[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Netzdrossel gemäß dem einleitenden Teil des Patentanspruchs
1.
[0002] Netzdrosseln dieser Art werden dazu verwendet, die aktiven unsymmetrischen HF-Störungen,
die durch Schaltnetzteile oder andere im D-Betrieb arbeitende Leistungsstufen verursacht
werden, vom Netz fernzuhalten. Die Stromkompensation wird durch zwei stark verkoppelte
Spulenwicklungen erreicht, die so in Reihe geschaltet sind, daß sich das durch den
Betriebsstrom gebildete Magnetfeld aufhebt. Sie bewirkt, daß der Betriebsstrom das
verwendete Kernmaterial nicht sättigt. Das Volumen der stromkompensierten Netzdrossel
kann so relativ klein gehalten werden.
[0003] Bei den z.B. aus JP-A-61 216 312 bekannten Netzdrosseln gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 besteht der Spulenkörper aus zwei Halbschalen, die um den Kernschenkel
gelegt und miteinander verbunden werden. Der zusammengesetzte Spulenkörper bildet
u.a. ein den Kernschenkel umgebendes Zahnrad, mit dessen Hilfe der Spulenkörper zum
Aufwickeln der Spulenwicklungen auf ihn um den Kernschenkel herum mittels eines in
das Zahnrad eingreifenden Antriebes in Drehung versetzbar ist, wofür mindestens der
vom Spulenkörper umgebene Kernschenkel rund sein muß. Aufgrund der Antriebstechnik
kann nur Draht mit geringem Querschnitt gewickelt werden, und die Wickelzeit ist lang.
Der das Zahnrad bildende Teil des Spulenkörpers nimmt überdies viel Wickelraum in
Anspruch.
[0004] Für die Herstellung der bekannten gattungsgemäßen Netzdrosseln ist es auch nachteilig,
daß die beiden Halbschalen des Spulenkörpers von entgegengesetzten Seiten her an den
Kernschenkel herangebracht und dann in einem gesonderten Montageschritt miteinander
verbunden werden müssen.
[0005] Andererseits haben diese bekannten Netzdrosseln in elektromagnetischer Hinsicht wesentliche
Vorteile, die insbesondere darin bestehen, daß
- der Kern wegen des vorhandenen Spulenkörpers als solcher nicht isoliert zu werden
braucht, wofür als einziges rationelles Verfahren das Wirbelsintern zur Verfügung
steht, bei dem jedoch im Kern Zugspannungen erzeugt werden, die eine magnetische Scherung
des Ferritmaterials bewirken und die Permeabilität undefinierbar bis zu 30 Prozent
herabsetzen,
- die Permeabilität des Kernmaterials wegen der homogen in sich geschlossenen, keinerlei
Klebeluftspalt erfordernden Bauform ungemindert nutzbar ist,
- die infolge des großen Al-Wertes nur benötigte, niedrige Windungszahl die ohmschen
Verluste reduziert und die Anwendungsmöglichkeit in Richtung höherer Leistung vergrößert,
- die Verwendung des Spulenkörpers die Aufteilung des Wickelraumes in Kammern ermöglicht
und durch diesen Kammeraufbau sowie durch die herabgesetzten Windungszahlen und durch
den großen, durch den Spulenkörper bewirkten Abstand der Spulenwicklungen zum Kern
die Wicklungskapazität reduziert ist, und
- das durch den Betriebsstrom verursachte Streufeld im oberen Kernschenkel gebündelt
wird, so daß eine Abschirmung entfallen kann.
[0006] Trotz dieser Vorteile in elektromagnetischer Hinsicht wurden die bekannten gattungsgemäßen
Netzdrosseln in Zahnradwickeltechnik wegen der vorstehend geschilderten Herstellungsschwierigkeiten
und sonstigen Nachteile in räumlicher Hinsicht jedoch nur wenig angewendet, und es
gelangten statt dessen Netzdrosseln anderer Gattung zum Einsatz, die einfacher herstellbar
sind und bei denen z.Zt. hauptsächlich drei Kernformen verwendet werden, nämlich isolierte,
in sich homogen geschlossene Ring-Kerne ohne Spulenkörper und U- und E-Kerne, die
beiden letzteren mit geteiltem Kern und jeweils mit einem Spulenkörper. Diese Bauformen
haben die nachstehend erörterten spezifischen Vor- und Nachteile.
