DE2328024A1 - Mittelfrequenz-leistungstransformator mit einer zur starren verbindung mit einem kuehlmitteldurchflossenen induktor geeigneten sekundaerwicklung - Google Patents

Description

Mittelfrequenz- Leistungstransforinator mit einer zur starren Verbindung mit einexnkühlmitteldurchflossenen Induktor geeigneten Selcundärwi cklung - . - -

Die Erfindung betrifft einen Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit einer einwindigen, flachen und zur starren Verbindung mit einem kühlmitteldurchflossonen Induktor geeigneten Sekundärwicklung,deren Wicklungsleiter sich im Bereich dor Sekundäranschlüsse überlappen, und mit zwei zu beiden Soiten der Sekundärwicklung angeordneten Primärwicklungslagen, die durch Hohlleiter gebildet und zu'einem Paket aneinandergereiht mit rahmenförmigon, die Wicklungsleiter umschließenden, insbesondere aus Ferrit bestehenden Kernkörpern versehen sind, wobei die Gesaratabmessung das Transformators in Richtung senkrecht zu den Frontflächen der Sekundärwicklung bssw. der Primärwicklungslagen klein, ist gegenüber soi-

- . ■ w- -nen Gesamtabmessungen in Richtung parallel zu diesen Front-'

flächen.

Solcho Mittelfrequenz-Leistungstransformatoren sind z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 133 9&7 bekannt und werden vorteilhaft beim induktiven Härten der Lagerstellen von Kurbelwellen.-verwendet, wie es z.B. in der deutschen Patentschrift 1 2o9 137 beschrieben ist. Bei diesem bekannten Härtcverfcihren worden einseitig offenoj sogenannte Halbschalexiinduktoren verwendet, die jeweils mit dem sie speisenden Trans— foruiator eine starre Baueinheit bilden und-während der induktiven Erwärmung bei rotierender Kurbelwelle auf dem zu härtenden Lager aufsitzend- mit dem zugehörigen Transformator der Lagerbewegung folgen. Sollen mehrere Kurbelwellenlager' gleichzeitig gehärtet werden, so dürfen sich die zugehörigen Transformator—Induktorβinlxeiten dabei bei ihren Bewegungen gegenseitig nicht stören. Dies kann am einfachsten dadurch erreicht werden, daß die Gesamtabmessung der verwen-

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daten Mittelfrequenztransformatoren in Richtung parallel zur Kurbelwellenachse kleiner ist als der Mittelabstand zweier benachbarter, gleich-zeitig zu härtender Lager.

Bei dem aus der genannten deutschen Offenlegungsschrift bekannten Mittelfrequenz-Leistungstransformator nehmen die Frontflächen der Sekundärwicklungslagen jeweils zwei parallele, streifenförmige Bereiche ein, die an ihren Enden durch bogenförmige Bereiche zur Wicklungs- bzw. Lagenfrontflache ergänzt sind. Die rahmenförmigen Kernkörper sind dabei nur längs der parallelen-streifanförmigon Bereiche der Wicklungs- bzw. Lagenfrontflachen aufgestapelt, wobei zur Befestigung des Magnetkernstapels zwei an seinen Enden anpressende Klemmelamentθ dienen und in einem dieser Kleinmeleinento die Sekundäranschliisse dos Transformators herausgeführt sind. Boi diesem bekannten Transformator besteht die Sekundärwicklung vorteilhaft aus mehreren in einer Schicht angeordneten und elektrisch parallel geschaltoten Hohlprofilleitorn, deron Hohlräume im Hinblick auf die Kühlraittelströmung wenigstens zum Teil in. Reihe, geschaltet sind.

Um eine Zuführung der Kühlmittelanschlüsse dos Induktors innerhalb des sekundäranschlußseitigen Klerninstückes zu ermöglichen, kann die Sekundärwicklung so ausgeführt werden, daß ihre Gesamtstärke iro. Bereich der Trans format or-Sekundäranschlüsse zum Induktor, in dom sich die Wicklungslciter überlappen, ihr© Gesamtstärke in ihrerat übrigen Bereichen zumindest nicht wesentlich übersteigt. Dadurch bleibt das Wicklungspaket iüs Bereich der Sekundäranschlüsso genüßend schmal, daß noch innerhalb der durch die entsprechende Dimension der rahmenförmigen Kornelemente bedingt© maximale Dicke des Transformators im sekundäranschluüseitigen Klemmstück die Kühlrnittelanschlußleitungen für don Induktor untergebracht werden können.

Mittelfrequenz-Loistungstransformatoren dieser Bauart hat man schon bis hinab zu $o mm Di,cke realisieren können.

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Um benachbarte Lager einer Kurbelwelle gleichzeitig zu härten bzw. bei umlaufender Welle gleichzeitig im Eingriff mit zugehörigen Transformatpr-Induktoreinheiten zu belassen, ist nun in vielen Fällen diese bisher erreichte geringe Dicke der scheibenförmigen Transformatoren noch immer zu groli.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Mittelfrequonz-Leistungstransformator dor genannten Art anzugeben, bei dein ira Bereich der Transformator-Sekundäranschlüsse zum Induktor, in dem sich die Wicklungsleiter der Sekundärwicklung .überlappen, keine Kernelcmente vorgesehen sind, und bei dem - bei zumindest gleich hoher Leistung und Kühlanschlüssen für ilen Induktor innerhalb des Transf orinatorgerüstos - eine noch ge— .ringero maximale Transforniator-Dicke erzielt werden kann als bei den. Transformatoren gemäß 4er deutschen Offenlegungsschrift 2 l'j'j 9ö7.

