[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator bzw. eine Drossel mit jochpaketseitigen,
durch Zugstangen gegeneinander verspannbaren Spannauflagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1 bzw. auf ein Verfahren zur Herstellung des Transformators bzw. der Drossel gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 14; ein derartiger Transformator ist durch die DE-C-898
205 bekannt.
[0002] Im Fall der bekannten DE-C-898 205 sollen die Spannauflagen und die Zugstangen den
Kern als starre Glieder umfassen, wobei die Zugstangen außerhalb der hochgebogenen
Flansche an den Spannauflagen angreifen und der gegenseitige Abstand der starren
Flansche eine Spannauflage derart gewählt ist, daß das aufzunehmende Kernpaket nur
als zusammengepreßter Lamellenstapel zwischen die hochgebogenen Flansche einbringbar
ist.
[0003] Durch die DE-A-28 30 128 ist eine Halte- und Andrückvorrichtung für Schnittbandkerne
bekannt, bei der die beiden Kernhälften im Sinne einer hohen gegenseitigen Anpressung
der Schnittflächen durch U-förmige, die Seitenflächen des Kerns in Abstand zu diesem
übergreifende Andruckteile mit seitlich abgebogenen Füßen gegeneinander verspannt
werden, die als Auflage für Zugschrauben dienen.
[0004] Durch die GB-A-669 296 ist ein aus zwei Jochpaketen und dazwischenliegendem Kernpaket
zusammengesetzter Kern bekannt, der von Klemmbacken mit an allen vier Seiten S-förmig
abgebogenen, elastisch nachgiebigen Flanschen dadurch zusammengehalten wird, daß ein
Klemmblech jeweils beidseitig sowohl beide Joche als auch das zwischenliegende Kernpaket
umgreift; eine weitere mechanische Verbindung zwischen den Klemmblechen untereinander
besteht nicht.
[0005] Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll auf fertigungs- und montagetechnisch einfache
Weise mit einem Minimum an Montagezeit und Bauteilen ein Maximum von variablen, kundenspezifischen
Bauformen geschaffen werden können.
[0006] Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Transformator bzw. einer Drossel der eingangs
genannten Art durch die Lehre des Anspruchs 1 möglich; vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
[0007] Die erfindungsgemäße Transformator- bzw. Drosselausführung erlaubt in einem sogenannten
Aufbaumontage-Verfahren mit einem einfachen, als Universal-Bauteil hergestellten und
für verschiedene Bauformen verwendbaren Stanz-Biege-Blechteil für die Spannplatten
zunächst das Schichten und Ausrichten der Bleche des unteren Jochpaketes und nach
dem Aufsetzen der mit den übergestülpten Spulen versehenen Schenkelpakete das Auflegen
des oberen Jochpaketes sowie das anschließende gegenseitige maßhaltige Verspannen
der oberen und unteren Spannplatte mit den Kernteilen mittels der Zugstangen, wobei
die zuvor als Stapelhilfe dienenden ersten Stapel- und Druckbacken zur Erzielung eines
festen Jochpaketes gegen die Seitenflächen der Bleche des Jochpaketes andrückbar sind.
Zweckmäßigerweise bestehen nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung die ersten
Stapel- und Druckbacken aus an die Stapelauflagefläche angestanzten und U-förmig abgebogenen
flanschartigen Vorsprüngen, deren in die Stapelauflagefläche übergehenden Enden die
Zugstangen aufnehmen und deren freie Enden mit ihren Stirnkanten unter dem Zug der
Zugstangen gegen die Längsseitenflächen andrückbar sind. Dadurch ergibt sich eine
besonders einfache Möglichkeit, einerseits beim Stapeln die Stirnkanten seitlich etwas
wegzubiegen und den Stapelraum für die auf die Stapelauflageflächen hochkant aufzusetzenden
Bleche der Jochpakete freizugeben und andererseits beim Anziehen der Zugstangen
durch das elastische Rückbiegen dieser Stirnkanten einen großen Druck auf das Längsseitenflächen
der Bleche zu gewährleisten.