[0007] Der Vorteil des Ringkernaufbaus ist wie bei den gattungsgemäßen Netzdrosseln die
volle Ausnutzung der Kernpermeabilität, da kein Klebeluftspalt vorhanden ist. Die
für die beiden Spulenwicklungen mangels eines Spulenkörpers benötigte Isolation setzt
aber die wirksame Kernpermeabilität als solche herab und verteuert das Produkt. Nachteilig
ist auch die insbesondere wegen des geringen Abstandes der Spulenwicklungen zum Kern
große Wicklungskapazität, die den Wellenwiderstand Z in Richtung hoher Frequenzen
vermindert, und ein durch den Betriebsstrom verursachtes großes äußeres Streufeld.
[0008] Bei der U- bzw. E-Kernlösung liegen die Verhältnisse gerade umgekehrt. Die Verwendung
eines Spulenkörpers für die Wicklungen ermöglicht es, den Wickelaufbau kapazitätsarm
in Kammertechnik zu gestalten, jedoch wird die wirksame Permeabilität wegen des Klebeluftspalts,
der durch den zweiteiligen Kernaufbau bedingt ist, reduziert. Außerdem müssen die
Kernteile zur Erzielung eines möglichst geringen Klebeluftspalts geschliffen und in
einem weiteren besonderen Herstellungsschritt zusammengeklebt werden, wodurch die
Herstellung verteuert wird.
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Netzdrossel mit den
ihr eigenen Vorteilen in elektromagnetischer Hinsicht gegenüber den vorgenannten bekannten
Netzdrosseln anderer Gattung zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger als die
bekannten Netzdrosseln dieser Gattung und zudem auch noch einfacher und kostengünstiger
als die vorstehend geschilderten bekannten Netzdrosseln anderer Gattung herstellbar
ist.
[0010] Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0011] Durch die gattungsgemäße Verwendung des homogen in sich geschlossenen Rahmenkerns
ist die wirksame Permeabilität des Kernmaterials ungemindert verfügbar und wird auch
nicht als solche durch das beim oben besprochenen Ringkernkonzept nötige Isolieren
des Kerns insbesondere durch Wirbelsintern gemindert, weil wegen des ebenso wie bei
den U- bzw. E-Kernlösungen vorhandenen Spulenkörpers auf die Kernisolation verzichtet
werden kann. Bei vorgegebener Induktivität der Netzdrossel ist daher die Windungszahl
nicht nur gegenüber derjenigen des U-E-Kernaufbaus sondern sogar auch etwas gegenüber
der Windungszahl des Ringkernkonzeptes geringer. Schon hierdurch ist die Wicklungskapazität
diesen gegenüber kleiner und wird durch die gattungsgemäße Verwendung des Spulenkörpers
ebenso wie beim U-E-Kernaufbau insbesondere bei Anwendung der Kammertechnik noch weiter
stark herabgesetzt. Die geringe Kapazität zum Kern ist schließlich auch ausschlaggebend
für die Erweiterung der Filterwirkung nach höheren Frequenzen hin. Gegenüber den bekannten
gattungsgemäßen Netzdrosseln und auch gegenüber den bekannten Netzdrosseln der vorgenannten
anderen Gattungen ist aber auch die Herstellung der Netzdrossel wesentlich vereinfacht,
weil der Spulenkörper nur aus einem Teil besteht und somit nur ein einziger Teil an
den Kernschenkel herangeführt werden muß, der aufgrund der erfindungsgemäßen Spulenkörpergestaltung
einfach von einer Seite her auf den Kernschenkel aufschiebbar ist und dann im aufgeschobenen
Zustand trotz des das Aufstecken ermöglichenden Durchgangs in ihm alle Teile der Spulenwicklungen
in einem vorgegebenen Mindestabstand vom Kernschenkel hält. Nach dem Aufstecken des
Spulenkörpers wird die Wicklung in Ringkernwickeltechnik vollautomatisch aufgebracht,
und der Spulenkörper kann gleichzeitig als Anschlußstiftträger dienen. Auch die Drahtkontaktierung
kann an die im Spulenkörper vorhandenen Anschlußstifte vollautomatisch erfolgen.
