Spule mit variabler Induktivität

Abstract

 Bei einer Spule oder einem Transformator, bestehend aus einem die Wicklung tragenden rohrartigen Spulenkörper (1) mit an dessen Enden befindlichen Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3), sind auf den Spulenkörper (1) von dessen beiden Enden her zwei E-Kerne (10a, 10b) einer ersten Größe aufsetzbar, deren Mittelschenkel (11) in die Rohröffnung (2) eintauchen und deren Außenschenkel (12a, 12b) mit ihren Innenseiten zumindest teilweise auf den Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) aufliegen. Die Wicklungskammer-Begrenzungswände (3) besitzen ferner Ausnehmungen (4) zur Aufnahme der Außenschenkel (22a, 22b) von E-Kernen (20a, 20b) einer zweiten Größe, deren Außenschenkel-Abstand geringer ist als derjenige bei den E-Kernen (10a, 10b) der ersten Größe.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule oder einen Transformator nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

[0002] Derartige Spulen finden beispielsweise in den Ausgangskreisen von elektronischen Vorschaltgeräten für Gasentladungslampen Verwendung. Sie bestehen üblicherweise aus einem rohrartigen Spulenkörper, auf den die Wicklung aufgebracht ist. Der für das Aufbringen der Wicklung vorgesehene Bereich des Spulenkörpers wird von zwei Wicklungskammer-Begrenzungswänden begrenzt, die in der Regel zugleich auch die beiden Stirnseiten des Spulenkörpers bilden. Zum Erhöhen der Induktivität weisen die Spulen oder Transformatoren zusätzlich Kerne aus einem magnetisierbarem Material, beispielsweise aus Ferrit, auf. Dabei handelt es sich vorzugsweise um

E"-förmige Kerne, deren Mittelschenkel beim Aufsetzen von den beiden Enden des Spulenkörpers her in dessen Rohröffnung eintauchen. Der Verwendung von derartigen E-Kernen ist gegenüber bekannten anderen Kernen - z.B. Ringkernen - der Vorzug zu geben, da die E-Kerne im Gegensatz zu den Ringkernen auf einstückige Spulenkörper bzw. auf bereits fertig bewickelte Spulen oder Transformatoren aufgesetzt werden können. Die beiden Außenschenkel der E-Kerne umgreifen dabei in der Regel den Spulenkörper und liegen mit ihren Innenseiten an den Wicklungskammer-Begrenzungswänden an.

[0003] Prinzipiell ist es möglich, die Induktivität der Spule durch die Verwendung von E-Kernen unterschiedlicher Größe zu beeinflussen. Allerdings weisen E-Kerne, deren Mittelschenkel unterschiedlich hoch und/oder breit sind, normalerweise auch unterschiedliche Abstände zwischen ihren jeweiligen Außenschenkeln auf, so daß auf die derzeit bekannten Spulenkörper keine E-Kerne verschiedener Größe aufgesetzt werden können.

[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spule oder einen Transformator mit einem rohrartigen Spulenkörper anzugeben, wobei der Spulenkörper derart ausgebildet ist, daß E-Kerne von zumindest zwei verschiedenen Größen auf diesen aufgesetzt werden können.

[0005] Die Aufgabe wird durch eine Spule oder einen Transformator mit einem Spulenkörper, der die Merkmale der unabhängigen Ansprüche aufweist, gelöst. Dieser erfindungsgemäße Spulenkörper zeichnet sich dadurch aus, daß seine beiden Wicklungskammer-Begrenzungswände Ausnehmungen zur Aufnahme der Außenschenkel von E-Kernen einer zweiten Größe aufweisen, deren Außenschenkel-Abstand geringer ist als der Abstand bei den ursprünglich für diesen Spulenkörper vorgesehenen E-Kernen einer ersten Größe. Dadurch wird erreicht, daß die E-Kerne der zweiten Größe nicht locker in der Spulenöffnung sitzen, sondern fest an den Kanten der Ausnehmungen aufliegen. Auf diese Weise ist es mit sehr einfachen Mitteln möglich, Spulen unterschiedlicher Induktivität herzustellen und dabei dennoch den gleichen Spulenkörper zu verwenden. Es finden lediglich E-Kerne verschiedener Größen Verwendung.

