[0001] Die Erfindung betrifft einen Transformator, insbesondere für Vorschaltgeräte von
Gasentladungslampen oder dergleichen, mit einem geteilten Kern und einem Spulenkörper,
wobei die Kernhälften unter Belassung eines Abstandes zwischen den einander zugeordneten
Enden der Kernhälften mit Federn und Bügeln zusammengehalten sind und die sich in
Richtung der Spulenachse erstreckenden Bügel ein Profil aufweisen, das im wesentlichen
dem Profil der über den Spulenkörper vorstehenden Teile der Kernhälften angepaßt ist.
[0002] Derartige Transformatoren, die auch als Streufeldtransformatoren bezeichnet werden,
benutzt man z.B. in Vorschaltgeräten für Leuchtstoffröhren, die im Freizeitbereich,
z.B. auf Booten und in Wohnwagen, angebracht werden. Mit diesen Transformatoren wird
die vorhandene Niederspannung auf eine für die Leuchtstoffröhren geeignete Spannung
hochtransformiert. Gleichzeitig funktioniert ein solcher Transformator als Zündeinrichtung
für die Leuchtstoffröhre, weil er der Röhre zunächst eine höhere Spannung zuführt,
die bei Nennbetrieb der Röhre auf die sogenannte Brennspannung zusammenbricht.
[0003] Ein wesentliches Problem bei derartigen Transformatoren ist die Anpassung der Betriebsparameter
an die jeweilige Leuchtstoffröhre, insbesondere die Anpassung der Induktivität des
Transformators. Bekannt sind Transformatoren, bei denen der Abstand zwischen den Kernhälften
durch eine sogenannte Luftspaltbeilage eingestellt wird. Die beiden Kernhälften sind
dann in einem Bügelsystem gehalten und werden mittels einer Feder in Richtung der
Spulenachse zusammengepreßt. Damit läßt sich die Induktivität eines solchen Transformators
aber nur sehr ungenau'einstellen, denn die Kernhälften selbst besitzen ganz erhebliche
Herstellungstoleranzen, die sich auf die Induktivität auswirken und außerdem wird
die Induktivität auch durch sehr geringe Änderungen des Abstandes der Kernhälften
ganz erheblich beeinflußt. Dieser Einfluß nimmt zu mit abnehmender Größe der Transformatoren,
so daß deren Induktivität bis zu 25 % von dem gewünschten Wert abweichen kann.
[0004] Aus der Praxis ist ein Verfahren zur Einstellung der Induktivität von Transformatoren
bekannt, deren Abmessungen in der Größenordnung von 1 - 2 cm liegen, bei dem zunächst
die Kernhälften und der Spulenkörper zusammengefügt werden und dann der Spulenkörper
an ein Meßgerät angeschlossen wird. Dann werden die beiden Kernhälften unter Beobachtung
des Meßgerätes so weit zusammengeführt, bis der gewünschte Meßwert (Induktivität)
erreicht ist.
[0005] Nunmehr wird in den Spalt zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernhälften
ein Klebstoff gespritzt, der aushärtet. Die Kernhälften werden dann lediglich durch
den Klebstoff zusammengehalten. Bügel sind überflüssig. Abgesehen davon, daß bei diesem
Verfahren die Klebstoffmenge überdosiert werden muß und deswegen große Teile des Transformators
mit Klebstoff bedeckt sind, erreicht man auch damit keine wesentliche Verbesserung
im Hinblick auf die Einstellung der Kennwerte des Transformators, weil jeder Klebstoff
nach Aushärten schrumpft, wodurch im Ergebnis der Abstand zwischen den Kernhälften
wiederum verändert wird. Die Abweichungen der Induktivität vom gewünschten Wert liegen
immer noch bei ca. 10 %.
[0006] Daneben gibt es Transformatoren, insbesondere Transformatoren mit einem Schalenkern,
deren Betriebsparameter mechanisch einstellbar sind, z.B. mit einem verstellbaren
Gewindekern. Andere Transformatoren besitzen verstellbare Joche oder dergleichen.
Eine derartige mechanische Einstellung ist aber nur bei Transformatoren möglich, die
hinreichend große Abmessungen besitzen. Wenn die Abmessungen des Transformators in
einer Größenordnung von 1 - 2 cm oder weniger liegen, lassen sich derartige Einrichtungen
nicht mehr unterbringen.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Transformator der eingangs beschriebenen
Gattung anzugeben, dessen Kenngrößen sich auf einfache Weise zuverlässig und dauerhaft
einstellen lassen.