[0008] Ein besonders fester und sicherer Andrucksitz der Stapel- und Druckbacken an den
Längsseitenflächen der Bleche der Jochpakete beim Anziehen der Zugstangen kann dadurch
erreicht werden, daß nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die ersten Stapel-
und Druckbacken aus an die Stapelauflagefläche angestanzten und S-förmig abgebogenen
flanschartigen Vorsprüngen bestehen, deren von den Längsseitenflächen weggebogenen
freien Endschenkel die Zugstangen aufnehmen und deren auf die Längsseitenflächen
zugebogenen Mittelschenkel unter dem Zug der Zugstangen gegen die Längsseitenflächen
andrückbar sind. Ein einfaches elastisches Aufweiten der Mittelschenkel während des
Einstapelns der Jochpaketlamellen einerseits bzw. ein einfaches Andrücken nach dem
Stapeln mit gezieltem elastischen Rückformen der zuvor aufgeweiteten ersten Stapel-
und Druckbacken bei gleichzeitiger hoher Andruckkraft an die Längsseitenflächen
andererseits kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die S-förmigen
Vorsprünge derart abgebogen sind, daß deren Mittelschenkel nur im Abbiegebereich der
seitlich vom Jochpaket abstehenden freien Endschenkel an die Längsseitenflächen
angedrückt sind bzw. daß im Übergangsbereich zu den freien Endschenkeln die Mittelschenkel
durch eingeformte Sicken biegeversteift und/oder formstabilisiert sind.
[0009] Um mit geringem Aufwand bei der Aufbaumontage gleichzeitig eine Ausrichtungsfunktion
auf die Bleche der Jochpakete von ihren Stirnseiten her erreichen zu können, sind
in einem einfachen Fertigungsvorgang nach einer Ausgestaltung der Erfindung an die
Stapelauflageflächen seitlich zweite Stapelbacken einstückig angestanzt und abgebogen,
zwischen denen die Bleche der Jochpakete mit ihrer stirnseitigen Anlage einsteckbar
sind.
[0010] In fertigungstechnisch wenig aufwendiger Weise können die Spannplatten gleichzeitig
entweder zu einer stehenden oder zu einer hängenden Halterung des Transformators bzw.
der Drossel dadurch verwendet werden, daß die Stapelauflageflächen mit einstückig
angestanzten und/oder abgebogenen Aufhängungslaschen für eine hängende Lagerung bzw.
mit jochpaketabgewandten ausgebogenen Fuß-Auflageflächen versehen sind.
[0011] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzlich an die Stapelauflageflächen
Erdungslaschen als auch weitere Befestigungslaschen zur Halterung von elektrischen
Anbauteilen, insbesondere Hutschienen, mitangestanzt und in die jeweilig gewünschte
Lage gebogen.
[0012] Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im
folgenden anhand zweier schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung
näher erläutert; darin zeigen:
FIG 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführung eines dreiphasigen 3UI-Transformators,
FIG 2 den Transformator gemäß FIG 1 in Ansicht II-II,
FIG 3 eine Draufsicht auf den Transformator gemäß FIG 1,
FIG 4 in einem Detailauschnitt den Transformator gemäß FIG 2 im Bereich der unteren
Stapel- und Druckbacken,
FIG 5 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführung eines dreiphasigen 3UI-Transformators,
FIG 6 den Transformator gemäß FIG 5 in Ansicht VI-VI,
FIG 7 eine Draufsicht auf den Transformator gemäß FIG 5,
FIG 8 in einem Detailauschnitt den Transformator gemäß FIG 6 im Bereich der unteren
Stapel- und Druckbacken.