[0006] Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß Anspruch 2 können beispielsweise an der Außenseite des Spulenkörpers zusätzlich rippenartige Konturen zur Unterteilung des durch die Wicklungskammer-Begrenzungswände vorgegebenen Bereichs vorgesehen sein, um dadurch evtl. die beiden Wicklungen eines Transformators voneinander zu trennen. Dabei weisen diese rippenartigen Konturen entsprechend dem Erfindungsgedanken ebenfalls Ausnehmungen zur Aufnahme der Außenschenkel der kleineren E-Kerne auf.

[0007] Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spulenkörper mit E-Kernen einer ersten Größe in perspektivischer Darstellung; und

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Spulenkörper mit E-Kernen einer zweiten und kleineren Größe in perspektivischer Darstellung.

[0008] Der in Fig. 1 dargestellte rohrartige Spulenkörper 1 besitzt einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Der Bereich, in dem die Wicklung bzw. die Wicklungen auf den Spulenkörper 1 aufgebracht werden, wird durch die beiden Wicklungskammer-Begrenzungswände 3 begrenzt, die zugleich auch die beiden Stirnseiten des Spulenkörpers 1 bilden. Zusätzlich wird diese Wicklungskammer durch an der Außenseite des Spulenkörpers 1 befindliche rippenartige Konturen 5 unterteilt, wodurch beispielsweise die Primärwicklung und die Sekundärwicklung eines Transformators voneinander getrennt werden können. Sowohl die beiden Wicklungskammer-Begrenzungswände 3 als auch die rippenartigen Konturen 5 weisen längliche rechteckige Ausnehmungen 4 und 6 auf. Ein derartiger Spulenkörper 1 kann beispielsweise mittels Spritzgießen hergestellt werden, wobei er vorzugsweise einstückig ausgebildet ist. Nicht dargestellt sind in der Zeichnung Anschlußstifte, mit denen die Wicklungsenden verbunden werden.

[0009] Wie in Fig. 1 dargestellt ist, werden auf den Spulenkörper 1 von dessen beiden Enden her zwei z.B. aus Ferrit bestehende E-Kerne 10a und 10b einer ersten Größe aufgesetzt, wobei deren Mittelschenkel 11 beim Aufsetzen in die Rohröffnung 2 des Spulenkörpers 1 eintauchen. Üblicherweise entspricht bei den E-Kernen 10a, 10b der ersten Größe der Querschnitt der Mittelschenkel 11 den Abmessungen der Rohröffnung 2 des Spulenkörpers 1 und der Abstand zwischen den Innenseiten der beiden Außenschenkel 12a bzw. 12b der Breite der Wicklungskammer-Begrenzungswände 3 und der rippenartigen Konturen 5. Diese E-Kerne 10a und 10b weisen ferner eine etwas größere Höhe als die Ausnehmungen 4 und 6 auf. Der bereits teilweise aufgesetzte E-Kern 10b umgreift daher den gesamten Spulenkörper 1, wobei die Außenschenkel 12b die Ausnehmungen 4 und 6 übergreifen und zumindest unterhalb dieser Ausnehmungen 4 und 6 plan und definiert an den Wicklungskammer-Begrenzungswänden 3 bzw. den rippenartigen Konturen 5 aufliegen, so daß in diesen Bereichen Lücken entstehen, die allerdings die Funktionalität der Spule oder des Transformators nicht beeinflussen. Da die Außenschenkel 12a und 12b der E-Kerne 10a und 10b mit ihren Innenseiten zumindest teilweise an den Wicklungskammer-Begrenzungswänden 3 sowie den rippenartigen Konturen 5 aufliegen und ferner die Mittelschenkel 11 formschlüssig in die Rohröffnung 2 eintauchen, liegen die E-Kerne 10a und 10b der ersten Größe in einer fest vorgegebenen Position an dem Spulenkörper 1 an. In der Regel sind die Außenschenkel 12a und 12b dabei so lang, daß die beiden vollständig aufgesetzten E-Kerne 10a und 10b sich zum einen gegenseitig berühren und zum anderen an den beiden Stirnseiten des Spulenkörpers 1 anliegen. Es wird somit ein vollständig geschlossener Ring um den Spulenkörper 1 herum gebildet. Um ein Herausfallen der beiden E-Kerne 10a und 10b aus dem Spulenkörper 1 zu verhindern, können die Stirnflächen der Außenschenkel 10a und 10b z.B. mittels Löten oder Verkleben miteinander verbunden werden.

