DE3850791T2

DE3850791T2 - Transformator mit leiterisolierenden Nuten.

Info

Publication number: DE3850791T2
Application number: DE3850791T
Authority: DE
Inventors: Robert Leonard Billings; Robert Cleveland Cooper
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1987-02-02
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2008-01-28
Also published as: DE3850791D1; JPS63200507A; EP0279538B1; US4745388A; CA1305225C; EP0279538A1; JP2594305B2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Transformatoren, die auf gedruckten Schaltungsplatten befestigt sind.

Hintergrund der Erfindung

Elektronische Schaltungen erfordern häufig Transformatoren zur Gleichstromtrennung, Spannungswandlung oder als Filterbauteile. Solche Transformatoren werden generell durch einen Magnetkern und einen Spulenkörper gebildet, wobei aber der Kern nicht wesentlich ist. Auf den Spulenkörper sind eine oder mehrere Wicklungen aufgebracht. Eine Wicklung wäre ausreichend zur Bildung eines induktiven Bauteils. Zwei oder mehrere Wicklungen als Primär- und Sekundärwicklungen ergeben einen Transformator. Die Spannungsdifferenz zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung kann verhältnismäßig groß sein, und zwar mehr als Tausend Volt. Daher ist es wichtig, daß die Leitungsdrähte der Primärwicklung gut gegen diejenigen der Sekundärwicklung isoliert sind. Zu diesem Zweck ist es heute üblich, zunächst die Leitungsdrähte der Primärwicklung an Anschlüssen festzulegen und sie dann an der Innenfläche des Spulenkörper-Flansches mit Klebstoff-beschichtetem Isolierband zu befestigen, bevor die Sekundärwicklung gebildet wird. Dadurch werden die Leitungen aus dem Wicklungsvorgang herausgehalten und eine zusätzliche Isolierung zwischen den Leitungen und den Windungen der Sekundärwicklung bereitgestellt, die im anderen Fall direkt gegen die Verbindungsleitungen am Flansch drücken würden.
Der Wicklungs- und Anschlußprozeß erfolgt automatisch. Das Anbringen des Isolierbandes erfolgt jedoch manuell und ist ein wichtiger Aspekt bei dem gesamten Arbeitsaufwand für den Transformator. Darüber hinaus haben die mit einem Isolierband bedeckten Verbindungsleitungen der ersten Wicklung die Tendenz, in einem gewissen Maß dem Wicklungsvorgang für die zweite Wicklung, die ebenfalls automatisch ausgeführt wird, im Wege zu sein. Außerdem ist es nicht einfach, die Leitungen dicht genug am Leitungsanschluß mit einem Band zu bedecken, um die gewünschte Isolation der Verbindungsleitung für die erste Wicklung gegen die Windungen der zweiten Wicklung zu erzielen, die in Kontakt mit ihr sind.
Ein Spulenkörper nach dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs ist offenbart in US-A-3 487 347. Ein weiterer Spulenkörper ist offenbart in EP-A-0 070 752.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Spulenkörper gemäß dem Patentanspruch geschaffen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Flansch eines Transformator-Spulenkörpers mit Nuten versehen, in deren Überhang die Drähte liegen. Die Leitungen sind dadurch vollständig von den Leitungen anderer Wicklungen isoliert, ohne daß ein Isolierband benötigt wird. Außerdem werden sie gegen eine Störung bei der Wicklung der Sekundärwicklung freigehalten, da sie völlig aus dem Raum zwischen den Spulenkörperflanschen entfernt sind, in welchem der Wicklungsvorgang stattfindet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Transformators entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ins einzelne gehende Beschreibung

