EP0217103A1 - Transformator mit gegossener Isolierummantelung - Google Patents

Transformator mit gegossener Isolierummantelung Download PDF

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EP0217103A1
EP0217103A1 EP86111589A EP86111589A EP0217103A1 EP 0217103 A1 EP0217103 A1 EP 0217103A1 EP 86111589 A EP86111589 A EP 86111589A EP 86111589 A EP86111589 A EP 86111589A EP 0217103 A1 EP0217103 A1 EP 0217103A1
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/005—Impregnating or encapsulating

Definitions

  • the invention relates to a transformer with a cast insulating jacket, in particular for underfloor airfield lighting, and a method for its production.
  • Such transformers are recessed into the runways of airfields with the connected headlights and, in addition to a small installation space, must have complete tightness and resistance to alkalis, acids and sea water, in particular to ensure operational safety.
  • a high-voltage-resistant, insulating-coated transformer in particular for use in underfloor airport lighting systems, is to be created which, despite simple manufacture and only a small size, can ensure the tightness and required resistance to sea water and alkalis and acids.
  • the transformer according to the invention without additional separate buffering of the active part, with its only directly injection-molded elastic sheathing of the winding applied to a coil former spacing the iron core on all sides and the injection of the space between the iron core and coil former, which is ensured in a simple manner by the spacer webs requirements for tightness and resistance to soil, sea water as well as alkalis and acids can be met even if the inner active part heats up;
  • the penetration of moisture along the outward connection means for the outer connection line is now also clearly prevented by the fact that the connection rubber bushings which are pre-fixed on the coil former and already co-injected during the production of the sheathing during cooling of the insulating sheath in the sense of a press connection with a high sealing pressure of the injection molding compound are enclosed.
  • connection rubber bushings for holding the part to be overmolded at least consisting of core, bobbin with primary or secondary winding and pre-fixed connection means existing connection part for holding in the injection mold until the overmolded insulation cools mass shared.
  • injection is preferably carried out in the direction of the coil axis.
  • the coil former 2 used in the transformer according to the invention is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the winding space for the primary winding 7 is located between the right end flange 21 and the opposite central flange 23, and the winding space for the secondary winding 8 is located between the left end flange 22 and the opposite central flange 24.
  • At the top of the coil former 2 are 21 on the right end flange 21 two brackets 25, 26 for the pre-fixed mounting of connection rubber bushings 3, 4 for the primary winding 7 and on the upper side of the left end flange 22 a mounting bracket 27 for the pre-fixed mounting of a connection rubber bushing 5 for the secondary winding 8 is also molded.
  • Fig. 4 shows a single connection rubber bushing 4, which receives in its center a connection means for the respective winding end and an outer connection line and has a pin 41 cast into the side of this connection means, with which the connection rubber bushing 4 connects to the in 3 shown mounts can be inserted and thereby pre-fixable.
  • a plug-in sleeve 10 is inserted as a connection means into the connection rubber bush.
  • One winding end of the primary or secondary winding 7 or 8 is inserted and soldered or crimped into the lower sleeve part protruding from the connecting rubber bushing; a plug connected to the stripped part of an outer connecting line is inserted into the upper sleeve part, the stripped part of the outer connecting line being pressed directly or indirectly into the recess 42 of the connecting rubber bushing.
  • 11 is a second embodiment of an advantageously sealed connection vulcanized into the connecting rubber bushing 4 as a prefabricated connecting component, the inner stripped end 92 of which is stripped and protrudes from the connecting rubber bushing and is connected to one winding end of the primary and secondary winding 7; 8.
  • connection rubber bushings 3 The assembly of the entire bobbin 2 with all pre-fixed connection rubber bushings can be seen in Figures 5,6 and 9.
  • the high-voltage primary winding has two separate connection rubber bushings 3, 4, each with a connection means 71 and 72, respectively, for connecting an outer line to the primary winding 7; in the single rubber socket 5 for the secondary winding 8, both connection means 81, 82 for the outer line or the winding ends of the secondary winding 8 are combined.
  • FIGS. 7, 8 show the wound and equipped active part of the transformer according to FIG. 5 or FIG. 6 after the molded insulating jacket; 10 shows the view of the active part of the transformer according to FIG. 9 after its injection-molded casing.
  • spacer webs 28 are attached to the inner surfaces of the rectangular coil core of the coil body 2, which comprises the inserted iron core, such that the transformer iron core 1 is kept at a distance from the coil body 2 in accordance with the height of the distance webs 28 the resulting space between the transformer iron core 1 and the coil body 2 and thus the primary winding 7 and secondary winding 8 can also be completely filled with the injection-molded insulating material made of elastic thermoplastic.
  • the spacer webs 28 abut one another outside the corners the inner surfaces of the right-angled coil core of the coil body 2 are arranged so that the core corners, at which particularly high field strengths occur, have reliable insulation from the surrounding primary or secondary winding.
  • an earthing strap 6, which protrudes from the injection-molded insulating jacket can additionally be welded onto the outside of the laminated core, for example.
  • the wound and equipped active part to be overmolded is advantageously set up in the injection mold by means of its connecting rubber bushings 3-5, so that no further additional external spacing means are necessary which could give rise to dangerous inhomogeneous zones in the insulating sheathing .
  • the injection molding compound filled in under high pressure is preferably injected in the direction of the coil axis, so that the transformer is held in the injection mold in the centered position and thus sufficient insulation sheathing guaranteed on all sides.

