an equipotential surface around the

3 0 9 8 10/0258 Bad 3 0 9 8 10/0258 bath

Faktor cos jEL proportional gemindert, anderseits wird zugleich der ¥irkanteil der Luftspalttrennflächen um den Faktor 1/cosff proportional vergrößert. Diese zwar vorstehend geschilderten Vorteile gegenüber den Kemblechreihen IA-I F*und II A bis II D werden aufgehoben durch den Nachteil, daß diese Schnittgeometrien doch auf zusätzliche., mechanische Verklinkungen in beiden Koordinaten der Kernblechebene angewiesen sind, denn ohne solche Kaßnahme, ist ein gegenseitiger definierter 3±tz der beiden zu einer Blechebene gehörenden Slementteile mechanisch unstabil . Liese Halterung- und Verklinkungsmechanismen ragen doch beachtlich und zwangsläufig in die Geometrie der/ Querschnitte des aktiven Ferroinagnetiaflras von Kernen, Jochen und Schenkeln hinein, die man von solchen ^verschmälerungen und damit Störungsstellen besser freizuhalten bemüht sein sollte ; insbesondere da sie ausgerechnet an <Len fluaegeometrisch ungünstigsten Stellen des gesamten Magnetkreis es, . an denen nämlich der Fluss. eine, geometrische. Richtungsänderung erfährt, auftreten.Factor cos jEL is reduced proportionally, on the other hand, the active component of the air gap separating surfaces is proportionally increased by a factor of 1 / cosff. These advantages over the Kemblechreihen IA-I F * and II A to II D described above are offset by the disadvantage that these cut geometries are dependent on additional., Mechanical latches in both coordinates of the core sheet plane, because without such a measure, a Mutually defined 3 ± tz of the two slement parts belonging to a sheet metal plane are mechanically unstable. Liese SUPPORT- and Verklinkungsmechanismen project but significantly and positively in the geometry of the / cross-sections of the active Ferroinagnetiaflras of cores, yokes and legs into it, you should try erschmälerungen ^v of such and therefore better kept clear failure points; especially since they are located at <Len fluaegeometrically unfavorable points of the entire magnetic circuit,. namely where the river. one, geometric. Change of direction experiences occur.

Die durch die Neigung der Trennflächen zunächst hier noch erzielte- Versteilerung der Magnetisierungskennlinie B β £(H) erfährt dadurch entgegengesetzt wieder eine Abflachung, MMK und H steigen gegenüber B überproporti-" on«*L—insbesondere im interessanten Bereich oberhalb ^von^^urmax —"» ^{und es} ersteht ^der Verdacht, daß die Effekte der vorstehend geschilderten Maßnahmen mit ihrem Zusatzaufwand hierdurch mehr als aufgewogen werden.By the inclination of the separating surfaces at first here still erzielte- steepening of the magnetization characteristic B β £ (H) undergoes characterized opposite again flattening, MMK and H rise against B überproporti- "on" * L-particular in the region of interest ^above ^ ^u rmax - "» ^{and the} suspicion arises that the effects of the measures described above are more than outweighed by this with their additional effort.

Auch hier muss man Kompromisse feststellen, die noch beschwert werden durch die Aussichtslosigkeit der dauerhaften mechanischen Beherrschung der für diese Mini-Mechanismen zu fordernden "Super-Genauigkeit" in den auftretenden 'doppelt und mehrfach zu passenden Sitzen, nicht zuletzt im Hinblick auf an diesen mechanisch prekären Stellen zu erwartende erhöhte Werkzeugabnutzung. Daher sind auch derartige Schnittformen nroblem-und komproinißbehaftet.Here, too, one has to find compromises that are weighed down by the hopelessness of lasting ones mechanical mastery of the "super-accuracy" required for these mini-mechanisms in the occurring 'Double and multiple matching seats, not least with regard to these mechanically precarious places expected increased tool wear. Therefore, such sectional shapes are also prone to problems and compromises.

309810/0250 bad orkknal309810/0250 bad orkknal

Bei der Gestaltung derartiger geteilter Schnittformen muss es daher darum gehen, einmal den schädlichen Einfluß dee geometrisch gegebenen Restluftspaltes so gering wie möglich zu halten und zum anderen die mechanische Halterrung der beiden Kernblechteile einer Ebene möglichst gegenseitig znj^Bgszuorientieren, um auf diese Weise die magnetischen Eigenschaften des ⁿ geteilten" Magnetkreises denen de«, klassisch wechselseitig geschichteten Kerns möglichst weitgehende· anzugleichen. Je weitergehend dies gelingt, umso mehr besteht Aussicht auf Ablösung des wechselschichtigen Kerns der Vergangenheit.When designing such divided sectional shapes, the aim must be to keep the harmful influence of the geometrically given residual air gap as small as possible and, on the other hand, to orientate the mechanical support of the two sheet metal parts of a plane as mutually as possible in order to achieve the magnetic properties of the ⁿ divided "magnetic circuit to match those of the classic, alternately layered core as much as possible. The further this succeeds, the greater the prospect of detachment of the alternating core of the past.