[0013] Die in beiden Ausführungsbeispielen dargestellten 3UI-Transformatoren bestehen im
wesentlichen aus drei mit aufgesteckten Spulen versehenen Schenkelpaketen 3,4,5, die
zwischen einem oberen Jochpaket 1 und einem unteren Jochpaket 2 mittels Zugstangen
8,8 bzw.9,9 und zwischen den Zugstangenmuttern und der Oberseite der Jochpakete 1,2
angeordneter Spannplatten 6,7 gegeneinander verspannt sind.
[0014] Bei der sogenannten Aufbaumontage des erfindungsgemäßen Transformators wird zunächst
als untere Spannauflage die als einfaches Stanz-Biege-Blechteil ausgebildete Spannplatte
7 auf einen Montageboden aufgelegt. In die untere Spannplatte 7 werden die Bleche
des unteren Jochpaketes 2 auf die Stapelauflagefläche 71 hochkant aufgelegt. Dann
werden auf das untere Jochpaket 2 die drei Schenkelpakete 3,4,5 mit den übergesteckten
Spulen aufgesetzt. Auf die Schenkelpakete 3,4,5 werden das obere Jochpaket 1 und darauf
die obere Spannplatte 6 aufgelegt, die mit ihrer Stapelauflagefläche 61 dann auf den
Blechen des oberen Jochpaketes 1 aufliegt. Anschließend werden die beiden Spannplatten
6,7 mittels der Zugstangen 8,8 bzw.9,9 durch Anziehen der Zugstangenmuttern 81,82
bzw.91,92, wobei zur weiteren Bauteilereduzierung jeweils an einem Ende einer Zugstange
anstelle einer Zugstangenmutter auch lediglich in vorteilhafter Weise ein Zugstangenknopf
dicht einstückig angestanzt sein kann, gegeneinander verspannt und dabei das gesamte
Kernpaket fest zusammengefügt.
[0015] Erfindungsgemäß sind die Spannplatten 6,7 als einfach herstellbare einstückige Stanz-Biege-Blechteile
mit einer Stapelauflagefläche 61 bzw.71, seitlichen einstückig angestanzten hochgebogenen
ersten Stapel- und Druckbacken 62,63 bzw.72,73 gemäß FIG 1-4 oder erste Stapel- und
Druckbacken 64,65 bzw.74,75 gemäß FIG 5-8 und mit ebenfalls angestanzten und abgebogenen
zweiten Stapelbacken 66,67 bzw.76,77 versehen. Bei der Aufbaumontage dienen die ersten
Stapel- und Druckbacken als Montage hilfe für die zu den ersten Stapel- und Druckbacken
mit ihren Längsseiten parallel einzuschichtenden Bleche des unteren Jochpaketes 2.
Die seitlichen zweiten Stapelbacken liegen stirnseitig an den Blechen des unteren
Jochpaketes 2 an und dienen somit zu deren Längsausrichtung. In gleicher Weise dienen
die ersten Stapel- und Druckbacken sowie die zweiten Stapelbacken der oberen Spannplatte
6 als Stapel- und/oder Ausrichthilfe für das obere Jochpaket 1 vor dem gegenseitigen
Verspannen der beiden Spannplatten 6,7. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit können
die Stapelbacken auch zusätzlich dann noch mit den Kernblechen verschweißt werden.
[0016] Gemäß dem ersten, in FIG 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die ersten
Stapel- und Druckbacken 62,63 bzw.72,73 aus an die Stapelauflagefläche 61 bzw.71 angestanzten
und U-förmig abgebogenen flanschartigen Vorsprüngen, deren in die Stapelauflagefläche
übergehenden Enden die Zugstangen 8,9 aufnehmen und deren freie Enden mit ihren Stirnkanten
unter dem Zug der Zugstangen gegen die Längsseitenflächen andrückbar sind.
