[0001] Die Erfindung betrifft einen Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und
ein Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 9.
[0002] Ein Hochspannungstransformator in einem Fernsehempfänger für die Zeilenablenkung
und die Erzeugung der Anodenspannung der Bildröhre benötigt eine bestimmte Induktivität
der Wicklungen. Die Induktivität wird durch die Breite eines zwischen den Polen eines
zweiteiligen Spulenkerns gebildeten Luftspalts eingestellt.
[0003] Unter Luftspalt wird hier ein Spalt zwischen den Polen verstanden, in dem sich ein
Medium mit einer relativen Permeabilitätskonstante ähnlich Luft befindet. Es muß sich
also nicht um Luft selbst handeln, sondern kann auch ein Kunststoff oder nicht ferromagnetisches
Metall sein.
[0004] Bisher wurde zwischen den Polen eines zweiteiligen Spulenkerns eine Folie oder ein
Material mit plastischen Eigenschaften angeordnet. Bei Verwendung einer Folie mußte
aus einem Satz unterschiedlich dicker Folien die passende Dicke ausgewählt und eingesetzt
werden. Bei Verwendung eines plastischen Materials wurde dieses zwischen den Polen
des Spulenkerns eingefügt und unter Druckbeaufschlagung der Teile des Spulenkerns
soweit zusammengedrückt, bis die gewünschte Induktivität der Spule erreicht war.
[0005] Diese bekannten Mittel zur Einstellung des Luftspalts sind aufwendig und in der Praxis
nur manuell durchführbar.
[0006] Im Zuge einer zunehmenden Automatisierung der Produktion wird angestrebt, manuelle
Maßnahmen so weit wie möglich durch automatisierte manipulatorgesteuerte Maßnahmen
zu ersetzen. Damit dieses wirtschaftlich möglich ist, müssen die vom Manipulator ausgeübten
Bewegungsabläufe so einfach wie möglich gestaltet sein.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator der eingangs genannten
Art dahingehend zu verbessern, daß eine einfache, auch durch einen Manipulator durchführbare
Abstimmung der Breite des Luftspaltes des Transformators ermöglicht wird und ein Verfahren
zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators anzugeben, das schnell, einfach
und zielsicher und auch mit Hilfe eines Manipulators durchgeführt werden kann.
[0008] Diese Aufgabe wird bei einem Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei einem Verfahren nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 9 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 9 angegebenen
Merkmale gelöst.
[0009] Beim erfindungsgemäßen Transformator ist weder die Bereithaltung unterschiedlicher
Distanzkörper nötig, noch eine Preßvorrichtung, mit dem ein Distanzkörper auf das
gewünschte Maß zusammengedrückt wird. Vielmehr reicht ein einziger Distanzkörper aus,
bei dem die unterschiedlichen Dickenbereiche so plaziert oder selektiert werden, daß
die Pole der Teile des Spulenkerns auf den erforderlichen Abstand gehalten werden
und sich das gewünschte Maß des Luftspaltes ergibt. Der Distanzkörper ist also so
beschaffen, daß er von vorn herein durch seine konstruktive Ausgestaltung den gesamten
möglichen Dickenbereich für eine optimale Abstimmung besitzt.
[0010] Prinzipiell können die Dickenbereiche abgestuft oder als Bereiche unterschiedlicher
Dicke stufenlos ineinander übergehen. Bei der gestuften Ausführung ist zwar nur eine
schrittweise Abstimmung möglich, dafür bieten die einzelnen Bereiche aber eine größere
flächige Anlage für die Pole. Demgegenüber ermöglicht eine stufenlose Ausführung eine
sehr feine Abstimmung.
[0011] Der Distanzkörper kann relativ zu den Polen verschiebbar sein, so daß die die Spaltbreite
vorgebenden Bereiche zwischen den Polen liegen, während die dickeren Bereiche außerhalb
liegen. Der Distanzkörper wird dabei selbst nicht verändert, so daß es auch möglich
ist, bei einer Fehlabstimmung in Richtung eines zu geringen Luftspaltes eine Korrektur
zu größeren Breiten des Luftspaltes zu bewirken. Allerdings steht der Distanzkörper
bei Einstellung eines geringen Luftspalts mehr oder weniger nach außen vor, was den
Platzbedarf eventuell unerwünscht erhöht.