[0010] Die in Fig. 2 dargestellten E-Kerne 20a und 20b der zweiten Größe weisen eine etwas geringere Höhe als die beiden in Fig. 1 gezeigten E-Kerne 10a und 10b der ersten Größe auf. Ferner sind nun die Mittelschenkel 21 ein wenig schmäler, so daß diese insgesamt eine geringere Querschnittsfläche aufweisen und damit die Induktivität der Spule reduziert wird. Außerdem ist auch der Abstand zwischen den Innenseiten der Außenschenkel 22a bzw. 20b etwas geringer als bei den größeren E-Kernen 10a, 10b. Aufgrund der an den Wicklungskammer-Begrenzungswänden 3 und den rippenartigen Konturen 5 vorgesehenen Ausnehmungen 4 und 6 können die kleineren E-Kerne 20a und 20b aber dennoch auf den Spulenkörper 1 aufgesetzt werden, da die Außenschenkel 22a bzw. 22b nun in diese Ausnehmungen 4 und 6 eingreifen, wie dies bei dem bereits teilweise aufgesetzten E-Kern 20b zu erkennen ist. Zusätzlich entspricht die Länge der Ausnehmungen 4 und 6 der Höhe der Außenschenkel 22a, 22b der kleineren E-Kerne 20a und 20b, so daß diese die Ausnehmungen 4 und 6 vollständig (konturschlüssig) ausfüllen. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch die kleineren E-Kerne 20a und 20b nicht locker, sondern in einer festen Position an dem Spulenkörper 1 anliegen. Auch die Außenschenkel 22a, 22b der E-Kerne 20a, 20b der zweiten Größe weisen vorzugsweise eine derartige Länge auf, daß sich deren Stirnflächen im vollständig aufgesetzten Zustand berühren. Auch die beiden kleinen E-Kerne 20a, 20b können somit miteinander verbunden werden.

[0011] In den beiden Figuren 1 und 2 sind jeweils handelsübliche E-Kerne dargestellt. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Ausnehmungen auch derart geformt sein, daß E-Kerne, deren Außenschenkel Vorwölbungen enthalten, auf den Spulenkörper aufgesetzt werden können und dabei die Ausnehmungen formschlüssig füllen. Bei üblichen E-Kernen sind allerdings die dargestellten rechteckigen Ausnehmungen ausreichend.

[0012] Auf die eben beschriebene Weise können somit mit einem einzigen Spulenkörper Spulen oder Transformatoren unterschiedlicher Induktivität hergestellt werden, wobei lediglich die E-Kerne verschiedener Größe Verwendung finden. Es können daher mit dem erfindungsgemäßen Spulenkörper die Produktionskosten für die Herstellen eines zweiten Spulenkörpers einer zweiten Größe eingespart werden. Ferner besteht natürlich auch die Möglichkeit, durch Veränderung der Windungszahlen der verschiedenen Wicklungen die Induktivität weiter zu beeinflussen. Da in der Regel mit größeren E-Kernen auch eine größere Induktivität angestrebt wird, werden gleichzeitig größere Windungszahlen verwendet werden, als bei kleineren E-Kernen. Die Verwendung von kleineren E-Kernen und Windungszahlen wäre natürlich auch bei der Herstellung von Transformatoren möglich, obgleich dies in diesem Fall weniger sinnvoll ist, da bei Transformatoren immer eine möglichst gute Übertragung anzustreben ist, also eine möglichst hohe Induktivität erzielt werden sollte.

