Kleintransformator und Herstellungsverfahren für diesen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators mit einem lamellierten Eisenkern und mit Primär- und Sekundärwicklungen die von einem Spulenkörper aufgenommen werden, dessen Zentralöffnung vom Eisenkern durchdrungen wird, die den Eisenkern überragenden Wicklungsteile auf beiden Seiten mit je einem Deckel bildenden thermoplastischen Kunststoffmasse umspritzt werden und die Deckel untereinander einstückig durch erste Stege verbunden werden, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen und dem Eisenkern durchdringen und ausfüllen und der lamellierte Eisenkern durch zweite, die beiden Deckel verbindende Stege in sich fixiert wird und die Herstellung in einem einzigen Arbeitsgang in einer Spritzgussform erfolgt.

[0002] Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Kleintransformator mit einem Eisenkern, mit Primär- und Sekundärwicklungen die von einem Spulenkörper aufgenommen sind, die den Eisenkern überragenden Wicklungsteile beidseitig je von einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckel umgossen sind, die beiden Deckel untereinander durch erste Stege einstückig verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen und dem Eisenkern durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen fixieren und gegenseitig isolieren, und die Deckel verbindende, zweite Stege vorhanden sind, welche den Eisenkern in sich fixieren.

[0003] Es ist bekannt, Kleintransformatoren in vollständig vergossener Form herzustellen, wobei der Eisenkern samt Spulen aussen von einem Kunststoff-Gehäuse umgossen wird. Dabei wird von der offenen Gehäuseseite her ein aushärtender Kunststoff drucklos eingefüllt, sodass der Transformator bis zum Gehäuserand vollständig von Kunststoff umgeben ist. Nachteilig ist jedoch, dass eine relativ grosse Kunststoff-Masse benötigt wird, sowie das umständliche und langsame Herstellungsverfahren, da die für diese Zwecke geeigneten Zweikomponenten-Kunststoffe nur langsam - über Stunden - aushärten. Ein weiterer Nachteil liegt in der schlechten Wärmeableitung als Folge der den Eisenkern allseitig umgebenden Kunststoff-Schicht.

[0004] Aus DE-B-1 140 988 ist ein mit kalt härtendem Giessharz vergossener Transformator bekannt, bei dem die Form für das Vergiessen mit dem Giessharz durch zwei Schalen gebildet wird, welche die Wicklungen auf zwei Seiten umgeben und die Zwischenräume zwischen den beiden Schalen sowie dem Eisenkern und der Wicklung mit Giessharz ausgegossen wird. Dabei können die beiden Schalen am Giessling verbleiben. Die umständliche Herstellungsweise mit langsam aushärtendem Giessharz wird dadurch nicht behoben.

[0005] Die US-A-3 813 763 bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für den Stator eines Elektromotores. Dabei werden geschichtete Lamellen in einer Vorrichtung zu einem Paket zusammengepresst und in diesem zusammengepressten Zustand wird ein aus Kunststoff bestehender Spulenkörper aufgespritzt. Hernach wird der Spulenkörper mit einer einzigen Wicklung versehen. Alsdann wird dieser Körper in eine zweite Form eingebracht und stirnseitig mit einem Kunststoffgehäuse versehen. Anschliessend wird das Ganze in einen hufeisenförmigen Stator eingesetzt, welcher den Magnetfluss zusammen mit dem Lamellenpaket schliesst.

[0006] Die DE-A-2 441 864 zeigt ein induktives Element mit einem aus Lamellen aufgebauten Kern. Zum Zusammenhalten des Kernes sind seitliche Bügelklemmen aus Kunststoff vorhanden. An Stelle der sonst üblichen, das Lamellenpaket durchdringenden Nieten sind Bohrungen im Eckbereich des Lamellenpaketes mit Kunststoff ausgefüllt, welche mit den Bügelklemmen verbunden sind.