[0012] Der Kern der erfindungsgemäßen Netzdrossel ist aus einem Einfachstwerkzeug billig
herstellbar, weil er nach dem Sintervorgang keinerlei weiterer Behandlungen wie Entgraten,
Schleifen, Kleben oder Wirbelsintern mehr bedarf. Der Rahmenkern und der Spulenkörper
sind automatisch zu montieren und werden als Einheit der Ringwickelmaschine zugeführt,
die, wie gesagt, ebenfalls vollautomatisch wickelt und den Draht anlegt. Danach findet,
ebenfalls vollautomatisch, das Löten, Prüfen und Verpacken statt. Es entfallen jegliche
halbautomatische Montagearbeiten, wie das Kleben bei den U-E-Kernaufbauten oder die
Montage in Bechern, die ihrerseits die Anschlußstifte aufweisen, bei der Ringkernversion.
[0013] Durch das Entfallen des Zahnradteiles des Spulenkörpers gegenüber den bekannten gattungsgemäßen
Netzrosseln ist der Wickelraum bei der erfindungsgemäßen Netzdrossel optimal nutzbar.
[0014] In elektromagnetischer Hinsicht weist die erfindungsgemäße Netzdrossel alle Vorteile
der bekannten gattungsgemäßen Netzdrosseln auf.
[0015] Die abhängigen Ansprüche haben bevorzugte Ausführungsformen der Netzdrossel gemäß
Anspruch 1 zum Gegenstand.
[0016] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Netzdrossel
dargestellt.
[0017] Die Abbildungen 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau der Netzdrosssel, wobei die Abb.
1 die Netzdrossel in Seitenansicht und die Abb. 2 die Netzdrossel im Schnitt entlang
der Schnittlinie II-II in Abb. 1 wiedergibt,
die Abbildungen 3 und 4 zeigen den Rahmenkern der erfindungsgemäßen Netzdrossel in
Seitenansicht bzw. im Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Abb. 3,
und die Abbildungen 5 und 6 zeigen den Spulenkörper in Schnittdarstellung von der
Seite gesehen, und zwar in Abb. 5 im Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Abb.
6 und in Abb. 6 im Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in Abb. 5.
[0018] Die in der Zeichnung dargestellte Netzdrossel weist einen Kern 1 auf, der als homogen
in sich geschlossener rechteckiger Ringkern von rechteckigem Querschnitt aus einem
hochohmigen Magnetwerkstoff, z.B. Ferrit, ausgeführt ist.
[0019] Auf den Schenkel 1a des Kerns 1 ist ein einteiliger Spulenkörper 2 mit Anschlußstiften
3 aufgesteckt. Das Aufschieben des Spulenkörpers von der Seite her auf den Kernschenkel
1a ermöglicht ein zur Längsachse 4 (Fig. 6) des Spulenkörpers 2 im wesentlichen paralleler
Durchgang 5 in diesem, der eine etwa der Dicke D₁ des Kernschenkels 1a angepaßte lichte
Weite D₂ aufweist. Die lichte Weite D₂ des Durchgangs 5 ist wegen bei dem letzteren
an den Spulenkörper 2 angeformter, einwärts in den Durchgang 5 vorragender Schnapphaken
6, die schräge Anlaufflächen 6a für den Kernschenkel 1a aufweisen, etwas geringer
als die Dicke D₁ des Kernschenkels 1a und die dieser Dicke entsprechende Breite D₃
des den Kernschenkel 1a aufnehmenden, auch im übrigen mit dessen Querschnitt übereinstimmenden
Hohlraums 7 im Spulenkörper 2. Dadurch wird der Durchgang 5 beim Aufstecken des Spulenkörpers
2 auf den Kernschenkel 1a etwas elastisch aufgeweitet, bis die Schnapphaken 6 unter
der Eigenelastizität des Spulenkörpes hinter den Kernschenkel 1a einrasten, sobald
dieser vollständig in den Hohlraum 7 eingetreten ist. Die Schnapphaken 6 sichern dann
den Spulenkörper 2 in definierter Lage auf dem Kernschenkel 1a.
[0020] Wie am besten aus Abb. 1 ersichtlich, ist der Spulenkörper 2 so gestaltet, daß die
nach seinem Aufstecken auf den Kertnschenkel 1a mittels einer Wickelmaschine vollautomatisch
auf ihn aufgebrachten Spulenwicklungen 8 auch dort, wo diese den Durchgang 5 überqueren
in einem Minderstabstand A₁ vom Kernschenkel 1a gehalten werden, der hier im wesentlichen
dem Mindestabstand A₂ entspricht, den der an dem Kernschenkel 1a anliegende, den Wickelgrund
bildende Spulenkörper-Wandungsteil 2a von gleichmäßiger Dicke für die restlichen Wicklungsteile
vermittelt. Dies wird durch eine entsprechende Länge L der an den Schnapphaken 6 endenden
Abschnitte dieses Spulenkörper-Wandungsteiles 2a erreicht.