Ansprüche

1. Spule oder Transformator, bestehend aus einem die Wicklung tragenden rohrartigen Spulenkörper (1) mit an dessen Enden befindlichen Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) und je zwei auf den Spulenkörper (1) von dessen beiden Enden her aufsetzbaren E-Kernen (10a, 10b) einer ersten Größe, deren Mittelschenkel (11) in die Rohröffnung (2) eintauchen, wobei die beiden Außenschenkel (12a, 12b) mit ihren Innenseiten zumindest teilweise auf den Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) aufliegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungskammer-Begrenzungswände (3) Ausnehmungen (4) zur Aufnahme der Außenschenkel (22a, 22b) von E-Kernen (20a, 20b) einer zweiten Größe aufweisen, deren Außenschenkel-Abstand geringer ist als derjenige bei den E-Kernen (10a, 10b) der ersten Größe.

2. Spule oder Transformator nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenseite des rohrartigen Spulenkörpers (1) rippenartige Konturen (5) zur Unterteilung der Wicklungskammer aufweist, wobei diese rippenartigen Konturen (5) ebenfalls Ausnehmungen (6) zur Aufnahme der Außenschenkel (22a, 22b) der E-Kerne (20a, 20b) der zweiten Größe aufweisen.

3. Spule oder Transformator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Ausnehmungen (4, 6) der Höhe der Außenschenkel (22a, 22b) der E-Kerne (20a, 20b) der zweiten Größe entspricht.

4. Spule oder Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelschenkel der E-Kerne der ersten und der zweiten Größe eine unterschiedliche Querschnittsfläche aufweisen.

5. Spule oder Transformator, bestehend aus einem die Wicklung tragenden rohrartigen Spulenkörper (1) mit an dessen Enden befindlichen Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) und je zwei auf den Spulenkörper (1) von dessen beiden Enden her aufsetzbaren E-Kernen (10a, 10b), deren Mittelschenkel (11) in die Rohröffnung (2) eintauchen, wobei die beiden Außenschenkel (12a, 12b) mit ihren Innenseiten zumindest teilweise auf den Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) aufliegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungskammer-Begrenzungswände (3) Ausnehmungen (4) aufweisen und die Außenschenkel (12a, 12b) der E-Kerne (10a, 10b) oberhalb und/oder unterhalb der Ausnehmungen (4) definiert an den Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) aufliegen.

6. Spule oder Transformator nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenseite des rohrartigen Spulenkörpers (1) rippenartige Konturen (5) zur Unterteilung der Wicklungskammer aufweist, wobei diese rippenartigen Konturen (5) ebenfalls Ausnehmungen (6) aufweisen und die Außenschenkel (12a, 12b) der E-Kerne (10a, 10b) oberhalb und/oder unterhalb der Ausnehmungen (6) definiert an den rippenartigen Konturen (5) aufliegen.

7. Spule oder Transformator, bestehend aus einem die Wicklung tragenden rohrartigen Spulenkörper (1) mit an dessen Enden befindlichen Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) und je zwei auf den Spulenkörper (1) von dessen beiden Enden her aufsetzbaren E-Kernen (20a, 20b), deren Mittelschenkel (21) in die Rohröffnung (2) eintauchen, wobei die beiden Außenschenkel (22a, 22b) mit ihren Innenseiten zumindest teilweise auf den Wicklungskammer-Begrenzungswänden (3) aufliegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungskammer-Begrenzungswände (3) Ausnehmungen (4) aufweisen und die Außenschenkel (22a, 22b) der E-Kerne (20a, 20b) in diese Ausnehmungen (4) konturschlüssig eingreifen.

8. Spule oder Transformator nach Anspruch 7
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenseite des rohrartigen Spulenkörpers (1) rippenartige Konturen (5) zur Unterteilung der Wicklungskammer aufweist, wobei diese rippenartigen Konturen (5) ebenfalls Ausnehmungen (6) zur Aufnahme der Außenschenkel (22a, 22b) der E-Kerne (20a, 20b) aufweisen.

9. Spule oder Transformator nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Ausnehmungen (4, 6) der Höhe der Außenschenkel (22a, 22b) der E-Kerne (20a, 20b) entspricht.

Zeichnung