Polygonnaler Transformatorkern und Transformator mit polygonalem Transformatorkern

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen polygonalen Transformatorkern (70, 90), umfassend einen spiral- oder ringähnlich polygonal um eine Wickelachse (72) gewickelten bandähnlichen metallischen Streifen (10, 30, 40, 50) mit zyklischen (20) Aussparungen (12, 32, 48), wobei durch die zyklischen(20) Aussparungen (12, 32, 48) längs der Erstreckung des bandähnlichen Streifens (10, 30, 40, 50) verlaufende Längsbereiche (14, 16, 34, 42, 52) und quer dazu verlaufende Querbereiche (18, 36, 44, 54) gebildet sind, wobei der metallische Streifen (10, 30, 40, 50) derart gewickelt ist und die zyklischen (20) Aussparungen (12, 32, 48) derart angeordnet sind, dass durch diese im gewickelten Zustand des metallischen Streifens (10, 30, 40, 50) über alle Wickellagen (80, 82, 84; 98, 100, 102, 104) hinweg gruppenweise ein jeweiliger zumindest annähernd kongruenter gemeinsamer Aussparungsbereich gebildet ist, welcher ein jeweiliges Wickelfenster (92) des Transformatorkerns darstellt, wobei durch übereinanderliegende Längsbereiche (14, 16, 34, 42, 52) jeweilige Transformatorkernjoche (96) gebildet sind und wobei durch übereinanderliegende Querbereiche (18, 36, 44, 54) jeweilige Transformatorkernschenkel (94) gebildet sind. Die Erfindung betrifft auch einen Transformator mit erfindungsgemäßem Transformatorkern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen polygonalen Transformatorkern und einen Transformator mit polygonalem Transformatorkern.

[0002] Es ist allgemein bekannt, dass Transformatoren in Energieverteilungsnetzen zur Anpassung verschiedener Spannungsebenen, beispielsweise 10kV, 30kV, 60kV oder 110kV zum Einsatz kommen. Energieverteilungsnetze sind typischerweise dreiphasig aufgebaut, womit auch dreiphasige Transformatoren verwendet werden. Solche dreiphasigen Transformatoren weisen zumeist drei Transformatorkernschenkel auf, welche eine jeweilige Spule mit Primär- und Sekundärwicklung durchgreifen. Die galvanisch getrennten Spulen sind über einen magnetischen Fluss gekoppelt, welcher von dem Transformatorkern mit seinen Kernschenkeln und Kernjochen geführt wird.

[0003] Die Kernschenkel des Transformatorkerns verlaufen zumeist parallel zueinander in derselben Ebene, die jeweiligen Grundrisse der Transformatorkernschenkel sind also längs einer Geraden angeordnet. Somit weist ein Transformatorkern typischerweise eine quaderähnliche Form mit zwei ebenfalls quaderähnlichen Aussparungen für ein jeweiliges Wickelfenster auf. Durch die Aussparungen für die Wickelfenster sind dann jeweilige Transformatorkernschenkel und Transformatorkernjoche gebildet.

[0004] Als nachteilig an einer derartigen Transformatorkernform erweist sich jedoch, dass diese durch eine gewisse Unsymmetrie geprägt ist, welche sich auch auf das elektrische Betriebsverhalten auswirkt. Aus thermischer Sicht ist die jeweils mittlere Spule einer erhöhten Wärmeeinstrahlung durch die beiden benachbarten Spulen ausgesetzt. Darüber hinaus bedingt ein Transformator mit einer derartigen Kernform einen erhöhten Platzbedarf.

[0005] Um derartigen Nachteilen entgegenzuwirken, sind gemäß dem Stand der Technik Transformatorkerne mit polygonalem Grundriss bekannt, insbesondere mit einem dreieckigen Grundriss. Bei einem solchen Kern sind die Grundrisse der Schenkel nicht längs einer Linie sondern an den Eckpunkten eines in einer Ebene befindlichen Polygons, bevorzugter Weise einem gleichseitigen Dreieck, angeordnet.