[0008] Diese Aufgabe wird mit einem Transformator der eingangs beschriebenen Gattung dadurch
gelöst, daß die Federkraft der Federn senkrecht zur Spulenachse gerichtet ist und
daß die Bügel mit den Kernhälften wenigstens bereichsweise verklebt oder kaltverschweißt
sind.
[0009] Bei dem erfindungsgemäßen Transformator wirken auf die Kernhälften keinerlei Kräfte
ein, die den gegenseitigen Abstand verändern können. Da die Federkräfte an den Bügeln
senkrecht zur Spulenachse gerichtet sind, werden die Kernhälften zwar an und von den
Bügeln gehalten, sie können sich relativ dazu jedoch nicht verschieben, insbesondere
auch deshalb nicht, weil die Bügel (nach Einstellung und Justierung des Transformators)
mit den Kernhälften wenigstens bereichsweise verklebt sind. Auch aufgrund der Verklebung
können keine in Spulenachse gerichteten Kräfte entstehen, so daß der eingestellte
Abstand der Kernhälften sich nicht verändern kann.
[0010] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Justieren eines derartigen Transformators,
bei dem die mit dem Spulenkörper zusammengefügten Kernhälften mit den Bügeln verklemmt
und auf den gewünschten Abstand eingestellt werden. Das erfolgt dadurch, daß der Spulenkörper
vor dem Einstellen des Abstandes an ein Meßgerät angeschlossen wird und dann die beiden
Kernhälften unter Überwindung der auf sie einwirkenden, federkraftbedingten Reibungskräfte
gegeneinander bewegt werden, bis das Meßgerät den gewünschten Wert anzeigt, und daß
die Kernhälften anschließend mit den Bügeln verklebt oder kaltverschweißt werden.
[0011] In der Praxis wird man dabei so vorgehen, daß man im Zuge einer Vormontage die Kernhälften
und den Spulenkörper zusammenfügt und dann auf die Kernhälften die Bügel klemmend
aufschiebt derart, daß die Kernhälften einen beliebigen Abstand aufweisen. Nach Anschluß
des Spulenkörpers an das Meßgerät werden dann die Kernhälften langsam gegeneinandergeschoben,
bis der gewünschte Meßwert erreicht ist. Dann wird der Klebstoff aufgebracht, und
zwar in einem Bereich, der von den einander zugeordneten Enden der Kernhälften entfernt
ist, so daß auch das Schrumpfen des Klebstoffes den Abstand dieser Enden nicht beeinflussen
kann.
[0012] Überraschenderweise lassen sich damit die Kennwerte auch von sehr kleinen Transformatoren,
deren Abmessungen in der Größenordnung von 1 - 2 cm und darunter liegen, mit extremer
Genauigkeit einstellen, d.h. mit Abweichungen, die unterhalb von 1 % des gewünschten
Wertes liegen. Das gilt sowohl für Transformatoren mit E- oder M-Kernen als auch für
Transformatoren mit Schalenkernen, und zwar unabhängig davon, ob die Kerne sogenannte
Sinterkerne oder aus Blechpaketen aufgebaut sind.
[0013] Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sollen die Federn von Profilschenkeln
der Bügelprofile gebildet sein, wobei die Federkräfte einander zugeordneter Profilschenkel
aufeinander zu oder voneinander weg gerichtet sind. Handelt es sich beispielsweise
um einen Transformator mit E- oder M-Kern, dessen Schenkel im wesentlichen rechteckige
Querschnitte besitzen, dann können die Bügel ein U-förmiges Profil besitzen, das den
oder die Schenkel überfaßt, wobei die Federkräfte der U-Schenkel aufeinander zu gerichtet
sind. Bei geschlitzten Schalenkernen wird man Bügelprofile verwenden, deren in den
Schlitz eingreifende Profilschenkel sich federnd auseinanderspreizen.
[0014] Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung die Bügel selbst als Federn auszubilden und
dazu an einem Ende über einen Bügelträger miteinander zu verbinden. Diese Ausführung
eignet sich insbesondere für Transformatoren mit ungeschlitzten Schalenkernen, wobei
die Federkräfte der Bügel zur Spulenachse hin gerichtet sind.