BjleBegründung für diese Zielsetzung ergibt sich formell aus der Würdigung der Bestimmungsgleichungen des magnetischen Kreises :BjleThe justification for this objective is formal from the assessment of the determining equations of the magnetic circuit:

Bezeichnet man mitIs called with

MHK die magnetomotorische Kraft (Spannung ) jf den arithmetischen Mittelwert der Windungsflüsse »MHK the magnetomotive force (voltage) jf the arithmetic mean value of the winding fluxes »

» den magnetischen Induktionsfluß , J^ den gesamten Spulenfluß » Kraftlinienzahl· ,»The magnetic induction flux, J ^ the total coil flux» number of lines of force ·,

η die Spulenwindungszahl ,η is the number of coil turns,

R den magnetischen Widerstand _t 1 die mittlere magnetische Weglänge des Ferromagneticüms E Fläche des mittleren effektiven Querschnitts desR the magnetic resistance _t 1 the mean magnetic path length of the Ferromagneticüms E area of the mean effective cross section of the

magnetisches Kreisest ,
JB_Q » SLff ^^e effektive magnetische Länge des Restluftspältes in Flussrichtung ,magnetic circle nest,
JB _Q »SLff ^ ^e effective magnetic length of the remaining air gap in the direction of flow,

u die absolute Permeabilität des Vakuums = Induktionskonstanten ,u the absolute permeability of the vacuum = induction constants ,

u die relative Permeabilität des Ferromagneticüms , H den Effektivwert des Magnetisierungsstromes _t L die Induktivität der erregenden Spule , VOtIi die Induktanz der erregenden Spule , C den Koeffizienten der ferromagnetischen Streuung, H die magnetische Feldstärke . .: ^·u the relative permeability of the ferromagnetic material, H the effective value of the magnetizing current _t L the inductance of the exciting coil, VOtIi the inductance of the exciting coil, C the coefficient of the ferromagnetic scattering, H the magnetic field strength. .: ^ ·

dann ist : · " .:..-;then : · " .:..-;

30 9 810/0 26a30 9 810/0 26a

Ό MMK » JJf . R_m = __r R_m = /u_orl_rn ;Ό MMK »YJf. R _m = _ _r R _m = / u _or l _r n;

3)3)

4) » Ji4) »Ji

HMK ΜΜΚ»ηHMK ΜΜΚ »η

Gleichung 7) läßt recht eindrucksvoll den außerordentlich prekären Einfluß des Restluftspalts auf den Wert des magnetischen Widerstandes des Kreises erkennen: in der durch diesen verursachten Komponente des magnetischen. Widerstandes* tritt gegenüber dem ferromasnetischen Anteil der Faktor "fi" auf mit einen Skalax von 5·/·7·1ο^ gegenüber dem Faktor 1 im ferromacnetischen Anteil der mittleren macnetischen Weglänge. Das bestätigt ebenso die Technik des bekannten ^andkerns wie die der hier vorgestellten Erfindung bzw. Neuheit »Equation 7) shows quite impressive the extremely precarious influence of the residual air gap on the value of the magnetic Recognize resistance of the circuit: in the component of the magnetic caused by this. Resistance * occurs opposite the ferromasnetic part the factor "fi" on with a scalax of 5 · / · 7 · 1ο ^ opposite the factor 1 in the ferromagnetic portion of the middle macnetic path length. This is also confirmed by the technology of the well-known core like the one presented here Invention or novelty »

^⁴" 309810/0268 _β1/ΜΜΔΙ ^ ⁴ "309810/0268 _{β1 / ΜΜΔΙ}

9AO ORIGINAL9AO ORIGINAL

MAN erkennt, daß für S_Q—-£ 0 die Verhältnisse des luft-It can be seen that for S _Q - £ 0 the ratios of the air