[0006] Ein derartiger polygonaler beziehungsweise dreieckiger Transformatorkern wird gemäß dem Stand der Technik aus drei gewickelten fensterähnlichen Kernmodulen gefertigt, welche in einem Winkel zueinander ihren an jeweiligen Transformatorkernschenkelhälften aneinandergrenzend angeordnet sind. Nachteilig hierbei ist, dass ein derartiger Transformatorkern aufgrund der verschiedenen Module aufwändig zu fertigen ist. Zudem ist die Breite des gewickelten Bandes, aus welchem die fensterähnlichen Module gefertigt sind, je nach Wickellage zu variieren, was sich ebenfalls als aufwändig erweist.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen polygonalen Transformatorkern anzugeben, welcher besonders einfach zu fertigen ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkern. Dieser umfasst einen spiral- oder ringähnlich polygonal um eine Wickelachse gewickelten bandähnlichen metallischen Streifen mit zyklischen Aussparungen, wobei durch die zyklischen Aussparungen längs der Erstreckung des bandähnlichen Streifens verlaufende Längsbereiche und quer dazu verlaufende Querbereiche gebildet sind, wobei der metallische Streifen derart gewickelt ist und die zyklischen Aussparungen derart angeordnet sind, dass durch diese im gewickelten Zustand des metallischen Streifens über alle Wickellagen hinweg gruppenweise ein jeweiliger zumindest annähernd kongruenter gemeinsamer Aussparungsbereich gebildet ist, welcher ein jeweiliges Wickelfenster des Transformatorkerns darstellt, wobei durch übereinanderliegende Längsbereiche jeweilige Transformatorkernjoche gebildet sind und wobei durch übereinanderliegende Querbereiche jeweilige Transformatorkernschenkel gebildet sind.

[0008] Die Grundidee der Erfindung besteht darin, einen durchgehenden metallischen Streifen mit Aussparungen derart zu in einer spiralähnlichen Form wickelartig anzuordnen, dass dadurch ein polygonaler Transformatorkern gebildet ist. Die Aussparungen sind über alle Wickellagen hinweg in Gruppen jeweils annähernd kongruent angeordnet, so dass hierdurch jeweilige Wickelfenster gebildet sind. Durch die Verwendung lediglich eines einzigen bandähnlichen Streifens ist die Fertigung eines polygonalen Transformatorkerns in vorteilhafter Weise vereinfacht.

[0009] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkerns berücksichtigt der jeweilige zyklische Abstand der Aussparungen in Längsrichtung einen unterschiedlichen Wickelradius unterschiedlicher Wickellagen und die Summe der zyklischen Abstände jeder Wickellage entspricht genau einem Winkel von 360°. Je größer der Wickelradius, desto größer ist auch die Länge einer umlaufenden Wickellage. Für den Fall, dass ein Lagenwechsel des Streifens erfolgt, beispielsweise alle 90° und damit mehr als einmal pro Umlauf, gilt dies selbstverständlich auch für den betreffenden Abschnitt der Lage. Wenn die zyklischen Aussparungen beziehungsweise deren Abstände bei radial äußeren Lagen entsprechend verlängert werden, ist in vorteilhafter Weise erreicht, dass die zyklischen Aussparungen über alle Wickellagen hinweg annähernd kongruent sind.

[0010] Entsprechend einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsvariante des polygonalen Transformatorkerns wurden die Aussparungen aus einem ursprünglich durchgehenden metallischen Streifen entfernt. Dies ermöglicht eine besonders vereinfachte Herstellung eines Transformatorkerns. Der metallische Streifen wird dann beispielsweise während des Herstellungsprozesses in einem kontinuierlichen Prozess von einer Vorratsrolle abgerollt und es werden die Aussparungen entfernt, beispielsweise durch Stanzen oder Laserschneiden. Nachfolgend wird das so mit zyklischen Aussparungen versehene Band wieder aufgerollt und der polygonale Transformatorkern ist gebildet. Selbstverständlich ist neben einem einfachen Rollvorgang, welcher zu einem jeweils ringähnlichen Joch führt, auch ein Knicken an den Eckpunkten des polygonalen Grundrisses des zu bildenden Transformatorkerns möglich, so dass das jeweilige Joch ebenfalls eine polygonale Form annimmt.