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Abstract

Um mit einfachen Mitteln einen kompakten, hochspannungs­festen und gegen Feuchtigkeit, Laugen un Säuren resisten­ten Transformator für Flugplatzbefeuerungen schaffen zu können, ist folgendes vorgesehen:
  • a) Primärwicklung und Sekundärwicklung sind auf einen über den Transformator-Eisenkern gesteckten Kunststoff-­Spulenkörper gewickelt;
  • b) an dem Kunststoff-Spulenkörper (2) sind Anschluß-­Gummibuchsen (3-5) vorfixiert gehalten, die mit den Wicklungsenden der Primär- und der Sekundärwicklung (7,8) verbundene Anschlußmittel (71,72;81,82 bzw.91,92) für äußere Anschlußleitungen aufnehmen;
  • c) der bewickelte Spulenkörper (2) mit dem eingesteckten Transformator-Eisenkern (1) und den vorfixiert gehal­tenen Anschluß-Gummibuchsen (3-5) ist direkt mit einem elastischen Thermoplast als einziger Isolierummante­lung spritzumgossen;
  • d) der Transformator-Eisenkern (1) ist durch an die Innenflächen des rechteckigen Spulenkerns des Spulen­körpers (2) angeformte Distanzstege (28) derart in Abstand gehalten, daß der Zwischenraum voll mit dem elastischen Thermoplast ausspritzbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit gegossener Isolierummantelung, insbesondere für eine Unterflur-Flugplatzbefeuerung, und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Derartige Transformatoren werden mit den angeschlossenen Scheinwerfern in Rollbahnen von Flugplätzen versenkt eingelassen und müssen neben einem kleinen Einbauraum insbesondere zur gewährleisteten Be­triebssicherheit eine vollständige Dichtigkeit und Resi­stenz gegen Laugen, Säuren und Meerwasser aufweisen.
  • Bei einem durch die US-PS 40 19 167 bekannten Transfor­mator mit einer Gießharz-Ummantelung zur Anwendung für eine Flugplatzbefeuerung wird der mit Primär- und Sekun­därspule umwickelte Transformator-Eisenkern vor dem eigentlichen Gießharz-Umgießen in eine Gummimanschette eingekapselt; durch diese zusätzliche Pufferung sollen u.a.Wärmespannungen und Wärmedehnungen der Eisenkern-­Spulen-Einheit von der eigentlichen Gießharz-Außenummante­lung ferngehalten werden. Zum Anschluß der äußeren An­schlußleitungen sind mit den Wicklungsenden von Primär- und Sekundärwicklung verbundene Anschlußstifte direkt in die Ummantelung eingegossen; die freien Außenenden dieser Anschlußstifte ragen in die Außenummantelung eingeformte trichterförmige Vertiefungen, in die Gummi­steckbuchsen beim Anschluß der Außenleitung eingesteckt werden, die innen mit der Außenleitung verbundene Gegen­steckhülsen aufnehmen.
  • Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll ein hochspan­nungsfester, isolierstoffummantelter Transformator, ins­besondere zur Anwendung für Unterflur-Flughafenbefeue­rungsanlagen, geschaffen werden, der trotz einfacher Fertigung und nur geringer Baugröße die Dichtigkeit und geforderte Beständigkeit gegen Meerwasser sowie Laugen und Säuren gewährleisten kann. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