Magnetkreises erreicht werden und süßer gegebenem "Ε¹¹*" nur noch " μ " und 1 die bestimmenden Größen für den magnetischen Fiderstand" bleiben _o Somit nähern sich L. und u> .1*—die resultierende Querrealctanz des zugehörigen elektrischen Kreises—-den im luftspaltlosen Magnetkreis erzielbaren Werten, wie das beim Bandkern gegenüber jedwedem Schichtkern in hohem Maße erreicht ist. Venn man weiter bede.nkt, daß innerhalb diesel' Beziehungen der effektive—der magnetisch wirklich wirksame—Luftspalt steht und nicht der (geometrische) Schlechthin-Luftspalt, die man beide zunächst gleichzusetzen versucht ist, kann man leicht Überlegungen anstellen über das Verhältnis dieser beiden zueinander und gelangt so zu der offensichtlich bisher nicht explizierten Erkenntnis, daß die magnetische Effektivität dieses geometrischen Schlechthin- Luftspaltes vorwiegend, ja bestimmend, von seiner Lage zu einer Äquipotentialfläche von magnetomotorischer Spannung und zugleich magnetischer Feldstärke abhängt.Magnetic circuit can be achieved and sweeter given "Ε ¹¹ *" only " μ " and 1 remain the determining variables for the magnetic resistance " _o Thus L. and u> .1 * - the resulting transverse realctance of the associated electrical circuit - approach values achievable in the magnetic circuit without air gap, as is achieved to a high degree with the tape core compared to any layer core.If one also thinks that within these relationships there is the effective — the magnetically really effective — air gap and not the (geometric) air gap which one tries to equate both at first glance, one can easily make considerations about the relationship of these two to one another and thus arrive at the obviously not yet explicit knowledge that the magnetic effectiveness of this geometrical air gap is predominantly, yes, determining, from its position to one Equipotential area depends on magnetomotive voltage and magnetic field strength at the same time.

Diese Erkenntnis ist den Schöpfern der bisher bekanntgewordenen geteilten Schnittformvorschlägen offenbar verborgen geblieben. Es kann daher gefolgert werden, daß die bisher bekannten, füx* einseitiges Einstecken gedachten geteilten Kernblechschnittformen deshalb nur unbefriedigende Ergebnisse zeitigen konnten, weil ihre Restluftspalttrennflächen in einer Äquipotentialfläche der marnetomotorischen Kraft liegen oder eine Neigung von weniger als 90 Grad ge-^en diese haben.This realization has apparently remained hidden from the creators of the previously known split cut shape proposals. It can therefore be concluded that the previously known split core sheet metal shapes, intended to be plugged in on one side only, could only produce unsatisfactory results because their remaining air gap separating surfaces lie in an equipotential surface of the marnetomotor force or have an inclination of less than 90 degrees.

Daraus resultiert dßr Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, der sich diese-demnach bisher unbekannte- Erkenntnis zu eif;en macht und dahingehend formuliert, daß die magnetische Effektivität des geomutrischen Luftspalts —und damit die entscheidende Minderung des magnetischen Leitwerts des geometrische», geteilten Magnetkreises gegenüber dem ungeteilten »Aiftspaltlosen- nach "0 " geht , wenn die Trennflachen der ^eiden-gleichen oder ungleichen-This results in the basic idea of the present invention, who makes this - therefore hitherto unknown - knowledge and formulates it in such a way that the magnetic effectiveness of the geomutrical air gap - and with it the decisive reduction of the magnetic conductance of the geometrical », divided magnetic circuit compared to the undivided »Aiftspaltlosen- goes to" 0 ", if the dividing surfaces are the same or different

3 0 9 8 1 0 / 0 2 S 8 %_Oö 3 0 9 8 1 _{0/0 2 S 8% Upper Austria}

^v Oft ^v Often

— Kernblechteile einer Ebene orthogonal zu einer Äquipotentialfläche von magnetomotorischer Spannung und zugleich magnetischer feldstärke, also in die Richtung.des magnetischen Flußverlaufs gelebt werden. Kur für diesen einzigen geomtrisch möglichen Fall geht der Wert des effektiven Luftspalts nach "0". Diese Geometrie veranschaulicht in den Abbildungen 4; 4,1 und 4_t2 während Abbildung 5}. 5,1i5,2 ; 5,3 ; und 5,4 die neuen Schnittformen gemäß Erfindung darstellen .- Core sheet metal parts of a plane orthogonal to an equipotential surface of magnetomotive voltage and at the same time magnetic field strength, i.e. in the direction of the magnetic flux course. For this only geometrically possible case, the value of the effective air gap goes to "0". This geometry is illustrated in Figures 4; 4.1 and _4t 2 while Figure 5}. 5.1i5.2; 5.3; and 5.4 represent the new sectional shapes according to the invention.