[0011] Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkerns sind die Aussparungen des metallischen Streifens fensterähnlich ausgeprägt, es ist also beiderseits der Aussparungen jeweils ein Querbereich vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die durch die Querbereiche gebildeten Transformatorjoche einerseits massiv ausgestaltet sind und andererseits in ihrer Form und ihrem Querschnitt nahezu beliebig variiert werden können. So ist es beispielsweise möglich, durch entsprechende Variation der Breite der Aussparungen zwischen den einzelnen Lagen die Querschnittsform der Joche, aber auch die der Schenkel, zu bestimmen. Normalerweise bevorzugt ist ein kreisähnlicher Querschnitt.

[0012] Um eine größtmögliche Freiheit bei der Gestaltung der Querschnitte der Joche zu erhalten ist es sinnvoll, beim Produktionsprozess des Transformatorkerns auch eine beiderseitige Korrekturmöglichkeit für die Breite des momentan verarbeiteten metallischen Streifens vorzusehen, beispielsweise eine Laserschneidevorrichtung oder dergleichen.

[0013] Gemäß einer weiteren Variante des polygonalen Transformatorkerns ist der metallische Streifen mäanderförmig ausgebildet und die Aussparungen sind alternierend an jeweils einer Seite des metallischen Streifens vorgesehen. Derartige Aussparungen sind einfacher zu fertigen. In magnetischer Hinsicht lässt sich der Wegfall jeder zweiten Wickellage in den Jochbereichen durch einen entsprechend verbreiterten Jochquerschnitt ausgleichen.

[0014] Einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsvariante folgend ist der mäanderförmige metallische Streifen mit alternierenden Aussparungen durch zyklisches Falten, Biegen oder Knicken eines durchgehenden schmaleren metallischen Bandes gefertigt worden. Dies hat den Vorteil, dass ein durch ein Entfernen von Aussparungsbereichen aus einem breiteren metallischen Streifen bedingter Materialverwurf vorteilhaft vermieden ist.

[0015] Auch diese Erfindungsvariante zeichnet sich durch ein einfaches Herstellungsverfahren aus. Das schmalere metallische Band, welches eine exemplarische Breite von 30 cm aufweisen kann, wird beispielsweise zunächst auf einer Rolle bereitgestellt und während der Fertigung des Transformatorkerns kontinuierlich abgewickelt. In einem dann folgenden kontinuierlichen Faltungs-, Biegungs- oder Knickprozess wird der Verlauf des Bandes beispielsweise um jeweils alternierend +/- 90° verändert. Somit ist ein breiterer mäanderförmiger Streifen mit einer Breite von beispielsweise 1,8m gebildet. Im Falle eines jeweiligen Faltens des Bandes entspricht der so gebildete Streifen - mit Ausnahme der Faltungsstellen - in etwa einem mäanderförmigen Streifen, bei welchem die Aussparungen zuvor entfernt wurden. Dieser lässt sich somit ebenfalls in einem aufrollähnlichen Vorgang in einfacher Weise zu einem polygonalen Transformatorkern umformen.

[0016] Im Falle eines mäanderförmig ausgeprägten metallischen Streifens beträgt die Anzahl der gebildeten Transformatorkernschenkel drei oder eine größere ungerade Zahl. Bei einer geraden Zahl würden die alternierenden Jochbereiche stets übereinanderliegen und es würde somit kein jeweils durchgehendes Joch gebildet werden, was sich negativ auf die magnetischen Eigenschaften des Transformatorkerns auswirkt.