[0017] Gemäß dem zweiten, in FIG 5-8 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die ersten
Stapel- und Druckbacken 64,65 bzw. 74,75 aus an die Stapelauflagefläche 61 bzw.71
angestanzten und S-förmig abgebogenen flanschartigen Vorsprüngen, deren von den Längsseitenflächen
weggebogenen freien Endschenkel die Zugstangen 8,9 aufnehmen und deren auf die Längsseitenflächen
zugebogenen Mittelschenkel unter dem Zug der Zugstangen 8,9 gegen die Längsseitenflächen
andrückbar sind.
[0018] Die ersten Stapel- und Druckbacken können z.B. gemäß FIG 5,7 als axial durchgehende
Stapel- und Druckbacken 64,74 bzw.65,75 oder z.B. gemäß FIG 1,3 axial durch Lüftungsöffnungen
621,631 bzw.721 unterbrochene Stapel- und Druckbacken 62,72 bzw.63,73 ausgebildet
sein.
[0019] Vor dem Verspannen mittels der Zugstangen 8,9 sind die Stapel- und Druckbacken jeweils
derart seitlich wegbiegbar, daß die Bleche des Jochpaketes frei einschiebbar sind.
Nach dem Anziehen der Zugstangenmuttern 81,82 bzw.91,92 im Sinne einer Zugkraft F1,F1
werden die ersten Stapel- und Druckbacken im Sinne einer Druckkraft F2,F2 an die Längsseitenflächen
der Bleche der Jochpakete 1,2 angedrückt. Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß FIG 5-8 ist durch eine formverstärkende Sicke im Übergangsbereich zwischen
dem Mittelschenkel und dem die Zugstangen aufnehmenden freien Endschenkel in vorteilhafter
Weise dafür gesorgt, daß die S-förmigen Vorsprünge in diesem Bereich beim Stapelwegbiegen
und beim anschließenden Zurückandrücken formstabil bleiben jedoch im nicht formverstärkten
Übergangsbereich des Mittelschenkels in den anderen Endschenkel des S-förmigen Vorsprungs
um ein weniges elastisch verformbar sind.
[0020] In vorteilhafter Weise dienen die ersten Stapel- und Druckbacken - wie insbes. aus
FIG 2 oder FIG 6 ersichtlich - gleichzeitig als Befestigung für eine Hutschiene 10,
die z.B. Kontakte zwischen den Spulenwicklungsenden und den äußeren Anschlußleitungen
aufnimmt. In gleicher Weise ist z.B. an die Stapelauflagefläche 61 eine Aufnahme für
eine Erdungslasche 615 mitangestanzt bzw. mitangeformt.
[0021] Die Spannplatten 6,7 können auf einfache und vorteilhafte Weise dadurch als Universal-Bauteil
sowohl für eine stehende als auch für eine hängende Befestigung des Transformators
vorgesehen werden, daß an die Stapelauflageflächen 61 bzw.71 Aufhängungslaschen 611,612,613,614
für eine hängende Anbringung und jochpaketabgewandte Fuß-Auflageflächen 78,79 für
eine stehende Aufstellung ausgestanzt und/oder angebogen sind. Um einerseits eine
von den Zugstangenmuttern bzw. Zugstangenköpfen 82,92 unbeeinflußte stehende Auflage
und andererseits eine gute Zugänglichkeit zu den Zugstangenmuttern 81,91 gewährleisten
zu können, sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung die auf die Zugstangen endseitig
aufgeschraubten Zugstangenmuttern bzw. Zugstangenköpfen außerhalb der Fuß-Auflageflächen
78,79 und gegenüber diesen axial tiefer auf der Außenseite der Stapelauflagefläche
61 bzw.71 aufliegend vorgesehen.