Es wird erkennbar, daß die wirksame Luftspaltlänge innerhalb eines geometrisch geteilten Magnetkreises in beliebig gegen eine Äquipotentialfläche der magnetischen Feldstärke geneigter Anordnung der Trennflächen angegeben werden kann mit S_eff# - ^s _£«om. r^COB; ' * » ^{worin s} ₆eom. den geometrisch- mechanisch gegebenen Restluftspalt des Kreis·« undT Winkel. ^ den Neigungswinkel der Luftspalt-Trennflächen gegen ein· Äquipotentialfläche der magnetischen Feldstarke bedeutenIt can be seen that the effective air gap length within a geometrically divided magnetic circuit in any arrangement of the separating surfaces inclined towards an equipotential surface of the magnetic field strength can be given as S _{eff #} - ^s _£ «om. r ^COB; '* »In ^{which s} ₆ eom. the geometrically-mechanically given residual air gap of the circle and the angle. ^ mean the angle of inclination of the air gap separating surfaces against an equipotential surface of the magnetic field strength

Ee ie± Ohne weiteres ersichtlich, daß S^f_f -> 0· geht, wenn «LnkeX G(->9» Grad geht» Zugleich wird der Wert «er wirksamen Luftspaltdächejf um den Faktor l/cos. CX vergrößert : Ϊ -, m ϊ^ / cos Of und würde für Winkel erz» g«om,Ee ie ± It is obvious that S ^ f _f -> 0 · goes when «LnkeX G (-> 9» degrees goes »At the same time, the value« of the effective air gap roof is increased by the factor l / cos. CX: Ϊ - , m ϊ ^ / cos Of and would ore for angles »g« om,

0( — 9o Grad — «κ> 'gehen· wenn er nicht schließlich rch/ 4BUrch <le geometrischen Grenzen, gegeben^ftie endlichen ■ Abaeeeungen von Kern und Fensterlängen, begrenzt wäre » Da dieser Flächenzuwachs somit maximal den Wert lv/b_z annehaen kann, wird ersichtlich, daß sich die Verhältnisse umso günstiger gestalten, j er. länger, im Verhältnis zur Zungenbreite "b^" Äs Kerns die Kern-und Fensterlänge gewählt werden ,0 (- 90 degrees - "κ>" if it were not finally limited by the geometric limits, given the finite dimensions of the core and window lengths, "Since this increase in area would therefore have a maximum value of lv / b _z it can be seen that the proportions are all the more favorable, the longer the core and window length are selected in relation to the tongue width "b ^" Äs core,

AUs derselben Geometrie folgt, daß sich im umgekehrten Verhältnis, also um den Faktor cos CX ( und innerhalb der genannten geometrischen Begrenzung um den geometrisch möglichen Größtfaktor b„ / 1. ) die LiniendichteFrom the same geometry it follows that in the inverse ratio, i.e. by the factor cos CX (and within the mentioned geometrical limitation by the geometrically possible largest factor b "/ 1.) the line density

ζ κ ζ κ

in der Trennfläche ermässigt. Das bedeutet^:Verringe-Reduced in the dividing area. That means ^: Reduce-

,309810/0258, 309810/0258

rung der anteiligen magnetomotorischen Spannung, der ^olkräfte und <fcbe der magnetostriktiven Geräuscharnplitudßn .tion of the proportional magnetomotive voltage, the oil forces and the magnetostrictive noise amplitudes .

Diese Feststellungen genügen, um dem so gestalteten Magnetkreis, geradezu "Quasi-Bandkern" -Eigenschaften zuzumessen, denn die bekannten überragenden majnetischen Kennwerte des Bandkerns leiten sich grundsätzlich aus ebenderselben Geometrie von effektivem Restluftspalt und Luftspalt-Trermfläche her, ohne daß ein grundsätzlicher Unterschied bestünde.These findings are sufficient to give the magnetic circuit designed in this way almost "quasi-tape core" properties to be measured, for the well-known towering majestic Characteristic values of the tape core are basically derived from the same geometry of the effective residual air gap and air gap transverse area without a fundamental Difference would exist.

Gegen diesen , aus der Sicht der hier beschriebenen Schnitt geometrie, liegt also nur ein acalarer, quantitativer und. kein grundsätzlicher qualitativer Unterschied vor. A. priori muss der Bandkern gegenüber der hier beschriebe.-nen Schnitt geometrie noch günstigere Kennwerte zeigen, weil:;Against this, from the point of view of the section geometry described here, there is only an acalaric, quantitative and. no fundamental qualitative difference. A. priori, the tape core must show even more favorable characteristic values compared to the section geometry described here, because :;

a) sein Restluftspalt wegen der raechanisehen Zwangsorientierung Cer einzelnen Bandwindungen ₉ die. nur mit starkem Zug «aufgewickelt werden können, noch b©ss@r" nach *G* geht,a) its remaining air gap because of the raechanical forced orientation cerium individual tape windings ₉ the. can only be wound up with a strong pull «, still b © ss @ r" goes to * G * ,

b) sein· über <en gesamten Bandwindungsumfang verlaufende - luftspalt- TrennCLÄch· ( von einer Bandwindung zur nächsten ) ein noch höhere» Scalar annimmt und sich demzufolge die. Lineiendichte in dieses- antsprechend veiter ennä*sigt und die oben genannten Positive auslöst. Man bedenke weiter, daß der Bandkern aaine vorstehenden Eigenschaften umso mehr variiert, ja unsorgfältiger und lockerer seine Bandwindungen aufgebracht sind«, Deshalb ist ein handgebastelter Bandkern kgin derartiger der Untersuchung ·b) its extending over the entire circumference of the band winding - Luftspalt- TrennCLÄch · (from a tape turn to next) assumes an even higher »scalar and consequently the. Line density in this- accordingly veiter and triggers the positives mentioned above. Consider further that the tape core is aaine protruding Properties are all the more varied, yes, its tape windings are applied more carelessly and loosely «, Therefore, a hand-made tape core kg is under investigation