[0017] Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkerns verläuft das metallische Band mit seinem Querschnitt in einer spiralähnlich polygonal um die Wickelachse verlaufenden Ebene. Hierzu ist das metallische Band vorzugsweise zur gewünschten Mäanderform zu falten. In einem solchen Fall lässt sich das Band beziehungsweise der durch dessen mäanderförmige Faltung gebildete metallische Streifen in einfacher Weise zu einem erfindungsgemäßen Transformatorkern rollen.

[0018] Gemäß einer alternativen Ausführungsform des polygonalen Transformatorkerns verläuft das metallische Band mit seinem Querschnitt sowohl in den Längsbereichen als auch in den Querbereichen in einer jeweiligen Ebene radial oder quer zur Wickelachse. Gegenüber der zuvor genannten alternativen Ausführungsform ist das Band also im Grunde um 90° in der Ausrichtung seines Querschnittes gedreht. Hierzu ist das metallische Band vorzugsweise zu biegen oder zu knicken. Je nach Anzahl der Ecken des polygonalen Grundrisses beziehungsweise der Anzahl der Transformatorkernschenkel ist beim Knicken noch ein Winkel zu berücksichtigen, in welchem der Knick in Relation zur länglichen Erstreckung des Bandes verläuft. Bei einem gleichseitigen dreieckigen Grundriss wären dies jeweils 60°, bei einem gleichseitigen fünfeckigen Grundriss 108°. Bedarfsweise kann der Knick auch eine Faltung beinhalten.

[0019] Im Gegensatz zur zuvor genannten Ausführungsform, bei welcher die Wickellagen radial nebeneinander angeordnet sind, verlaufen hier die aneinandergrenzenden Längs- beziehungsweise Querbereiche des mäanderförmigen Bandes in diesem Fall axial beziehungsweise tangential benachbart um die Wickelachse herum. Um ein Kreuzen der verschiedenen Bandbereiche zu vermeiden bietet es sich beispielsweise an, das Band in zwei ineinander verschachtelten hohlzylindrischen Bereichen um die Wickelachse anzuordnen, wobei das Band alternierend für einen ersten Winkelbereich um die Wickelachse im jeweils radial inneren und anschließend für einen zweiten Winkelbereich im radial äußeren hohlzylindrischen Bereich verläuft. Für das Wechseln innerhalb der zylindrischen Bereiche sind bedarfsweise zusätzliche Faltungen vorzusehen.

[0020] Für den Fall, dass der bandähnliche metallische Streifen letztendlich aus einem mäanderförmig gebogenen Metalldraht gebildet ist, lassen sich Faltungen aufgrund des dann ansatzweise runden und nicht flachen Querschnitts vermeiden und die Anordnung des Drahtes kann längs seiner Erstreckung auch Verwindungen oder dergleichen aufweisen, womit die Fertigung vereinfacht ist.

[0021] Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkerns ist an jedem Eckpunkt des polygonalen Wickelgrundrisses ein Transformatorkernschenkel gebildet. Hierdurch ist die Fertigung des Transformatorkerns vorteilhaft vereinfacht.

[0022] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen polygonalen Transformatorkerns ist der metallischen Streifen beziehungsweise das schmalere metallische Band, aus welchem der metallische Streifen mit seinen Aussparungen erfindungsgemäß ebenfalls gebildet sein kann, aus einem amorphen Bandmaterial gefertigt. Amorphe Kernmaterialien zeichnen sich durch verbesserte magnetische Eigenschaften aus, welche einen weiter erhöhten Wirkungsgrad eines entsprechenden Transformators ermöglichen. Auf der anderen Seite ist ein derartiges Material nur als äußerst dünnes und mechanisch sehr empfindliches Bandmaterial erhältlich. Durch eine begrenzte zur Verfügung stehende Breite des Bandmaterials sind die damit realisierbaren Größen eines Transformatorkerns beschränkt, beispielsweise auf eine Nennleistung von 2MVA. Darüber hinaus lassen sich die magnetischen Vorteile eines amorphen Kernmaterials nur innerhalb eines entsprechenden Temperaturbereiches erzielen, es ist also ein erhöhter Aufwand für die Kühlung eines solchen Transformatorkerns aus amorphem Bandmaterial notwendig.