[0021] Der Wickelraum des Spulenkörpers ist durch Zwischenwände 9 in Wickelkammern unterteilt,
die einen kapazitätsarmen Spulenaufbau begünstigen.
[0022] Nach dem Bewickeln des auf den Kernschenkel 1a aufgesteckten Spulenkörpers 2 können
vollautomatisch auch die Wicklungsenden an die Anschlußstifte 3 angelegt und mit diesen
verlötet sowie die Netzdrossel einer Prüfung unterzogen werden.
1. Stromkompensierte Netzdrossel zur Dämpfung aktiver, unsymmetrischer Störungen, mit
einem homogen in sich geschlossenen, rahmenförmigen Kern (1) und einem auf einem Schenkel
(1a) von diesem angeordneten Spulenkörper (2) für die den Kernschenkel (1a) umgebenden
Spulenwicklungen (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (2) aus einem Stück besteht und seitlich einen sich etwa parallel
zu seiner Längsachse (4) erstreckenden Durchgang (5) aufweist, durch den hindurch
der Spulenkörper (2) vor dem Bewickeln auf den Kernschenkel (1a) aufsteckbar ist,
und daß der Spulenkörper (2) so gestaltet ist, daß er auch die den Durchgang (5) überquerenden
Teile der danach auf ihn in Ringkernwickeltechnik aufgebrachten Spulenwicklungen (8)
im Abstand vom Kernschenkel (1a) hält.
2. Netzdrossel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einstückig an den Spulenkörper (2) angeformte, durch dessen Eigenelastizität
wirkende Schnappvorrichtung (6) zum Fixieren der Lage des Spulenkörpers (2) auf dem
Kernschenkel (1a) nach dem Aufstecken.
3. Netzdrossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelraum des Spulenkörpers (2) in mindestens zwei Wickelkammern unterteilt
ist.
1. Current-compensated mains choke for the attenuation of active asymmetric interference
and with a homogeneously self-contained frame-shaped core (1) and a coil bobbin (2),
which is arranged on one limb (1a) thereof, for coil windings (8) surrounding the
core limb (1a), characterised thereby, that the coil bobbin (2) consists of one piece
and displays a passage (5), which extends laterally about parallelly to its longitudinal
axis (4) and through which the coil bobbin (2) is pluggable onto the core limb (1a)
before the winding of the coil and that the coil bobbin (2) is so structured that
it also holds the parts, which traverse the passage (5), of the coil windings (8),
which are thereafter applied onto it in ring winding technique, at a spacing from
the core limb (1a).
2. Mains choke according to claim 1, characterised by a snap device (6), which is integrally
shaped on at the coil bobbin (2) and operates by its inherent elasticity for the fixing
of the position of the coil bobbin (2) on the core limb (1a) after the plugging-on.
3. Mains choke according to claim 1 or 2, characterised thereby, that the winding space
of the coil bobbin (2) is subdivided into at least two winding chambers.
1. Bobine de réseau à compensation de courant pour atténuer des parasites actifs et dissymétriques,
qui comporte un noyau (1) en forme de cadre fermé de manière homogène sur lui-même
et un corps (2) de bobine disposé sur une branche (1a) de ce noyau et destiné aux
enroulements (8) de bobine entourant la branche (1a) de noyau, caractérisée en ce
que le corps (2) de bobine est d'une pièce et présente d'un côté passage (5) s'étendant
à peu près parallèlement à son axe longitudinal (4), et par lequel le corps (2) de
bobine peut être emboîté sur la branche (1a) de noyau avant le bobinage, et le corps
(2) de bobine est formé de manière à maintenir également les parties, traversant le
passage (5), des enroulements (8) de bobine appliqués ensuite sur lui selon le procédé
d'enroulement à noyau annulaire à distance de la branche (1a) de noyau.
2. Bobine de réseau selon la revendication 1, caractérisée par un dispositif (6) d'encliquetage
formé d'un seul tenant dans le corps (2) de bobine et agissant par son élasticité
intrinsèque, pour fixer la position du corps (2) de bobine sur la branche (1a) de
noyau après l'emboîtement.
3. Bobine de réseau selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'espace pour
l'enroulement du corps (2) de bobine est subdivisé en au moins deux compartiments
d'enroulement.