[0012] Alternativ kann der Distanzkörper stationär zu den Polen angeordnet sein und die
Bereiche unterschiedlicher Dicke werden beginnend mit dem dicksten Bereichen in absteigender
Dicke entfernt. Durch diese Maßnahme lassen sich überstehende Bereiche vermeiden,
allerdings ist eine Abstimmung nur in einer Richtung zu geringeren Dicken möglich.
[0013] Vorzugsweise sind zwischen den aneinander grenzenden Bereichen unterschiedlicher
Dicke Sollbruchstellen vorhanden. Die nicht benötigten dickeren Bereiche des Distanzkörpers
können dabei ohne großen Kraftaufwand entfernt werden.
[0014] Bei einer praktischen Ausgestaltung bildet der Distanzkörper eine radial vom Spulenkörper
ausgehende Zunge. Bei dieser Anordnung ist die Zunge bereits an derjenigen Stelle
fixiert, an der der Luftspalt des Spulenkerns gebildet wird. Bei der Montage des Transformators
erfolgt damit die Positionierung des Distanzkörpers automatisch.
[0015] Der Distanzkörper kann auch einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers bilden.
Dadurch läßt sich der Spulenkörper zusammen mit dem Distanzkörper in einem Arbeitsgang,
z.B. durch Spritzgießen fertigen, wodurch die Produktionskosten verringert werden.
[0016] Bei einem Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes wird mit einem Dickenbereich des
Distanzkörpers begonnen, der deutlich größer als eine in Versuchen ermittelte Dicke
für eine gewünschte Abstimmung ist. Durch schrittweises oder kontinuierliches Verringern
der Dicke bei gleichzeitiger Messung der Induktivität kann so gezielt der Sollwert
oder ein Wert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs des Sollwertes eingestellt
werden.
[0017] Bei zwischen den aneinander grenzenden Dickenbereichen vorhandenen Sollbruchstellen
läßt sich die Abstimmung so vornehmen, daß nacheinander Dickenbereiche des Distanzkörpers
in absteigender Dicke entfernt werden.
[0018] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das
in der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Transformator,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Transformator und
- Fig. 3
- als Detail aus Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung des Distanzkörpers.
[0019] Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Transformator besteht aus einem Spulenkörper
1 mit darauf angeordneten Wicklungen 2 sowie einem zweiteiligen Spulenkern 3 und 4.
Der eine Teil 3 des Spulenkerns ist gegenüber dem anderen Teil 4 gekippt und berührt
diesen an einem Berührpunkt 5. Der Berührpunkt 5 bildet gleichzeitig den Schwenkpunkt
oder ein Scharnier, um das der Teil 3 gegenüber dem Teil 4 bei der Einstellung des
Luftspaltes geschwenkt wird. Enden der Teile 3 und 4 des Spulenkerns bilden Pole 6
und 7 sowie 13 und 14, zwischen denen ein Luftspalt 8 und ein weiterer Luftspalt 15
gebildet ist. Die Breite des Luftspalts 8 wird durch einen Distanzkörper 9 vorgegeben.
Dadurch ergibt sich auch automatisch die Breite des Luftspalts 15, dessen Breite gleichsinnig
mit der Breite des Luftspalts 8 geändert wird. Da die einzelnen Luftspalte 8 und 15
bezogen auf den magnetischen Fluß in Reihe liegen, können sie physikalisch auch als
ein gemeinsamer, etwas größerer Luftspalt betrachtet werden.
[0020] Der Distanzkörper 9 bildet einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers 1 und steht
radial nach außen vor. Wie die vergrößerte Detaildarstellung des Distanzkörpers 9
in Fig. 3 zeigt, besitzt der Distanzkörper Bereiche unterschiedlicher Dicke 10a, 10b,
10c, 10d ..., zwischen denen Sollbruchstellen 11a, 11b, 11c, 11d .... angeordnet sind.
Durch Entfernen einer oder mehrerer Dickenbereiche 10a, 10b, 10c, 10d des Distanzkörpers
9 läßt sich ein geeigneter Dickenbereich vorgeben, an den die Pole 6 und 7 der beiden
Teile des Spulenkerns anlegbar sind. Die endgültige Lage der Teile 3 und 4 des Spulenkerns
läßt sich durch Verkleben oder durch ein Spannelement 12 fixieren.