  • Es hat sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Transfor­mator ohne zusätzliche gesonderte Pufferung des aktiven Teils mit seiner lediglich direkt spritzumgossenen ela­stischen Ummantelung der auf einen allseitig den Eisen­kern beabstandenden Spulenkörper aufgebrachten Wicklung und der Ausspritzung des durch die Distanzstege auf ein­fache Weise gewährleisteten Zwischenraumes zwischen Eisen­kern und Spulenkörper sämtliche gestellten Forderungen nach Dichtigkeit und Beständigkeit gegenüber Erdreich, Meerwasser sowie Laugen und Säuren auch bei größerer Erwärmung des inneren Aktivteils erfüllen kann; das Ein­dringen von Feuchtigkeit entlang der nach außen geführ­ten Anschlußmittel für die äußere Anschlußleitung wird nunmehr auch dadurch eindeutig verhindert, daß die am Spulenkörper vorfixiert gehaltenen und bei der Herstel­lung der Ummantelung bereits miteingespritzten Anschluß-­Gummibuchsen beim Erkalten der Isolierummantelung im Sinne einer Preßverbindung mit hohem Dichtungsdruck von der Spritzgußmasse umschlossen werden. In vorteilhafter Weise werden die Anschluß-Gummibuchsen zur Halterung des zu umspritzenden, zumindest aus Kern, Spulenkörper mit Primär- bzw. Sekundärwicklung und vorfixiert gehaltenen Anschlußmitteln bestehenden Aktivteils zur Halterung in der Spritzform bis zum Erkalten der umspritzten Isolier­ masse mitbenutzt. Zur sicheren Zentrierung des mit hohem Druck eingespritzten Thermoplastes wird vorzugsweise in Richtung der Spulenachse angespritzt.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schema­tisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeich­nung näher erläutert; darin zeigen:
    • Fig. 1 eine axiale Draufsicht auf die eine Seite eines noch unbewickelten rechteckigen Spulenkörpers;
    • Fig. 2 den Spulenkörper gemäß Fig.1 in einer Ansicht auf die eine Stirnseite bzw. im Schnittbild ge­mäß Schnittverlauf II-II in Fig.1;
    • Fig. 3 eine axiale Ansicht der Oberseite des Spulen­körpers gemäß Fig.1;
    • Fig. 4 eine erste Ausführung einer Anschluß-Gummibuchse;
    • Fig. 5 den Spulenkörper gemäß Fig.2 zusätzlich mit Primär- und Sekundärwicklung sowie mit Eisenkern und vorfixierten Anschluß-Gummibuchsen;
    • Fig. 6 den Spulenkörper gemäß Fig.1 zusätzlich mit Primär- und Sekundärwicklung sowie mit Eisenkern und vorfixerten Anschluß-Gummibuchsen;
    • Fig. 7 den Transformator gemäß Fig.5 mit zusätzlich formgegossener Isolierummantelung;
    • Fig. 8 den Transformator gemäß Fig.6 zusätzlich mit Isolierummantelung;
    • Fig. 9 den Spulenkörper gemäß Fig.3 zusätzlich mit Primär- und Sekundärwicklung sowie mit Eisenkern Eisenkern und vorfixierten Anschluß-Gummibuchsen;
    • Fig. 10 den Transformator gemäß Fig.9 zusätzlich mit formgegossener Isolierummantelung.
    • Fig. 11 eine zweite Ausführung einer Anschluß-Gummi­buchse.
  • Der bei dem erfindungsgemäßen Transformator verwendete Spulenkörper 2 ist in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Zwischen dem rechten Stirnflansch 21 und dem gegenüber­liegenden Mittelflansch 23 befindet sich der Wickelraum für die Primärwicklung 7, zwischen dem linken Stirn­flansch 22 und dem gegenüberliegenden Mittelflansch 24 befindet sich der Wickelraum für die Sekundärwicklung 8. An der Oberseite des Spulenkörpers 2 sind an dem rechten Stirnflansch 21 zwei Klammern 25,26 zur vorfixierten Halte­rung von Anschluß-Gummibuchsen 3,4 für die Primärwicklung 7 und an der oberen Seite des linken Stirnflansches 22 ist eine Halterungsklammer 27 zur vorfixierten Halterung einer Anschluß-Gummibuchse 5 für die Sekundärwicklung 8 mitan­gespritzt.
  • Fig.4 zeigt eine einzelne Anschluß-Gummibuchse 4, die in ihrem Zentrum ein Anschlußmittel für das jeweilige Wick­lungsende und eine äußere Anschlußleitung aufnimmt und seitlich zu diesem Anschlußmittel einen in die Gummi­hülse eingegossenen Stift 41 aufweist, mit der die An­schluß-Gummibuchse 4 an den in Fig.3 gezeigten Halte­rungen einsteckbar und dadurch vorfixierbar ist.