Die hier beschriebene Schnittgeometrie ist in den neuen Schnittformen 5,1 ; 5,2 ; 5,3 ; und 5,4 der Abbildung dargestellt und zunächst ( ersatzweise ) auf sämtliche "klassischen" Schnittreihen nach DIN 41 3o2, also Schnitte der M-,EI-,DI-,UI-,UT-,3UI-,-Reihen anwendbar»The cutting geometry described here is in the new cutting shapes 5.1; 5.2; 5.3; and 5.4 of the figure shown and initially (alternatively) on all "classic" cutting rows according to DIN 41 3o2, ie Sections of the M, EI, DI, UI, UT, 3UI, - series can be used »

309810/0258 ^SAD 309810/0258 ^SAD

Dabei ist die Umplanung vom "klassischen" Schnitt auf " den neuen Steckkern denkbar einfach. Der Spulenkörper, Armierungs-,Haiterungs—Teile und sonstiges Zubehör sind ohne Einschränkung wie bisher verwendbar. Zusätzliche Halterung3-und Ergänzungsteile gibt es nicht, weil der neue Kernschnitt naturgemäß gegenseitige satte mechanische Selbstorientierungs-und Ver&linkungseigenschaften aufweist, die den gegenseitigen Sitz der beiden Kernblechteile zueinander geradezu zwangsorientieren »The rescheduling is from the "classic" cut to the new plug-in core is very easy. The bobbin, armoring, retaining parts and other accessories can be used as before without restriction. Additional Bracket3 and additional parts do not exist because the new core cut is naturally mutually beneficial mechanical self-orientation and linking properties having the mutual seat of the two Align core sheet metal parts to one another almost forcibly »

Das größere Anwendungsgebiet der Zukunft für diese neue Schnittgeoeetrie bietet natürlich der Entwurf neuer /sich/Schnittreihen, wobβ pfauch folgende» gegenüber "klassischer*The larger area of application of the future for this new one Of course, the design offers new cutting geometry / sich / cutting rows, where the following »versus" classic *

Bemessung zur weitergehenden Angleichung an den * idealen luftapaltlosen " Magnetkern anbieten würde :Dimensioning for further adjustment to the * ideal air gapless "magnetic core would offer:

^ Aufgabe:; des trivialen "klassisehen" Proportionalstandßunktes hinsichtlich der Bemessung von Kern-,J"och-und: SchenkeL-Querschnitten, und zwar ±m.durch die offenbarte I*eitwerterhöhung des Magnetkreise*. gegebenen Rahmen 2) Intensivierung der KernmÄterialausnutzung durch geometrische Verlängerung von Kern-und Fensterlänge, besonders gegenüber den "klassischen" M-und SI-Reihen nach DIN 41 3o2, entsprechend den angestellten magnetogeometrischen Überlegungen und deren Folgerungen ·^ Task :; of the trivial "classic" proportional status point with regard to the dimensioning of core, J "och- and: SchenkeL cross-sections, namely ± m. by the disclosed increase in the residual value of the magnetic circuit *. Given framework 2) Intensification of the core material utilization by geometrical lengthening of the core -and window length, especially compared to the "classic" M and SI series according to DIN 41 3o2, in accordance with the magnetogeometric considerations and their consequences ·

Ein weiterer Hinweis auf einon Vorteil des neuen Gchnittvorschlags gegenüber dem einteiligen Mantelschnitt nach DIN 41 Jo2 ergibt sich aus folgendem ,:Another indication of an advantage of the new cut suggestion compared to the one-piece jacket cut according to DIN 41 Jo2 results from the following:

Bekanntlich werden einteilige Mantelschnitte der "urklassischen" Form entweder luftspaltlos getrennt, um die schädliche/i liniendichte-Erhöhung des haarspaltgetrennten Schnitts zu vermeiden. Dadurch wird jedoch das Einschachteln außerordentlich erschwert. Oder sie werden haarspaltgetrennt und ergeben dann in den mangelhaft überlappten Trennfugen-Zonen unerwünschte magnetische Zusatzwiderstände. Beide Techniken sind also kompromißbehaftet.It is well known that one-piece coat cuts of the "primeval" Form either separated without air gaps to the harmful / i line density increase of the split hairline Avoid cutting. However, this makes nesting extremely difficult. Or they are split hairs apart and then result in undesired additional magnetic resistances in the poorly overlapped joint zones. Both techniques are therefore subject to compromises.