[0015] In allen Fällen reichen die Federkräfte aus, um den eingestellten Abstand der beiden
Kernhälften solange zu erhalten, bis der zwischen Bügel und Kernhälften eingebrachte
Klebstoff ausgehärtet ist. Um auch für das Einbringen des Klebstoffes definierte Verhältnisse
zu schaffen, geht ein Vorschlag der Erfindung dahin, daß die Profile der Bügel an
ihren den Kernhälften zugewandten Seiten Vorsprünge oder quer zur Spulenachse gerichtete
Rippen aufweisen. Die Profile der Bügel liegen folglich mit den Vorsprüngen oder Rippen
an den Kernhälften an und bilden im übrigen einen schmalen Spalt, in den der Klebstoff
vom Ende der Bügel eingebracht werden kann. Vorzugsweise werden die Spalte so bemessen,
daß der Klebstoff unter der Wirkung von Kapillarkräften in den Spalt einfließt. Dann
kann die Klebstoffmenge entsprechend bemessen werden. Die Rippen können beispielsweise
aus dem Profil bzw. aus den Profilschenkeln abgebogene federnde Laschen sein.
[0016] Zweckmäßig wird man Bügel aus einem nichtmagnetisierbaren Material, insbesondere
aus Aluminium oder Messing oder auch aus Kunststoff, einsetzen, weil sonst durch die
Bügel selbst die Kennwerte des Transformators zusätzlich verändert werden. Der Kleber
kann ein Kunststoffkleber sein, und zwar sowohl ein Einkomponentenkleber als auch
ein Zweikomponentenkleber. Das schließt nicht aus, daß auch magnetisierbare Materialien
eingesetzt werden können.
[0017] Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung und vergrößert die Seitenansicht eines Transformators
für ein Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampe,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 die Ansicht eines Bügels,
Fig. 4 einen Schnitt in Richtung IV - IV durch den Gegenstand nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 3,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3,
Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII - VII durch den Gegenstand nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 6,
Fig. 9 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 9,
Fig. 11 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 9,
Fig. 12 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 11,
Fig. 13 eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 6,
Fig. 14 einen Schnitt in Richtung XIV - XIV durch den Gegenstand nach Fig. 13,
Fig. 15 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 13,
Fig. 16 einen Transformator mit Bügeln nach Fig. 12 - 15 auf einer Leiterplatte.
[0018] Der dargestellte Transformator besitzt zwei Kernhälften 1, 2, bei denen es sich um
gesinterte E-Kerne handelt, sowie einen Spulenkörper 3 mit Anschlußstiften 4. Die
jeweils äußeren, einander gegenüberliegenden Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 der beiden
Kernhälften 1, 2 sind klemmend in U-förmigen Bügeln 9 bzw. 10 gehalten. Die U-Schenkel
11, 12 jedes Bügels 9 bzw. 10 sind so eingestellt, daß sie klemmend auf die Kernschenkel
5, 6 bzw. 7, 8 aufgeschoben werden können, wobei die jeweiligen Federkräfte senkrecht
zur Spulenachse wirken. An den Innenseiten der U-Schenkel 11, 12 befinden sich eingeprägte
Rippen 13, so daß zwischen der Innenseite jedes U-Schenkels 11 bzw. 12 und der zugeordneten
Außenseite der Kernschenkel 5 - 8 ein Spalt 14 verbleibt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Rippen 13 so angeordnet, daß jeder Kernschenkel 5 - 8 auf jeweils zwei Rippen
13 jedes U-Schenkels 11, 12 abgestützt ist.
[0019] Zur Einstellung des Abstandes 15 zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernschenkel
5, 6 bzw. 7, 8 und damit der Kennwerte des Transformators, z.B. seiner Induktivität,
werden die Kernhälften 1, 2 und der Spulenkörper 3 zunächst lose vormontiert und werden
dann die Bügel 9, 10 derart auf die einander zugeordneten Kernschenkel 5, 6 bzw. 7,
8 klemmend aufgeschoben, daß ein verhältnismäßig großer Abstand 15 zwischen den zugeordneten
Enden der Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 verbleibt. Dann wird der so vorbereitete Transformator
über die Anschlußstifte 4 an ein geeignetes Meßgerät angeschlossen, mit dem beispielsweise
die Induktivität gemessen werden kann. Dann werden die beiden Kernhälften 1, 2 in
Richtung der Spulenachse solange gegeneinanderbewegt, bis das Meßgerät den gewünschten
Wert anzeigt. Die Bewegung der Kernhälften 1, 2 erfolgt dabei gegen die Wirkung der
auf sie einwirkenden, durch die Federkraft der Profilschenkel 11, 12 erzeugten Reibungskräfte,
die jedoch einen einmal eingestellten Abstand 15 nicht beeinflussen können, da sie
senkrecht zur Spulenachse gerichtet sind. Wenn der gewünschte Meßwert und damit der
gewünschte Abstand 15 erreicht ist, wird eine gegebenenfalls dosierte, geringe Menge
Klebstoff in den Spalt 14 eingebracht, der sich darin unter der Wirkung von Kapillarkräften
verteilt. Es genügt, wenn der Spalt bis etwa zur nächsten Rippe 13 mit Klebstoff ausgefüllt
ist. Bei dem Klebstoff kann es sich um einen Einkomponentenkleber oder einen Zweikomponentenkleber
handeln. Wenn der Klebstoff beim Aushärten schrumpft, wird auch dadurch der eingestellte
Abstand 15 nicht beeinflußt oder verändert, denn die Schrumpfspannungen des Klebstoffes
wirken ebenfalls senkrecht zur Spulenachse.