[0022] Die als einfaches Blech-Stanz-Biegeteil gefertigten erfindungsgemäßen Spannplatten
können also eine Mehrfachfunktion erfüllen. Die Stapelauflageflächen dienen zusammen
mit den ersten und zweiten Stapel- und Druckbacken als Stapel- und Ausrichthilfe beim
Montieren der Jochpakete, die gleiche Spannplattenausführung ermöglicht mit ihren
angestantzen umgebogenen Aufhängungslaschen und Fuß-Auflageflächen sowohl eine hängende
als auch stehende Befestigung des Transformators, weitere Befestigungsmöglichkeiten
für elektrische Bauteile und Erdungsanschlüsse sind auf einfache Weise vorsehbar.
[0023] Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Transformators in einer sogenannten
Aufbaumontage ist durch folgende aufeinanderfolgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
a) Einstecken der Lamellen des unteren Jochpaketes 2 zwischen die ersten Stapel- und
Druckbacken 72,73 mit gleichzeitiger Auflage auf die Stapelauflagefläche 71 der unteren
Spannplatte 7;
b) Aufbringen der bewickelten Schenkelpakete 3,4,5 auf das untere Jochpaket 2;
c) Einstecken der Lamellen des oberen Jochpaketes 1 zwischen die ersten Stapel- und
Druckbacken 62,63 mit gleichzeitiger Auflage auf die Stapelauflagefläche 61 der oberen
Spannplatte 6;
d) Aufbringen des oberen, in der Spannplatte 6 gehaltenen Jochpaketes 1 auf die Schenkelpakete
3,4,5;
e) Durchstecken der Zugstangen durch die oberen bzw. unteren ersten Stapel- und Druckbacken
62,63 bzw.72,73 und gegenseitiges Festspannen der Zugstangen 8,9 bei gleichzeitigem
Andrücken der ersten Stapel- und Druckbacken gegen die Längsseitenflächen der Bleche
der Jochpakete 1,2.
1. Transformator bzw. Drossel mit jochpaketseitigen, durch Zugstangen (7,8) gegeneinander
verspannbaren Spannauflagen mit seitlich aufgebogenen, an die Längsseitflächen der
Bleche der Jochpakete (1,2) andrückenden Flanschen, mittels welcher Spannauflagen
die anliegenden diskreten, aus Lamellenstapeln gebildeten Jochpakete (1,2) und die
zwischen diesen angeordneten diskreten Schenkelpakete (3,4) des Transformatorkerns
zu einem festen Verband fügbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannauflagen jeweils aus einer als Stanz-Biege-Blechteil ausgebildeten Spannplatte
(6 bzw.7) mit einer Stapelauflagefläche (61 bzw.71) für die hochkant aufliegenden
Bleche der Jochpakete (1,2) und seitlichen, einstückig angestanzten und abgebogenen
ersten Stapel- und Druckbacken (62,63;72,73 bzw. 64,65;74,75) ausgebildet sind, zwischen
denen die Bleche der Jochpakete (1,2) mit längseitiger Anlage im Sinne einer Aufbaumontage
stapelbar sind und die unter dem Zug der festspannbaren Zugstangen (8,9) gegen die
Längsseitenflächen der Bleche der Jochpakete (1,2) andrückbar sind.
2. Transformator bzw. Drossel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Stapel- und Druckbacken (62,63 bzw.72,73) aus an die Stapelauflagefläche
(61 bzw.71) angestanzten und U-förmig abgebogenen flanschartigen Vorsprüngen bestehen,
deren in die Stapelauflagefläche übergehenden Enden die Zugstangen (8,9) aufnehmen
und deren freie Enden mit ihren Stirnkanten unter dem Zug der Zugstangen gegen die
Längsseitenflächen andrückbar sind. (FIG 1-4)
3. Transformator bzw. Drossel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Stapel- und Druckbacken (64,65 bzw.74,75) aus an die Stapelauflagefläche
(61 bzw.71) angestanzten und S-förmig abgebogenen flanschartigen Vorsprüngen bestehen,
deren von den Längsseitenflächen weggebogenen freien Endschenkel die Zugstangen (8,9)
aufnehmen und deren auf die Längsseitenflächen zugebogenen Mittelschenkel unter dem
Zug der Zugstangen (8,9) gegen die Längsseitenflächen andrückbar sind.