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Der hier neu beschriebene Schnittvorechlag ist gemäß seinen "Quasi-Bcndkern^-Eigenschaften von der Notwendigkeit solcher oder ähnlicher Kompromißlösungen befreit.The cutting suggestion newly described here is in accordance with its "quasi-end-core" properties from necessity such or similar compromise solutions.

Die kritische- Betrachtung der hier als bekanntvorausgesetzten, geteilten Schnittformen, beonders die der,letzten leih», , lehrt indessen,"daß bereits geringe Montageungenanigkeiten im gegenseitigen Sitz der beiden Kernblech-Elamente zueinander—in Flußrichtung gesehen— auch bei gegen eine Äquipotentialfläche der magnetischen Feldstärke beliebig geneigter oder diagonaler !»age der Trennfläch«, linear· geometrische und zugleich effektiv« Euftspaltlängen vergrößern.( denn zwischen diesen beiden besteht hier geoeetrische Proportionalität) ₉ wie in den Abbildungen veranschaulicht wird« Pies jedoch bringt in die Serienfertigungsgenauigkeit eine nicht zu unterschätzende Unsicherheit, The critical consideration of the divided sectional shapes, which are assumed to be known here, especially those of the last one, teaches, "that even minor assembly inaccuracies in the mutual seating of the two core sheet elaments to one another — seen in the direction of flow — even against an equipotential surface of the magnetic Field strength inclined or diagonal as desired! "Age of the interface", linear · geometrical and at the same time effective "Increase air gap lengths (because there is geoetrical proportionality between these two here) ₉ as is illustrated in the figures," Pies, however, brings an accuracy in series production that should not be underestimated Uncertainty ,

Beim neuen Schnitt nach- der vorliegenden Erfindung dagegen gehen solche Montage- tJngenauigkelten in die Änderung des effektiven Luftspaltea nur geringfügig ein und umso weniger, je größer Kem-und Fensterlange im Verhältnis zur Zungenbreite des Kerns bemessen werden« Die Sicherheit der Serienfertigungsgleichm&ßigkeit wird also erhöht«.In contrast, with the new cut according to the present invention such assembly inaccuracies go into the The effective air gap changes only slightly, and the less the greater the core and window length be measured in relation to the tongue width of the core " The security of the series production uniformity is therefore increased «.

Schließlich bietet die vorgeschlagene. Schnittgeometrie ,.wie as beispielsweise durch die Figur 5,4- der Abbildung 5 veranschaulicht wird, Ce Möglichkeit , das Ausstanzen so vorzunehmen , daß nur geringer Stanzabfall entsteht. Bei item Schnitt 5,4 wäre also nur- der zwischen den zusammengelegten Schnitten freie Teil als Abfall anzusprechen.Finally, the proposed offers. Cutting geometry , .As for example by the figure 5.4- the Figure 5 illustrates Ce way that Carry out punching in such a way that only a small amount of punching waste arises. With item section 5.4, only the between would be the folded cuts free part as waste to address.

Bezeichnet man durchweg die beiden Kernteile^ des neuen Schnittes mit 1 und 2 und den Trennschnitt mit 3 alß Jtestluftspalt-Trennflache, dann würde man weitere Trennschnitte in den Schenkein mit 5" und 3" bezeichnen können und sir.One denotes consistently the two core parts ^ of the new one Cut with 1 and 2 and the separation cut with 3 alß Jtest air gap separating surface, then you would have more Mark separating cuts in the legs with 5 "and 3" can and sir.

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Solche konkrete Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Figuren 6,1,, 6,2, 6,5 und 6,4 der Abbildung $ dargestellt.Such specific embodiments of the subject matter of the invention are shown in FIGS. 6, 1, 6, 2, 6.5 and 6.4 of FIG.