[0007] Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Kleintransformator zu schaffen, der - gegenüber konventionellen Ausführungen - unter Verwendung des Kunststoff-Spritzgussverfahrens sehr rationell herstellbar ist, sich zur Herstellung in grossen Serien eignet, mit einem geringen Verbrauch an Kunststoffmasse auskommt und bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände trotz gedrängter Bauart ohne zusätzlichen Aufwand eingehalten werden können.

[0008] Durch die Erfindung ist es möglich, einerseits die Wicklungen relativ zum Eisenkern verschiebungsfest zu fixieren und andererseits das lamellierte Eisenkernpaket verschiebungsfest zu halten, wobei die sonst bei lamellierten Eisenkernen übliche, den Magnetfluss störende Vernietung mit Metallnieten oder das Verschweissen des Kernpaketes wegfällt. Das Aufspritzen der beiden Deckel und der mit diesen zusammenhängenden ersten und zweiten Stege erfolgt rationell in einem einzigen Arbeitsgang im Kunststoff-Spritzgussverfahren mit vergleichsweise geringem Verbrauch an Kunststoff. Dabei entsteht ein vibrationsfestes Produkt, bei dem die elektrischen Sicherheitsabstände zuverlässig eingehalten werden können.

[0009] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher beschrieben wird. Es zeigt:

Fig. 1

die Herstellungsstufen des Kleintransformators in auseinandergezogener, perspektivischer Darstellung.

[0010] Der Kleintransformator ist für eine Leistung von etwa 0,2-400 VA vorgesehen. Er enthält einen laminierten Eisenkern 2 in Form eines aus einzelnen Blechen geschichteten Paketes. Der Eisenkern 2 enthält ein Blech-Paket 2' in E-Form, das durch ein Blech-Paket in I-Form 2" ergänzt wird. Im zusammengebauten Zustand liegen die Bleche der E- und I-Form direkt aneinander an. Weitere Ausführungsvarianten entstehen durch die Verwendung anderer Blechformen.

[0011] Der mittlere Schenkel des E-Paketes 2' wird in den Hohlraum 20 eines Spulenkörpers 5 eingeschoben und hernach das I-Paket 2" aussen angefügt, wie dies aus der Figur hervorgeht. Dabei werden die beiden Kern-Pakete 2', 2" durch Haltenocken 10 des Spulenkörpers 5 gestützt. Vor dem Einsetzen des Eisenkernes 2 werden auf den Spulenkörper 5 durch Stützwände 17 und 19 gehalten und durch eine Trennwand 18 voneinander getrennt.

[0012] Die beiden Wicklungen 3,4 und der Spulenkörper 5 überragen den Eisenkern 2 auf beiden Seiten. Auf diese beiden den Eisenkern 2 überragenden Wicklungsteile wird je ein Deckel 6,7 aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, in einer Spritzgussform aufgespritzt. Damit die Luft gut entweichen kann, wird der flüssige Kunststoff nur von einer Seite her, vorzugsweise von der einen Deckelmitte her, eingespritzt. Die Deckel 6,7 liegen gegen die der Zentralöffnung des Eisenkernes benachbarten Lamellenränder an. Der eingespritzte Kunststoff dringt auch in die Hohlräume zwischen den Wicklungen 3,4 und dem Eisenkern 2 ein und bilden erste Stege. Dadurch werden die Wicklungen 3,4 einerseits im Spulenkörper 5 und andererseits im Eisenkern 2 in ihrer Lage vibrationsfest gesichert.

[0013] Damit auch der laminierte Eisenkern 2 in sich sicher zusammengehalten wird und Schweissnähte oder Metallnieten, welche den Magnetfluss stören würden, vermieden werden, sind auf der Aussenseite des Eisenkerns 2 an den Ecken zweite, im Querschnitt gewölbte Stege 14 vorhanden. Diese sind mit beiden Deckeln 6,7 je über Rippen 8 einstückig verbunden. Somit bilden die beiden Deckel 6,7 zusammen mit den ersten und zweiten Stegen ein einziges zusammenhängendes Kunststoff-Stück.