  • Als Anschlußmittel ist bei einer ersten Ausführung gemäß Fig.4 eine Steckhülse 10 in die Anschluß-Gummibuchse ein­gelassen. In den unteren, aus der Anschluß-Gummibuchse herausragenden Hülsenteil wird jeweils ein Wicklungsende der Primär- bzw. Sekundärwicklung 7 bzw.8 eingesteckt und angelötet oder verquetscht; in dem oberen Hülsenteil wird ein mit dem abisolierten Teil einer äußeren An­schlußleitung verbundener Stecker eingesteckt, wobei in die Vertiefung 42 der Anschluß-Gummibuchse der abisolier­te Teil der äußeren Anschlußleitung mittelbar oder un­mittelbar eingedrückt ist. Gemäß Fig.11 ist als zweite Ausführung eines vorteilhaft abgedichteten Anschlusses in die Anschluß-Gummibuchse 4 als vorgefertigtes An­schluß-Bauteil eine äußere Anschluß-Zwischenleitung ein­vulkanisiert, deren inneres abisoliertes, aus der An­schluß-Gummibuchse herausragendes Ende 92 mit je einem Wicklungsende der Primär- bzw. Sekundärwicklung 7;8 ver­bunden wird.
  • Die Bestückung des gesamten Spulenkörpers 2 mit sämtlichen vorfixiert gehalterten Anschluß-Gummibuchsen ist aus den Figuren 5,6 und 9 entnehmbar. Die Hochspannungs-Primär­wicklung weist zwei getrennte Anschluß-Gummibuchsen 3,4 mit je einem Anschlußmittel 71 bzw.72 zum Anschluß einer äußeren Leitung an die Primärwicklung 7 auf; in der ein­zigen Gummi-Anschlußbuchse 5 für die Sekundärwicklung 8 sind beide Anschlußmittel 81,82 für die äußere Leitung bzw. die Wicklungsenden der Sekundärwicklung 8 zusammen­gefaßt.
  • Die Figuren 7,8 zeigen den bewickelten und bestückten Aktivteils des Transformators gemäß Fig.5 bzw. Fig.6 nach der formgegossenen Isolierummantelung; Fig.10 zeigt die Ansicht des Aktivteils des Transformators gemäß Fig.9 nach dessen spritzgegossener Ummantelung.
  • Wie aus Fig.2 ersichtlich, sind erfindungsgemäß an den Innenflächen des rechteckigen Spulenkerns des Spulenkör­pers 2, der den eingesteckten Eisenkern umfaßt, Distanz­stege 28 derart angebracht, daß der Transformator-Eisen­kern l entsprechend der Höhe der Distanzstege 28 in Ab­stand vom Spulenkörper 2 gehalten ist und der dadurch entstehende Zwischenraum zwischen dem Transformator-Eisen­kern l und dem Spulenkörper 2 und damit der Primärwick­wicklung 7 und Sekundärwicklung 8 ebenfalls voll mit dem spritzgegossenen Isolierstoff aus elastischem Thermoplast ausfüllbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Distanzstege 28 außerhalb der Ecken der voreinanderstoßen­ den Innenflächen des rechtwinkligen Spulenkerns des Spu­lenkörpers 2 angeordnet sind, so daß die Kernecken, an denen besonders hohe Feldstärken auftreten, eine sichere Isolation zu der umgebenden Primär- bzw. Sekundärwicklung aufweisen. Wie aus den Figuren 7 bis 10 ersichtlich, kann zusätzlich außen am Blechpaket noch eine Erdungslasche 6 z.B. angeschweißt werden, die aus der spritzgegossenen Isolierummantelung herausragt.
  • Bei der Herstellung der spritzgegossenen Isolierummante­lung wird in vorteilhafter Weise der zu umspritzende be­wickelte und bestückte Aktivteil mittels seiner Anschluß-­Gummibuchsen 3-5 in der Spritzform aufgestellt, so daß keine weiteren zusätzlichen Fremddistanzhaltemittel not­wendig sind, die Anlaß für gefährliche inhomogene Zonen in der Isolierummangeltung sein könnten. Vorzugsweise wird die unter hohem Druck eingefüllte Spritzgußmasse in Richtung der Spulenachse angespritzt, derart daß der Transformator in der Spritzform in zentrierter Stellung und somit allseitig gewährleisteter genügender Isolier­ummantelung gehalten ist.