[0023] Die Verwendung eines einzigen amorphen Bandes zur Fertigung eines kompletten Transformatorkerns macht diesen mechanisch stabiler und gleicht damit in gewissen Grenzen die mechanisch ungünstigen Eigenschaften eines amorphen Bandmaterials aus. Zudem lässt sich die Fertigung unter Verwendung eines auf Rollen bereitgestellten Bandmaterials vorteilhaft in einem sehr hohen Grade automatisieren.

[0024] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0025] Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.

[0026] Es zeigen:

Fig. 1

einen ersten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen,

Fig. 2

einen zweiten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen,

Fig. 3

einen dritten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen,

Fig. 4

einen vierten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen,

Fig. 5

einen exemplarischen Herstellungsablauf für einen ersten Transformatorkern,

Fig. 6

einen schematischen exemplarischen zweiten Transformatorkern sowie

Fig. 7

einen schematischen exemplarischen dritten Transformatorkern.

[0027] Figur 1 zeigt einen ersten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen 10 in einer schematischen Draufsicht. Der Streifen 10 ist aus einem amorphen Bandmaterial gefertigt, welches beispielsweise eine Dicke von 100µm und eine Breite von 30cm aufweist. In zyklischen Abständen 20 sind fensterähnliche Aussparungen 12 vorgesehen, welche in zusammengerollten Zustand des Streifens 10 gruppenweise kongruent übereinanderliegen und ein jeweiliges Wickelfenster bilden. Beiderseits der Aussparungen 12 sind jeweilige Querbereiche 18 und jeweilige Längsbereiche 14, 16 ausgebildet, welche im zusammengerollten Zustand des metallischen Streifens 10 ebenfalls gruppenweise kongruent übereinander liegen und jeweilige Schenkel beziehungsweise Joche bilden. Die jeweiligen Aussparungen sind mittels eines Laserschneideverfahrens entfernt worden.

[0028] Figur 2 zeigt einen zweiten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen 30 mit alternierenden seitlichen Aussparungen 32. Durch die Aussparungen 32 sind an deren Kanten Längsbereiche 34 und Querbereiche 36 gebildet, welche in zusammengerollten Zustand des Streifens 30 jeweils gruppenweise kongruent übereinander liegen und jeweilige Joche beziehungsweise Schenkel bilden. Der Streifen ist aus einem lackierten Transformatorblech gefertigt, welches eine exemplarische Dicke von 0,5mm und eine Breite von 1,5m aufweist. Obwohl das Rollen die einfachste Art darstellt, den Streifen 30 in einen Transformatorkern umzuformen, bietet sich bedarfsweise auch ein Knicken an den Eckpunkten des zu bildenden polygonalen Grundrisses an, wie mit den gestrichelten Linien angedeutet. Bei alternierenden seitlichen Aussparungen ist darauf zu achten, dass der polygonale Grundriss eine ungerade Anzahl an Eckpunkten aufweist. So werden dann aus jeweiligen Längsbereichen alternierend ein oberer und ein unterer Jochbereich gebildet, wobei somit jede zweite Lage in den Jochbereichen frei bleibt.

[0029] Figur 3 zeigt einen dritten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen 40 mit alternierenden seitlichen Aussparungen 48, jochbildenden Längsbereichen 42 und schenkelbildenden Querbereichen 44. Ähnlich wie bei den zuvor gezeigten metallischen Streifen ist auch dieser metallische Streifen 40 für einen Aufrollvorgang vorgesehen. In diesem Beispiel ist der metallische Streifen, welcher eine exemplarische Breite von beispielsweise 190cm hat, von einem gefalteten schmaleren Band aus amorphem Material gebildet, welches seinerseits eine Breite von 30cm aufweist.