[0014] Eine erste Ausführungsvariante besteht darin, dass die zweiten Stege 14 Bohrungen je an den Ecken des Eisenkernes 2 durchdringen, an Stelle der aussen an den Ecken angeordneten entsprechenden Stege 14.

[0015] Eine zweite Ausführungsvariante besteht, dass die Verbindung zwischen den beiden Deckeln 6,7 durch Verbindungsstränge erfolgt, welche den Eisenkern aussen umgeben.

[0016] Zum Schutz gegen unzulässige Erwärmung ist im Spulenkörper 5 ein Thermoschutzelement eingebaut.

[0017] Die beschriebenen Merkmale ermöglichen eine besonders rationelle Herstellung mit geringem Aufwand an Rohmaterialien und Halbfabrikaten. Zudem kann der Prüfaufwand und die Ausfallquote vermindert werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Kleintransformators mit einem aus E- und I-förmigen Lamellen bestehenden Eisenkern (2), mit Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) die auf einen Spulenkörper (5) aufgewickelt werden, hernach der mittlere Schenkel des laminierten Eisenkerns (2) in die Zentralöffnung (20) des Spulenkörpers (5) eingesetzt und aus den E- und I-förmigen Lamellen der Eisenkern gebildet wird, auf die den Eisenkern (2) überragenden Wicklungsteile sodann auf beiden Seiten ein diese Wicklungsteile überdeckender Deckel (6,7) aus einer thermoplastischen Kunststoffmasse aufgespritzt wird, wobei die Deckel (6,7) gegen die der Zentralöffnung benachbarten Lamellenränder anliegen, die Deckel (6,7) untereinander einstückig durch erste Stege verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisenkern (2) durchdringen und ausfüllen und der laminierte Eisenkern (2) durch zweite, die beiden Deckel (6,7) verbindende Stege in sich fixiert wird und die Herstellung der Deckel und der ersten und zweiten Stege in einem einzigen Arbeitsgang in einer Spritzgussform erfolgt.

2. Kleintransformator mit einem aus E- und I-förmigen Lamellen bestehenden Eisenkern (2) mit Primär- und Sekundärwicklungen (3,4) die von einem eine Zentralöffnung aufweisenden Spulenkörper (5) aufgenommen sind, der mittlere Schenkel der E-förmigen Lamellen die Zentralöffnung (20) des Spulenkörpers (5) durchdringt, die den Eisenkern (2) überragenden Wicklungsteile (3,4) beidseitig von je einem diese Wicklungsteile überdeckenden, aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Deckel (6,7) umgossen sind, wobei die Deckel (6,7) gegen die der Zentralöffnung benachbarten Lamellenränder anliegen, die beiden Deckel (6,7) untereinander durch erste Stege einstückig verbunden sind, welche die Hohlräume zwischen den Wicklungen (3,4) und dem Eisenkern (2) durchdringen und ausfüllen und dabei die Wicklungen (3,4) fixieren und gegenseitig isolieren, und zweite, die beiden Deckel (6,7) verbindende Stege vorhanden sind, welche den Eisenkern (2) in sich fixieren.

3. Kleintransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege (14) den Eisenkern (2) aussen umgeben und die Deckel (6,7) verbinden.

4. Kleintransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stege Bohrungen an den Ecken des Eisenkernes (2) durchdringen und mit den Deckeln (6,7) einstückig verbunden sind.

Claims

1. Process for manufacturing a small transformer with an iron core (2) consisting of E-shaped and I-shaped plates, with primary and secondary windings (3, 4) which are wound on a coil former (5), after which the central limb of the laminated iron core (2) is placed into the central opening (20) of the coil former (5) and is formed from the E-shaped and I-shaped plates of the iron core, onto the winding sections projecting beyond the iron core (2), a cover (6, 7) of a thermoplastic plastic compound is then sprayed on, which covers these winding sections, the covers (6, 7) lying against the plate rims adjacent to the central opening, the covers (6, 7) being joined to each other in one piece by first webs, which penetrate and fill up the cavities between the windings (3, 4) and the iron core (2). The laminated iron core (2) is fixed in it by second webs which join the two covers (6, 7), and the manufacture of the covers and the first and second webs takes place in one single operation in an injection mould.