Claims (7)

1. Transformator mit gegossener Isolierummantelung, ins­besondere für eine Unterflur-Flugplatzbefeuerung, mit den Mekmalen:
a) Primärwicklung und Sekundärwicklung sind auf einen Kunststoff-Spulenkörper (2) gewickelt;
b) an den Kunststoff-Spulenkörper (2) sind Anschluß-­Gummibuchsen (3-5) vorfixiert gehalten, die mit den Wicklungsenden der Primärwiklung (7) und der Sekundär­wicklung (8) verbundene Anschlußmittel (71,72;81,82 bzw.91,92) für äußere Anschlußleitungen aufnehmen;
c) der zumindest aus bewickeltem Spulenkörper (2), Trans­formator-Eisenkern (1) und den vorfixiert gehaltenen Anschluß-Gummibuchsen (3-5) bestehende Aktivteil ist direkt mit einem elastischen Thermoplast als einziger Isolierummantelung spritzumgossen;
d) der Transformator-Eisenkern (1) ist durch an die Innen­flächen des rechteckigen Spulenkerns des Spulenkörpers (2) angeformte Distanzstege (28) derart in Abstand gehalten, daß der Zwischenraum voll mit dem elasti­schem Thermoplast ausspritzbar ist.
2. Transformator nach Anspruch 1 mit dem Merkmal:
e) An die Stirnflansche (21 bzw.22) des Spulenkörpers sind Halterungen (25,26 bzw.27) angeformt, auf die die Anschluß-Gummibuchsen (3-5) aufgesteckt sind.
3. Transformator nach Anspruch 1 und/oder 2 mit dem Merkmal:
f) Die Distanzstege (28) sind an den Innenflächen des rechteckigen Spulenkerns des Spulenkörpers (2) außer­halb dessen Ecken angeformt.
4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlußmittel eine in die Anschluß-Gummibuchse eingelassene Steckhülse (72) vorgesehen ist (Fig.4).
5. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlußmittel in die Anschluß-Gummibuchse eine Anschlußleitung 9 mit einem innen herausragenden abisolierten Leitungsteil 92 und einem isolierummantelten, in die Anschluß-Gummibuchse einvulkanisierten Leitungsteil vorgesehen ist (Fig.11).
6. Verfahren zur Herstellung eines Transformators nach zumindest einem der Ansprüche 1-5 mit dem Merkmal:
g) Der zu umspritzene, aus zumindest Eisenkern, Spulen­körper mit Wicklung und vorfixierten Anschluß-Gummi­buchsen bestehende Aktivteil wird über die am Spulen­körper vorfixierten Anschluß-Gummibuchsen in der Spritzform fixiert gehalten.
7. Verfahren zur Herstellung eines Transformators nach Anspruch 6 mit dem Merkmal:
h) Der Aktivteil wird in Richtung der Spulenachse des Spulenkörpers angespritzt.
EP86111589A 1985-09-03 1986-08-21 Transformator mit gegossener Isolierummantelung Expired EP0217103B1 (de)

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EP0217103A1 true EP0217103A1 (de) 1987-04-08
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