4. Transformator bzw. Drossel nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die S-förmigen Vorsprünge derart abgebogen sind, daß deren Mittelschenkel nur
im Abbiegebereich der seitlich vom Jochpaket abstehenden freien Endschenkel an die
Längsseitenflächen angedrückt sind.
5. Transformator bzw. Drossel nach Anspruch 3 und/oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Übergangsbereich zu den freien Endschenkeln die Mittelschenkel durch eingeformte
Sicken biegeversteift und/oder formstabilisiert sind.
6. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 3 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge zwischen den Aufnahmen der Zugstangen (8,9) freigestanzte Zwischenräume
aufweisen.
7. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stapelauflageflächen (61 bzw.71) mit seitlich einstückig angestanzten und
abgebogenen zweiten Stapelbacken (66,67 bzw.76,77) versehen sind, zwischen denen die
Bleche der Jochpakete (1,2) mit stirnseitiger Anlage stapelbar sind.
8. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stapelauflageflächen (61 bzw.71) mit einstückig angestanzten und/oder abgebogenen
Befestigungslaschen zur Aufnahme von elektrischen Anschlußteilen, insbesondere Hutschienen
(10), versehen sind.
9. Transformator bzw. Drossel nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Stapel- und Druckbacken (62,63 bzw.72,73) als Befestigungslaschen zur
Halterung von elektrischen Anbauteilen, insbesondere Hutschienen (10), mitbenutzt
sind.
10. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stapelauflageflächen (61 bzw.71) mit einstückig angestanzten und/oder abgebogenen
Erdungslaschen (615) versehen sind.
11. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stapelauflageflächen (61 bzw.71) mit einstückig angestanzten und/oder abgebogenen
Aufhängungslaschen (611,612,613,614 bzw.711,712,713,714) für eine hängende Halterung
versehen sind.
12. Transformator bzw. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stapelauflageflächen (61 bzw.71) mit jochpaketabgewandten ausgebogenen Fuß-Auflageflächen
(68,69 bzw.78,79) versehen sind.
13. Transformator nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Zugstangen (8,9) endseitig aufgeschraubten Muttern (81,82 bzw.91,92)
außerhalb der Fuß-Auflageflächen (68,69 bzw. 78,79) und gegenüber diesen axial tiefer
auf der Außenseite der Stapelauflagefläche (61 bzw.71) aufliegen.
14. Verfahren zur Herstellung eines Transformators in einer Aufbaumontage nach einem
der Ansprüche 1 bis 13,
gekennzeichnet durch folgende aufeinanderfolgende Verfahrensschritte:
a) Einstecken der Lamellen des unteren Jochpaketes (2) zwischen die ersten Stapel-
und Druckbacken (72,73 bzw.74,75) mit gleichzeitiger Auflage auf die Stapelauflagefläche
(71) der unteren Spannplatte (7);
b) Aufbringen der bewickelten Schenkelpakete (3,4,5) auf das untere Jochpaket (2);
c) Einstecken der Lamellen des oberen Jochpaketes (1) zwischen die ersten Stapel-
und Druckbacken (62,63 bzw.64,65) mit gleichzeitiger Auflage auf die Stapelauflagefläche
(61) der oberen Spannplatte (6);
d) Aufbringen des oberen, in der Spannplatte (6) gehaltenen Jochpaketes (1) auf die
Schenkelpakete (3,4,5);
e) Durchstecken der Zugstangen durch die oberen bzw. unteren ersten Stapel- und Druckbacken
(62,63 bzw.72,73) und gegenseitiges Festspannen der Zugstangen (8,9) bei gleichzeitigem
Andrücken der ersten Stapel- und Druckbacken gegen die Längsseitenflächen der Bleche
der Jochpakete (1,2).