2. Small transformer with an iron core (2) made of E-shaped and I-shaped plates, with primary and secondary windings (3, 4) which are held by a coil former (5) having a central opening, the central limb of the E-shaped plates penetrating the central opening (20) of the coil former (5), the winding section (3, 4) projecting beyond the iron core (2) on both sides being encapsulated in each case by covers (6, 7) made of thermoplastic plastics, covering these winding sections, the covers (6, 7) lying against the rims of the plates adjacent to the central opening, the two covers (6, 7) being joined to each other by first webs in one piece, which penetrate and fill up the cavities between the windings (3, 4) and the iron core (2) and, in doing this, fix the windings (3, 4) and insulate them against each other, and second webs joining the two covers (6, 7) being present, which fix the iron core (2) in them.

3. Small transformer according to Claim 2, characterized in that the second webs (14) enclose the iron core (2) externally and connect the covers (6, 7).

4. Small transformer according to Claim 2, characterized in that drilled holes pass through the second webs at the corners of the iron core (2) and are joined to the covers (6, 7) in one piece.

Revendications

1. Procédé pour fabriquer un petit tranformateur avec un noyau en fer (2) constitué de lamelles en forme de E et de I, avec des enroulements primaires et secondaires (3, 4) qui sont bobinés sur une armature de bobine (5), dans lequel la portion médiane du noyau feuilleté en fer (2) est introduite dans l'ouverture centrale (20) de l'armature de bobine (5) et le noyau en fer est constitué à partir des lamelles en forme de E et de I, un couvercle (6, 7) en une matière plastique thermodurcissable est alors injecté sur les portions d'enroulement surplombant le noyau en fer (2) pour protéger ces portions d'enroulement, et ainsi les couvercles (6, 7) s'appuient sur les bords de lamelles adjacents à l'ouverture centrale, les couvercles (6, 7) sont reliés l'un à l'autre pour former une seule pièce par des premières entretoises qui pénètrent dans les cavités entre les enroulements (3, 4) et le noyau en fer (2) et les remplissent, et le noyau feuilleté en fer (2) est maintenu en place par des deuxièmes entretoises reliant les deux couvercles (6, 7), et la fabrication des couvercles et des premières et deuxièmes entretoises a lieu en une seule étape d'usinage dans un moule à injection.

2. Petit transformateur avec un noyau en fer (2) constitué de lamelles en forme de E et de I et des enroulements primaires et secondaires (3, 4) qui sont reçus par une armature de bobine (5) présentant une ouverture centrale dont, la portion médiane des lamelles en forme de E et de I traverse l'ouverture centrale (20) de l'armature de bobine (5), les portions d'enroulement (3, 4) surplombant le noyau en fer (2) sont enrobées chacune des deux côtés par un couvercle (6, 7) constitué en matière plastique thermodurcissable recouvrant ces portions d'enroulement, de sorte que les couvercles (6, 7) s'appuient sur les bords de lamelles adjacents à l'ouverture centrale, les deux couvercles (6, 7) sont réunis pour former une seule pièce par des premières entretoises qui pénètrent dans les cavités entre les enroulements (3, 4) et le noyau en fer (2) et les remplissent et fixent ainsi les enroulements (3, 4) et les isolent l'un de l'autre, et des deuxièmes entretoises reliant les couvercles (6, 7) sont prévues qui maintiennent en position assemblée le noyau en fer.

3. Petit transformateur selon la revendicaion 2, caractérisé en ce que les deuxièmes entretoises (14) du noyau en fer (2) l'entourent de l'extérieur et relient les couvercles (6, 7).

4. Petit transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deuxièmes entretoises traversent des trous aux angles du noyau en fer (2) et sont liées aux couvercles (6, 7) pour former une seule pièce.

Zeichnung