[0030] An den jeweiligen Eckpunkten der Aussparungen 48 sind jeweilige Faltungen 46 des Bandes um einen Winkel von jeweils 90° vorgesehen, womit das Band mäanderförmig um die Aussparungen herumgeführt ist beziehungsweise diese dadurch bildet. Amorphes Material lässt sich in ungeglühtem Zustand einer derartigen Faltung 46 unterziehen, ohne dass es dadurch beschädigt wird. Im weiteren Produktionsprozess ist das gewickelte amorphe Kernmaterial dann noch zu glühen, um die gewünschten magnetischen Kerneigenschaften zu erreichen.

[0031] Figur 4 zeigt einen dritten exemplarischen bandähnlichen metallischen Streifen 50 mit alternierenden seitlichen Aussparungen, Längsbereichen 52 und Querbereichen 54. In diesem Beispiel ist der metallische Streifen 50, welcher beispielsweise eine Breite von 150cm aufweist, durch Knicken eine schmaleren Bandes aus Transformatorblech gebildet, welches seinerseits eine Breite von 25cm aufweist. Durch jeweilige alternierende Knicke 56 wird das Band um jeweilige Aussparungen herumgeführt beziehungsweise bildet diese. Die Knicke 56 selber erfolgen über die Materialdicke von beispielsweise 0.3mm. Um einen polygonalen Grundriss zu realisieren, sind zwischen den einzelnen Mäanderschleifen zusätzliche Winkel über die Breite des Bandes vorzusehen. Diese können entweder durch eine Torsion des Bandes in den Querbereichen 54 realisiert werden oder durch eine zusätzliche Faltung in den Längsbereichen 52. Bedarfsweise lassen sich aber auch die Knicke 56 angewinkelt ausführen. Bei einem gleichseitigen Dreieck als Grundriss beträgt der jeweilige Torsions-, Faltungs- oder Knickwinkel jeweils 60°. Um Überschneidungen bei der Anordnung des metallischen Streifens 50 um eine Wickelachse zu vermeiden bietet es sich an, den Streifen in zwei ineinander verschachtelten hohlzylindrischen Bereichen anzuordnen. So kann zuerst im inneren Zylinder eine Windung mit 360° gebildet sein, dann erfolgt mittels einer zusätzlichen Faltung ein Wechsel zum äußeren Zylinder. Bei einer ungeraden Anzahl an zu bildenden Schenkeln sind dann die jeweiligen im inneren und im äußeren Zylinder gebildeten Jochbereiche gegeneinander versetzt. Einem oberen Joch im inneren Zylinder steht dann ein unteres Joch im äußeren Zylinder entgegen.

[0032] Figur 5 zeigt einen exemplarischen Herstellungsablauf für einen ersten Transformatorkern in einer Bildersequenz 60, wobei der Buchstabe A den ersten Schritt und der Buchstabe L den letzten Schritt kennzeichnet. Mit gestrichelten Linien ist in einer dreidimensionalen Darstellung die Struktur eines zu bildenden dreieckigen Transformatorkerns dargestellt. Mit einem durchgezogenen Strich ist angedeutet, dass an der jeweiligen Position bereits ein Band gewickelt ist. Der jeweils mit einem Pfeil gekennzeichnete durchgezogene Strich symbolisiert den jeweils zuletzt erfolgten Verfahrensschritt. Der metallische Streifen ist aus einem spiral- beziehungsweise ringähnlich um eine Wickelachse angeordneten mäanderförmigen Band gebildet anzusehen, welches in diesem Beispiel exemplarisch zweimal um die Wickelachse geführt ist. Es ist gut zu sehen, dass in den Jochbereichen nur jeweils die halbe Anzahl an Lagen geführt ist als in den Schenkelbereichen.