[0020] Der oder die auf diese Weise eingestellten Kennwerte des Transformators können sich
folglich nicht mehr verändern.
[0021] Die Figuren 3 - 5 zeigen den Bügel 9 mit weiteren Einzelheiten.
[0022] In den Figuren 6 - 8 ist eine andere Ausführungsform eines Bügels 9 dargestellt,
bei dem die Rippen 13 von abgewinkelten Laschen 16 gebildet sind, die durch teilweises
Abtrennen der U-Schenkel 11, 12 vom zugeordneten 'U-Steg des Bügels 9 erzeugt sind.
[0023] Bei der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführung sind die Bügel 9, 10 an
einem Ende über einen Bügelträger 17 miteinander verbunden. Der Bügelträger 17 weist
ebenfalls ein U-Profil auf. Die Bügel 9, 10 sind federnd derart an dem Bügelträger
17 angeschlossen,daß ihre federnde Kräfte aufeinander zu gerichtet sind. Zusätzlich
können die U-Schenkel der Bügel 9, 10 eigene Federkräfte entwickeln, wie bei der Ausführung
nach den Figuren 3 - 5. Werden jedoch die Kernhälften 1, 2 des in Figur 1 dargestellten
Transformators mit dem rahmenartigen Bügel nach Figur 9 und 10 klemmend gehalten,
dann wirken die Federkräfte der Bügel 9, 10 ebenfalls senkrecht zur Spulenachse, so
daß ein eingestellter Abstand 15 der Kernhälften 1, 2 durch diese Federkräfte nicht
beeinflußt wird.
[0024] Die in den Figuren 11 und 12 dargestellte Ausführung eignet sich insbesondere für
Transformatoren mit Schalenkernen. Die Bügel 9, 10 weisen jeweils ein kreisabschnittförmiges
Profil auf, dessen Radius dem Radius des Schalenkerns angepaßt ist. Über den Bügelträger
17 sind die beiden Bügel 9, 10 federnd derart miteinander verbunden, daß ihre Federkräfte
radial auf den Schalenkern einwirken. Die Einstellung eines Transformators mit Schalenkern
erfolgt wie oben beschrieben.
[0025] Es versteht sich, daß auch bei den Ausführungen nach den Figuren 9 - 12 die Innenseiten
der Bügel 9, 10 mit nicht dargestellten Rippen versehen sein können, um definierte
Spalte zwischen den Innenseiten der Bügel 9, 10 und den zugeordneten Außenseiten der
Kernhälften zu bilden.
[0026] Bei der in den Figuren 13 - 15 dargestellten Ausführung sind nur die Profilschenkel
12 von freigeschnittenen und abgewinkelten Laschen gebildet, während die Profilschenkel
11 glatt sind. Das hat den Vorteil, daß die Kernhälften 1 bzw. 2 von den federnden
Profilschenkeln 12 gegen die glatten Profilschenkel 11 gedrückt und dadurch beim Justieren
besser geführt sind. Außerdem weisen die in den Figuren 13 - 15 dargestellten Bügel
9 einseitig einen vorstehenden Steckzapfen 18 auf.
[0027] Die Funktion dieses Steckzapfens ergibt sich aus Fig. 16, die zeigt, daß der dargestellte
Transformator gleich auf einer Leiterplatte 19 montiert und justiert wird. Dazu werden
auf die beiden gegenüberliegenden Seiten der unteren Kernhälfte 2 Bügel 9 bzw. 10
aufgeklemmt und wird der nicht dargestellte Spulenkörper auf die Kernhälfte 2 aufgesetzt.