Die beiden zweiseitig hälftigen Kernblechteile sind wieder mit 1 und 2 bezeichnet. Der ^Kestluftspalt im Kern mit 3 und die beiden Kestluftspalte in den Schenkeln mit 3' und 3'¹ .In Figu^i könnte sich die Bezeichnung der ^estluftspalte 3¹ und 3¹ ' auch auf die Joche beziehen, da bei der reinen U-Form der Schenkel hier auch oben und unten liegen könnte« Die Zungen der U-und M-förmi.gen Kernblechteile der Figuren 6,1; 6,2 und 6,4 der Abbildung 6 sind oben und unten stark abgerundet, während in den B_ei_SpieX ^_ei? Figur 6,3 diese Zungen oben und unten auch einmal eckig verlaufen können. Die beiden zweiseitig hälftigen Kernbleche 1 und 2 werden in den Transformatorwickel so eingesteckt, daß sie gleichzeitig kraftschlüssig gehaltert werden. Darunter soll die Verklemmung beider ^ernblechteile verstanden werden, die erzielt wird, wenn man den ^verlauf des Restluftspaltes zumindest 3 so wählte, daß eine geringfügige im Toleranzbereich von Millimeterbruchteilen liegende Hintersehneidung erzielt wird.The two core sheet metal parts, which are halved on both sides, are again designated by 1 and 2. The ^K estluftspalt in the core 3 and the two Kestluftspalte in the legs 3 'and 3' ¹ .In Figu ^ i, the term could be the estluftspalte ^ 3 ¹ and 3 ¹ 'also refer to the yokes, as in the pure U -The shape of the legs could also be above and below. 6.2 and 6.4 of Figure 6 are strongly rounded at the top and bottom, while in the B _e i _S pieX ^ _ei? Figure 6.3 these tongues can also run angularly above and below. The two core sheets 1 and 2, which are halved on both sides, are inserted into the transformer winding in such a way that they are held non-positively at the same time. Among them is to be understood both ^ ernblechteile, which is achieved if the ^v so selected erlauf the residual air gap is at least 3 that a slight lying within the tolerance range of fractions of a millimeter is obtained Hintersehneidung the jam.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht beschränkt auf Transformatoren, sondern ist anwendbar auf alle ferromagnetischen^eräte, Anordnungen wie Wandler, Meßwandler, Übertrager, Eisendrosseln und dgl; weil das Wesen der Erfindung· sich nicht nur auf einen reinen Blechschnitt sondern auf ein neues ^erfahren der* Magnetmechanik bezieht. Durch die Erfindung wird erstmalig eine neue grundsätzliche Lehre vermittelt, deren praktische Auswirkungen die ausgedehnte , weitverbreiterte Anwendung eines Verfahrens umfaßt Der Wesenskern der Erfindung liegt auf dem ^uebiot der Magnetmechanik, die hier eine neue praktische Anwendung erfährt.The subject matter of the invention is not limited to transformers, but is applicable to all ferromagnetic devices, arrangements such as converters, measuring converters, transformers, iron chokes and the like; because the essence of the invention relates not only to a pure sheet metal cut but to a new experience of magnetic mechanics. The invention provides for the first time a new basic teaching, the practical effects of which include the extensive, widespread use of a method. The essence of the invention lies in the ^u ebiot of magnetic mechanics, which is being used here in a new practical manner.

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Claims (1)