[0033] Figur 6 zeigt einen schematischen exemplarischen zweiten Transformatorkern 70 in einer Draufsicht. Um eine Wickelachse 72 ist einem dreieckigen Grundriss folgend ein metallischer Streifen angeordnet, wobei an jeweiligen Eckpunkten 74, 76, 78 ein jeweiliger Knick vorgesehen ist. Durch die spiralähnliche Anordnung sind mehrere benachbarte Wickellagen 80, 82, 84 gebildet. Nicht aus dieser Zeichnungsperspektive ersichtlich sind zyklische Aussparungen, welche gruppenweise kongruent übereinander liegend jeweilige Wicklungsfenster bilden.

[0034] Figur 7 zeigt ausschnittsweise einen schematischen exemplarischen dritten Transformatorkern 70 in einer dreidimensionalen Darstellung. Mehrere Wickellagen 98, 100, 192, 104 eines metallischen Streifens aus einem Transformatorblech mit alternierenden seitlichen Aussparungen sind benachbart zueinander gewickelt. Die Aussparungen sind über die Lagen 98, 100, 102, 104 hinweg zumindest annähernd kongruent angeordnet und es ist damit ein gemeinsamer Aussparungsbereich gebildet, welcher ein Wickelfenster 92 darstellt. Die seitlich an das Wickelfenster 92 angrenzenden gruppenweise übereinander liegenden Querbereiche bilden je Gruppe einen jeweiligen Transformatorkernschenkel 94 und die oben und unten befindlichen gruppenweise übereinander liegenden Längsbereiche bilden je Gruppe einen jeweiligen Transformatorkernjoche 96. In den Jochbereichen ist jeweils eine Wickellage unbelegt. Zeichnerisch bedingt ist lediglich ein Ausschnitt eines polygonalen Transformatorkerns mit einem einzigen Wickelfenster und angrenzenden Schenkel- 94 und Joch- 96 Bereichen gezeigt. Ebenso außer Acht gelassen wurde in dieser Darstellung ein jeweiliger Winkel zu angrenzenden Polygonsegmenten.

Bezugszeichenliste

10	erster exemplarischer bandähnlicher metallischer Streifen
12	fensterähnliche Aussparung von erstem metallischen Streifen
14	erster Längsbereich von erstem metallischen Streifen
16	zweiter Längsbereich von erstem metallischen Streifen
18	Querbereich von erstem metallischen Streifen
20	zyklische Abstände von erstem metallischen Streifen
30	zweiter exemplarischer bandähnlicher metallischer Streifen
32	seitliche Aussparung von zweitem metallischen Streifen
34	Längsbereich von zweitem metallischen Streifen
36	Querbereich von zweitem metallischen Streifen
40	dritter exemplarischer bandähnlicher metallischer Streifen
42	Längsbereich von drittem metallischen Streifen
44	Querbereich von drittem metallischen Streifen
46	Faltung von drittem metallischen Streifen
48	seitliche Aussparung von drittem metallischen Streifen
50	vierter exemplarischer bandähnlicher metallischer Streifen
52	Längsbereich von viertem metallischen Streifen
54	Querbereich von viertem metallischen Streifen
56	Knick von viertem metallischen Streifen
60	exemplarischer Herstellungsablauf für ersten Transformatorkern
70	schematischer exemplarischer zweiter Transformatorkern
72	Wickelachse
74	erster Eckpunkt
76	zweiter Eckpunkt
78	dritter Eckpunkt
80	erste Wicklellage
82	zweite Wicklellage
84	dritte Wicklellage
90	schematischer exemplarischer dritter Transformatorkern
92	Wickelfenster
94	Transformatorkernschenkel
96	Transformatorkernjoch
98	erste Wicklellage
100	zweite Wicklellage
102	dritte Wicklellage
104	vierte Wicklellage