Diese Baueinheit wird dann derart auf die Leiterplatte 19 gesetzt, daß sowohl die
Anschlußstifte 4 des Spulenkörpers als auch die Steckzapfen 18 der Bügel 9 bzw. 10
zugeordnete Öffnungen der Leiterplatte 19 durchfassen. Anschlußstifte 4 und Steckzapfen
18 werden dann an der Leiterplatte 19 durch Löten festgelegt. Damit sind auch die
untere Kernhälfte 2, der Spulenkörper und die Bügel 9 bzw. 10 an der Leiterplatte
19 befestigt. Eine zusätzliche Verklebung oder Kaltverschweißung ist nicht erforderlich.
Nunmehr wird die obere Kernhälfte 1 in die Bügel eingeführt und dabei, wie oben beschrieben,
der Transformator justiert. Dabei kann auch die weiterhin auf der Leiterplatte 19
vorhandene Schaltung einbezogen werden.
1. Transformator, insbesondere für Vorschaltgeräte von Gasentladungslampen oder dergleichen
mit einem geteilten Kern und einem Spulenkörper, wobei die Kernhälften unter Belassung
eines Abstandes zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernhälften mit Federn
und Bügeln zusammengehalten sind und die sich in Richtung der Spulenachse erstreckenden
Bügel ein Profil aufweisen, das im wesentlichen dem Profil der über den Spulenkörper
vorstehenden Teile der Kernhälften angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die
Federkraft der Federn (11, 12; 9, 10) senkrecht zur Spulenachse gerichtet ist und
daß die Bügel (9, 10) mit den Kernhälften (1, 2) wenigstens bereichsweise verklebt
oder kaltverschweißt sind.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Federn von Profilschenkeln
(11, 12) der Bügelprofile gebildet sind, wobei die Federkräfte einander zugeordneter
Profilschenkel (11, 12) aufeinander zu oder voneinander weg gerichtet sind.
3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (9,
10) als Federn ausgebildet sind und dazu an einem Ende über einen Bügelträger (17)
miteinander verbunden sind.
4. Transformator nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet , daß die
Profile der Bügel (9, 10) an ihren den Kernhälften (1, 2) zugewandten Seiten Vorsprünge
oder quer zur Spulenachse gerichtete Rippen (13) aufweisen.
5. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet
, daß wenigstens eine Rippe (13) von aus dem Profil bzw. aus den Profilschenkeln (11,
12) abgebogenen federnden Laschen (16) gebildet ist.
6. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet
, daß der Raum (14) zwischen dem offenen Ende der Bügel (9, 10) und den Vorsprüngen
oder Rippen (13) mit dem Kleber ausgefüllt ist.
7. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet
, daß die Bügel (9, 10) aus einem nichtmagnetisierbaren Material bestehen.
8. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (9, 10) aus
Aluminium, Kupfer, Federbronze oder Messing bestehen.
9. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (9, 10) aus
Kunststoff bestehen.
10. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet
, daß der Kleber ein elektrisch neutraler Haftvermittler ist.
11. Verfahren zum Justieren eines Transformators nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 - 10, bei dem die mit dem Spulenkörper zusammengefügten Kernhälften mit den Bügeln
verklemmt und auf den gewünschten Abstand eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet
, daß der Spulenkörper (3) vor dem Einstellen des Abstandes (15) an ein Meßgerät angeschlossen
wird und dann die beiden Kernhälften (1, 2) unter Überwindung der auf sie einwirkenden,
federkraftbedingten Reibungskräfte gegeneinanderbewegt werden, bis das Meßgerät den
gewünschten Wert anzeigt und daß die Kernhälften (1, 2) anschließend mit den Bügeln
(9, 10) verklebt oder kaltverschweißt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Kernhälften (1, 2)
in Richtung der Spulenachse gegeneinanderbewegt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, unter Verwendung von Bügeln, die wenigstens
einseitig einen vorstehenden Steckzapfen aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß der
Spulenkörper (3) mit einer Kernhälfte (2) und darauf aufgeklemmten Bügeln (9, 10)
auf eine Leiterplatte (19) gesetzt wird, daß die Anschlußstifte (4) des Spulenkörpers
(3) und die Steckzapfen (18) der Bügel (9, 10) an die Leiterplatte (19) angelötet
werden und daß dann die zweite Kernhälfte (1) so weit in die Bügel (9, 10) eingeführt
wird, bis der Transformator justiert ist.