Der in der Zeichnung dargestellte Transformator 10 ist eine Anordnung von zwei aneinander angepaßten Ferritkernabschnitten 12, die identisch miteinander sind, und einem isolierenden Kunststoff-Spulenkörper 14. Der Spulenkörper 14 enthält einen Kern 16, einen oberen Flansch 18 und einen Anschlußflansch 20, wobei alle Teile einstückig gegossen sind. Der Anschlußflansch 20 erstreckt sich nach außen zu einem Paar von Anschlußleisten 22, in die je eine Vielzahl von Anschlüssen 24 aus einer Kupferlegierung eingebettet ist. Die innere Fläche des Anschlußflansches 20 ist mit einer Anzahl von Anschlußleitungsnuten 26 versehen, die sich je von nahe dem Kern 16 zu einem Anschluß 24 in einer Richtung erstrecken, die allgemein parallel zu einer Tangente an den Kern 16 in der Mitte zwischen den Anschlußleisten 22 verläuft.
Eine Primärwicklung 28, die teilweise dargestellt ist, ist auf den Kern 16 aufgebracht. Endleitungen 30 der Primärwicklung 28 liegen innerhalb der Nuten 26 und sind um die Anschlüsse 24 gewickelt. Die äußere Umfangsfläche der Primärwicklung 28 ist mit einer Schicht aus einem Band 31 bedeckt, um sie von einer aufgebrachten Sekundärwicklung 32 zu trennen. Die Anschlußleitungen 34 der Sekundärwicklung sind ebenfalls an Anschlüssen 24 befestigt. Da bei dem hier vorliegenden Transformator 10 nur eine Sekundärwicklung 32 vorhanden ist, brauchen die Anschlußleitungen 34 der Sekundärwicklung nicht zum Zwecke der Isolation in Nuten 26 zu liegen. Es sind jedoch zusätzliche Nuten 26 für eine Anordnung vorgesehen, bei der eine weitere Sekundärwicklung auf die erste Sekundärwicklung 32 aufgebracht ist, um die Drahtwindungen der zweiten Sekundärwicklung von denen der ersten Sekundärwicklung zu isolieren.
Jede Nut 26 besitzt einen vorspringenden Rand 36, der von nahe der oberen Kante einer Seitenwand ausgeht und über den tiefsten Teil der Nut 26 überhängt, um eine zusätzliche elektrische Isolation und einen mechanischen Schutz für die darunterliegenden Leitungsdrähte bereitzustellen. Die vorspringenden Ränder 36 haben einen im allgemeinen keilförmigen Querschnitt, dessen Breite entfernt von der Wand abnimmt. Die Breite der Nuten 26 nimmt mit ihrer Annäherung an die Anschlüsse 24 zu, wobei die Ausdehnung der vorspringenden Ränder 36 bei ihrer' Annäherung an die Anschlüsse 24 entsprechend größer wird. Mehrere Rippen 38 erstrecken sich zwischen den Anschlußleisten 22 in der Nähe von zwei Nuten 26 zur Verstärkung des Anschlußflansches 20 dort, wo er durch die Nuten 26 geschwächt ist. Die Rippen verhindern außerdem, daß die Windungen der Wicklung, die unter einem beträchtlichen Druck stehen, in die Öffnung der Nuten 26 gedrängt werden.
Um die Nuten 26 zu dem Draht auszurichten, wenn dieser sich unter Spannung von seiner Wicklung aus erstreckt, muß die radiale Dicke der Wicklung in Betracht gezogen werden. Daher soll sich jeder Schlitz 26 in einer Richtung erstrecken, die generell einer Tangente an einen Kreis konzentrisch zum Kern 16 ist. Die Differenz zwischen dem Radius des Kerns 16 und dem Radius des konzentrischen Kreises entspricht im Idealfall der Dicke der kombinierten Wicklungen an einem Punkt, an dem der Draht die Wicklung verläßt. Während vorzugsweise die Nuten 26 sich in einer geraden Linie zu einem Anschluß 24 erstrecken, sind Biegungen aus einem beliebigen Grund zulässig, aber scharfe Biegungen können Schwierigkeiten für einen automatischen Zusammenbau bringen. Ähnliche Überlegungen gelten für die Ausrichtung von Spulenkörpern mit einem Kern, der einen im allgemeinen rechteckigen oder anderen Querschnitt statt eines runden Querschnitts besitzt. Im allgemeinsten Sinn läßt sich sagen, daß die Nuten sich in einer Richtung tangential zum Krümmungsradius der Wicklung an demjenigen Punkt erstrecken sollen, an dem der Draht die Wicklung verläßt.
Der beschriebene Transformator 10 enthält zwar Kernglieder 12, solche Glieder sind aber für die Funktion des Transformators an sich nicht erforderlich.

Claims

Elektrisch isolierender Spulenkörper (14) zur Verwendung in einer Induktionsspule oder einem Transformator (10) mit wenigstens einer eine Vielzahl von Windungen aufweisenden Wicklung (28) mit

einem Kern (16), auf den die Windungen der Wicklung aufgewickelt werden und

einem Paar von im Abstand angeordneten, sich gegenüberliegenden Flanschen (18, 20), zwischen denen sich der Kern erstreckt, wobei die Flansche einander zugewandte Flächen besitzen und einer der Flansche (20) eine Vielzahl von Nuten (26) in seiner zugewandten Fläche zur Aufnahme von Anschlußdrähten (30) der einen oder mehrerer Wicklungen besitzt und wobei einer der Flansche Anschlüsse trägt, die so angeordnet sind, daß sie aus den Nuten auftretende Anschlußdrähte aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nut einen vorspringenden Rand (36) besitzt, der eine Kante der einen Nut überdeckt und eine geschützte Stelle für einen zugeordneten, die eine Kante der einen Nut berührenden Anschlußdraht bildet, wobei die Außenfläche des vorspringenden Randes Teil der zugewandten Fläche des einen Flansches ist,

daß die eine Kante der einen Nut bei ihrer Annäherung an den zugeordneten Anschluß nach außen aufgeweitet ist und der zugeordnete Anschluß, mit dem die entsprechende Anschlußleitung verbunden werden soll, sich mit Bezug auf das Ende der einen Kante der einen Nut sich auf der von der Achse der Nut entfernten Seite der Nut befindet, wodurch das Wickeln der Anschlußleitung um den zugeordneten Anschluß die Leitung gegen die eine Kante der einen Nut drängt, und

daß eine weitere Nut (26), die von der einen Nut durch eine Rippe (28) getrennt ist und einen vorspringenden Rand (36) aufweist, der eine Kante der weiteren Nut überdeckt, eine geschützte Stelle für einen weiteren Anschlußdraht bildet, der die Kante der weiteren Nut berührt,

daß die Außenfläche des weiteren, überhängenden Randes Teil der zugewandten Fläche des einen Flansches bildet,

daß die weitere Kante der weiteren Nut bei ihrer Annäherung an einen weiteren, zugeordneten Anschluß in einer Richtung entgegengesetzt zu der der einen Kante aufgeweitet ist und

daß der weitere Anschluß, mit dem der weitere Anschlußdraht zu verbinden ist, sich nahe dem Ende der weiteren Kante der weiteren Nut auf der von der Rippe entfernten Seite befindet, wodurch beim Wickeln der weiteren Leitung um den weiteren Anschluß diese gegen die weitere Kante der weiteren Nut gedrängt wird.