Ansprüche

1. Polygonaler Transformatorkern (70, 90), umfassend einen spiral- oder ringähnlich polygonal um eine Wickelachse (72) gewickelten bandähnlichen metallischen Streifen (10, 30, 40, 50) mit zyklischen (20) Aussparungen (12, 32, 48)

● wobei durch die zyklischen (20) Aussparungen (12, 32, 48) längs der Erstreckung des bandähnlichen Streifens (10, 30, 40, 50) verlaufende Längsbereiche (14, 16, 34, 42, 52) und quer dazu verlaufende Querbereiche (18, 36, 44, 54) gebildet sind,

● wobei der metallische Streifen (10, 30, 40, 50) derart gewickelt ist und die zyklischen (20) Aussparungen (12, 32, 48) derart angeordnet sind, dass durch diese im gewickelten Zustand des metallischen Streifens (10, 30, 40, 50) über alle Wickellagen (80, 82, 84; 98, 100, 102, 104) hinweg gruppenweise ein jeweiliger zumindest annähernd kongruenter gemeinsamer Aussparungsbereich gebildet ist, welcher ein jeweiliges Wickelfenster (92) des Transformatorkerns darstellt,

● wobei durch übereinanderliegende Längsbereiche (14, 16, 34, 42, 52) jeweilige Transformatorkernjoche (96) gebildet sind und

● wobei durch übereinanderliegende Querbereiche (18, 36, 44, 54) jeweilige Transformatorkernschenkel (94) gebildet sind.

2. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige zyklische Abstand (20) der Aussparungen (12, 32, 48) in Längsrichtung einen unterschiedlichen Wickelradius unterschiedlicher Wickellagen (80, 82, 84, 98, 100, 102, 104) berücksichtigt und die Summe der zyklischen Abstände (20) jeder Wickellage (80, 82, 84, 98, 100, 102, 104) genau einem Winkel von 360° entspricht.

3. Polygonaler Transformatorkern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12, 32, 48) aus einem ursprünglich durchgehenden metallischen Streifen entfernt wurden.

4. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (12, 32, 48) des metallischen Streifens (10, 30, 40, 50). fensterähnlich ausgeprägt sind, also beiderseits der Aussparungen jeweils ein Querbereich (18, 36, 44, 54) vorgesehen ist.

5. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Streifen (10, 30, 40, 50) mäanderförmig ausgebildet ist und die Aussparungen (12, 32, 48) alternierend an jeweils einer Seite des metallischen Streifens (10, 30, 40, 50) vorgesehen sind.

6. Polygonaler Transformatorkern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Streifen (10, 30, 40, 50) mäanderförmig ausgebildet und die Aussparungen (12, 32, 48) durch zyklisches Falten (46), Biegen oder Knicken (56) eines durchgehenden schmaleren metallischen Bandes gebildet sind.

7. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gebildeten Transformatorkernschenkel (94) drei oder einer größeren ungeraden Zahl entspricht.

8. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Band in einer spiralähnlich polygonal um die Wickelachse verlaufenden Ebene verläuft.

9. Polygonaler Transformatorkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Band sowohl in den Längsbereichen (14, 16, 34, 42, 52) als auch in den Querbereichen (18, 36, 44, 54) in einer jeweiligen Ebene radial oder quer zur Wickelachse (72) verläuft.

10. Polygonaler Transformatorkern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Eckpunkt (74, 76, 78) des polygonalen Wickelgrundrisses ein Transformatorkernschenkel (94) gebildet ist.

11. Polygonaler Transformatorkern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallischen Streifen (10, 30, 40, 50) beziehungsweise das schmaleren metallischen Band aus einem amorphen Bandmaterial gefertigt ist.

12. Transformator, umfassend einen polygonalen Transformatorkern nach einem der Ansprüche 1 bis 11 sowie wenigstens eine darauf angeordnete Wicklung.

Zeichnung