[0021] Bei der Einstellung eines Luftspalts 8 wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird
beginnend mit einem Dickenbereich des Distanzkörpers 9, der größer als eine in Vorversuchen
für die gewünschte Abstimmung ermittelte Dicke ist, z.B. mit dem größten Dickenbereich
10a des Distanzkörpers 9 die Induktivität einer der Wicklungen 2 gemessen. Liegt die
gemessene Induktivität außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs eines Sollwertes,
wird in einem nächsten Schritt der Dickenbereich 10a durch Abbrechen an der Sollbruchstelle
11a entfernt. Liegt die gemessene Induktivität auch dann noch außerhalb des Toleranzbereichs
des Sollwertes, wird in einem weiteren Schritt der Dickenbereich 10b entfernt.
[0022] Nach jedem Schritt werden die beiden Teile 3 und 4 des Spulenkerns so um den Schwenkpunkt
5 geschwenkt, daß sie an dem verbleibenden größten Dickenbereich anliegen. Diese Vorgänge
werden schrittweise so lange wiederholt durchgeführt, bis die gemessene Induktivität
den Sollwert erreicht hat oder innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs des Sollwertes
liegt.
[0023] Die Abstimmung ist dann beendet und die Lage der Teile 3 und 4 des Spulenkerns kann
endgültig fixiert werden. Die Abstimmung läßt sich in einfacher Weise durch einen
Manipulator durchführen, der nach und nach die nicht benötigten Dickenbereiche des
Distanzkörpers 9 entfernt und die Teile 3 und 4 des Spulenkerns an den verbleibenden
größten Dickenbereich des Distanzkörpers andrückt. Dabei ist ein sehr schneller zielgerichteter
Ablauf des Abstimmung möglich.
1. Transformator, bestehend aus einem Spulenkörper (1) mit darauf angeordneten Wicklungen
(2), einem zweiteiligen Spulenkern (3, 4) mit Polen (6, 7), zwischen denen ein Luftspalt
(8) ausgebildet ist, sowie aus einem den Luftspalt (8) vorgebenden Distanzkörper (9)
zwischen den Polen (6,7), dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) mehrere Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher
Dicke aufweist und einer dieser Bereiche 10a, 10b, 10c, 10d ... ) zur Abstimmung der
Breite des Luftspaltes (8) auswählbar ist.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke abgestuft sind.
3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke stufenlos ineinander
übergehen.
4. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) relativ zu den Polen (6, 7) verschiebbar ist.
5. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) stationär zu den Polen (6, 7) angeordnet ist und die Bereiche
(10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke angefangen mit dem dicksten Bereich
in absteigender Dicke entfernbar sind.
6. Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aneinandergrenzenden Bereichen Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ...
) unterschiedlicher Dicke Sollbruchstellen (11a, 11b, 11c, 11d ... )vorhanden sind.
7. Transformator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) eine radial vom Spulenkörper (1) ausgehende Zunge bildet.
8. Transformator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers (1) bildet.
9. Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators welcher aus einem Spulenkörper
mit darauf angeordneten Wicklungen, einem zweiteiligen Spulenkern mit Polen, zwischen
denen der Luftspalt ausgebildet ist, sowie aus einem den Luftspalt vorgebenden Distanzkörper
mit mehreren Bereichen unterschiedlicher Dicke besteht, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend mit einem Dickenbereich des Distanzkörpers, der größer als eine in
Vorversuchen für die gewünschte Abstimmung ermittelte Dicke ist, die Induktivität
einer der Wicklungen gemessen wird und der Dickenbereich des Distanzkörpers solange
verringert wird, bis die gemessene Induktivität in einen vorgegebenen Toleranzbereich
eines Sollwertes fällt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen den aneinandergrenzenden Dickenbereich Sollbruchstellen
vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung derart vorgenommen wird, daß nacheinander Dickenbereiche des Distanzkörpers
in absteigender Dicke entfernt und die Pole des Spulenkerns an den nachfolgenden kleineren
Dickenbereich angelegt werden.