P A T H IT T - ( GCHUTZ ) - Λ M S. P R. Ü Ü H A .PATH IT T - (GCHUTZ) - Λ M S. P R. Ü Ü H A. \l Geteilter Kernblechschnitt zum Einstecken der Kernblecht ei le~ \ l Split core sheet cut for inserting the core sheet oder von kompletten Kernteiler> in den oder die Wickel von Transformatoren, Wn]adler, Übertrager, Drosseln oder von sonstigen ferromagnetisehen Geräten und daraus hergestellte Transformatoren, Wandler, Übertrager, Drosseln und sonstige ferromagnetische ^erüte , dadurch gekennzeichnet, daß die Resbluftcpalt-Trermflä-Clächen ( 3j3% 3** ··· Abb.4 und Abb. 6 ) zwischen den beiden Kernblechteilen (1,2...,,) geometrisch orthogonal zu einer Äquipotentialfläche gon magnetomotorischer Kraft (Spannung) und magnetischer Feldstärke der Magnetkreise angeordnet sind,or from complete core dividers> into the lap (s) of Transformers, Wn] eagles, transformers, chokes or other ferromagnetic devices and transformers made from them, Converters, transformers, chokes and other ferromagnetic quality, characterized in that the Resbluftcpalt-Trermflä-Clächen (3j3% 3 ** ··· Fig. 4 and Fig. 6) between the two Sheet metal parts (1,2 ... ,,) geometrically orthogonal to a Equipotential surface gon magnetomotive force (voltage) and magnetic field strength of the magnetic circuits are arranged, _''. Geteilter Kernbiechschni tt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspalt-Trennfugen der Schenkel (3*,3*' Figuren der Abbildung 6 ) bzw. die als auch die der Joche (3'»3^IT) ( Figur6,1 ) allein oder mit der Luftspalt-Trennfuge der Kerne ( 3»-Abb_o4 und Abb. 6) in die geometrische Orthogonale su einer Äquipotentialfläche der magnetischen Feldstärke orientiert sind_o _ ''. Divided core bend according to claim 1, characterized in that the air gap separating joints of the legs (3 *, 3 * 'figures in Figure 6) and those of the yokes (3' »3 ^IT ) (Figure 6,1) alone or with the air gap separating line of the cores (3 »-Abb _o 4 and Fig. 6) in the geometric orthogonals are oriented su an equipotential surface of the magnetic field strength _o 3. Geteilter Kernblechschnitt nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kernblechteile (1,2 ) an der Restluftspalt- Trennfläche ( 3 ) allein oder / und an den Restluftspalt Trennflächen ( 3¹', 3 '''...) kraftschlüssig im Wickel des Transformators bzw. de., ferroma_L;netischen Gerätes, gehaltert und damit gegenseitig querverriegelt sind»3. Split core sheet section according to claim 1 and 2, characterized in that the core sheet parts (1,2) on the residual air gap separating surface (3) alone and / or on the residual air gap separating surfaces (3 ¹ ', 3''' ...) frictionally in the winding of the transformer or de., ferroma _L ; netic device, are held and thus mutually cross-locked » 4. Geteilter Kernblechschnitt nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Halterung von einer geringfügigen Hinterschneidung (keilförmig, prismatisch,kreisbogenförraig .....) der Kernblechteile an den Stoßstellen ( auch in der Ketn-Längsrichtung oder in Flußrichtung ) Gebrauch macht»4. Split core sheet section according to claim 3? characterized, that the force-fit bracket has a slight undercut (wedge-shaped, prismatic, circular arc-shaped .....) uses the core sheet metal parts at the joints (also in the Ketn longitudinal direction or in the flow direction) » 309810/0258309810/0258 SADSAD J u __ ( Forbsotzurfj der Ansprüche J u __ (Forbsotzurfj of the claims 5. Geteilter Kernblechschnibt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4- , dadurch gekennzeichnet, daß die Joch-und /oder. Rückschlußschenkel und / oder Mantelquerscimitte vom Werb des halben Kern-oder Zimgenquerschnibts verschieden bemessen sind»5. Split core lamination according to one or more of the claims 1 to 4-, characterized in that the yoke and / or. Inference leg and / or coat cross center from the advertising of the half a core or Zimgen cross section are measured differently » 6. ^eteilber Kernblechschnibt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekonnzeichnet, daß die beiden Kernblechteile (1,2) einer Kernblechebene weitestgehend aus der Blechebene -sifltel·- ( Figur 5,A der Abbildung 5 -hyperorthogonal gestürzte Hinterschneidung in Kern- Längsrichtung ) so ausstanzbar gemacht sind, daß eine sparsame und abfallarme. Ausstanzung gewählt werden kann.6. Partial core sheet metal chips according to one or more of the claims 1 to 5j in that the two core sheet metal parts (1,2) a core sheet plane largely from the sheet metal plane -sifltel - (Figure 5, A of Figure 5 -hyperorthogonal overturned undercut in the longitudinal direction of the core) can be punched out in this way are made to be economical and low in waste. Punching can be chosen. 7»Verfahren zur Verbesserung der Magnetmechanik beim Bau von Transformatoren, Wandler, Übertrager, Eisendrosseln", Verstärker und von sonstigen ferx'omagnetischen Geräten gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rest Iu ft spalt- Trennflächen (3,5* ,3* ''...· )zwischen beiden Kernblechteilen (1,2...) geometrisch orthogonal zu einer Äquipotentialfläche von ma^netomotorischer Kraft (Spannung ) und magnetischer Feldstärke der Magnetkreise angeordnet werden.7 »Process to improve the magnetic mechanics in the construction of Transformers, converters, transformers, iron chokes ", amplifiers and of other ferx'omagnetic devices according to one or several of claims 1 to 6, characterized in that the remainder Iu ft gap separating surfaces (3.5 *, 3 * '' ... ·) between the two Sheet metal parts (1,2 ...) geometrically orthogonal to an equipotential surface of mechanical force (voltage) and magnetic field strength of the magnetic circuits are arranged. Der Patentanwalt IThe patent attorney I »AD ORIGINAL“AD ORIGINAL — 15 — tfcrtsctzun^ der Ansprüche- 15 - tfcrtsctzun ^ of the claims 8. Geteilter KernbLechschnitt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 » dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftspalt trennfugen ( 3 und /oder 3"*, J* ^r .... ) trennfugensinmetrisch Nuten, Nocken, Aussparungen u». dgl» angeordnet sind, die der zusätzlichen Längsfixierung der beiden Kernblechteile (1,2 ) dienen .8. Split KernbLechschnitt according to one or more of claims 1 to 7 »characterized in that in the air gap parting joints (3 and / or 3" *, J * ^r ....) parting joint symmetrically grooves, cams, recesses, etc. ». are arranged, which are used for the additional longitudinal fixation of the two core sheet metal parts (1,2). Der Patentanwalt 1The patent attorney 1 BAD-OFUQiNAl.BAD-OFUQiNAl. 309 S JCι P^JS309 S JCι P ^ JS LeerseiteBlank page