Diese· Aufgabe wird durch den Mittelfrequenz-Leistungstransformator gemäß der Erfindung gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß entlang der Peripherie der Sekundärwicklung eine mit den Sekundärwicklungsleitern in einer Schicht angeordnete Kühlmittolleitung vorgesehen ist, die eine zumindest im Hinblick auf die Kühlmittelströmung wirkende erste Auftrennung aufweist, an der die Auftronnungsenden mit im Transformatorgorüst angeordneten Kühlmittelanschlüssen verbunden sind, und eine zweite Auftrennung ira Bereich der Transforniator-Sekundäranschlüsse, deren Auftrernrüngsenden mit den Kühlmittelanschlüssen des Induktors verbunden sind. Dabei besteht dio Kühlmittelleitung vorzugsweise aus einem elektrischen Hohlprofilleiter, der mit den übrigen Wicklungsleitorn der Sekundärwicklung elektrisch leitend verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Kühlmittolleitungsverbindungen der Enden der ersten Auftrennung mit den Kühlmittelanschlüssen im Transformatorengerüst die KühlmitteIzufiüir- bzw. die Kühlmittelabfuhrloitung für die- Sektmdärwicklungskühlung angeordnet'.

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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Gesamtstärke der Sekundärwicklung im Bereich ihrer Anschlüsse, in dem sich die Wicklungsleiter überlappen, wesentlich größer als in ihren übrigen Bereichen, wobei die Primärwiclclungslagen in dem genannton Sekundärwicklungsanschluüberoich outsprechend der Dickenvergrößerung dor Sekundärwicklung eine in Richtung der Transformator-Dickenabinessung nach außen gebogene oder gekröpfte Form aufweisen.

Die.Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren eingehend erläutert.

Figur 1 zeigt in scheiaatischer Darstellung das anschlußseitige Endo der Sekundärwicklung und die Anordnung ihrer Anschlüsse zum Induktor bei einem Transformator des Typs, wie or in dor deutschen Offenlegungsschrift 2 133 9ö7 beschrieben ist, sowie Figur 2 einen Schnitt längs der Linie I-I in Figur 1.

Wie gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 2 133 9&7 ist die einlagige und ainwiiadige Sekundärwicklung 1 dee ΤΒ-aiisformators aus Kupferrohren 2 mit rechtwinkligem Querschnitt aufgebaut. Sie enthält dabei zwei in derselben Schicht angeordneten Stränge 3,k zu je zwei Kupforrohren, die an den sich einander überlappenden Enden der Sekundärwicklung 1 mit den elektrischen und Kühlmittel-Anschlüssen 5 für den mit 6 angedeuteten Induktor versehen sind und die an den ge-i nannten Sekundärv/icklungsenden jewoils über ein Verbindungsstück 7 iⁿ einander übergehen.

Zur Einspeisung des Kühlmittels für die Kühlung der Sekunddärwickluiig Ί sind im Wicklungsstrang 3 zwei mit Kühlmittelanschlüssen 8 versehene Kupfοrhohlstücke 9 eingeschaltet, durch die das Kühlmittel im Sinne der Pfeile Io zu- bzw. abgeführt wird. Die beiden Stränge 3,^ sind also elektrisch parallel, kühlmitte!mäßig aber in Reihe geschaltot.

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Entlang dor Peripherie des Kupferrohrstranges 3 und in derselben Schicht wie die Stränge 3 und k ist ein weiteres Kupferrohr angeordnet, das - eloktrisch einen Teil der Sekundärwicklung bildend - als Kühlmittelleitung 11 für den Induktor dient. Diose Kühlmittelleitung 11 weist eine erste Auftrennung 12 auf, zwischen deren Enden die erwähnten, als Kühlinittelzufuhr-bzw. Kühlniittelabfuhrleitung für die Sekundärwicklung dienenden Ku₁^furhohlstücke 9 liegen. Diose Auftrennungsendon sind über Kupferhohl stücka 13 mit Kühlmittelanschlüssen 14 verbunden.

Die Enden einer zweiten Auftrennung der Kühlmittelleitung 11, welche im Bereich der Transforinator-Sekundäranschlüsse 5 den Enden dos Kupforrohr-Stranges 3 entsprechen, sind ihrerseits wie weiter unten an Hand von Figur 3 näher erläutert - mit den Kühlmittelanschlüssen des Induktors 6 verbunden. Die Kupferrohre dor Stränge 3 und ^l, die Kühlmittelleitung 11, die Verbindungsstücke 7, sowie die Kupferhohlstücke 9 und 13 sind alle zur Bildung der Sekundärwicklung durch Hartlötung miteinander verbunden. Die fertige Sekundärwicklung ist mit einer eloktrisch isolierenden Wirbolsinterschicht überzogen.

In don Figuren 1 und 2 sind einige rahinenartigen Kernkörper zu erkennen, welche - in zwei Stapeln angeordnet - dio streifonförmigen Bereiche des aus der Sekundärwicklung 1 und den beiden Primärv/icklungslagen 1& gebildeten Wicklungspaketes umschließen» Die Sekundärwicklung 1 weist nun in ihrem von den Kernkörpern 15 freien sekundäranschlußseitigen Bereich in der Nahe des Anfanges der· Kernkörporstape'l zwei Kröpfungen 17 auf (süio Fig. 2) ι die es erlauben, die Leiter der Sekundärwickl-ung auch in deren Übex-lappungsbereich etwa gleich stark wie in den übrigen Boreii.·· chen dar Sekundärwicklung auszubilden. In den genannten Überlcippuiigsbereich weisen dio Primärwicklungslagen Iß jeweils eine dom Kröpfungsverlauf der Sekundärwicklung 1 folgende Kröpfung Ib auf. Die Anschlüsse 5 der Sekundärwicklung 1 sind in einer

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Leiste 19 aus elektrisch isolierendem Material angebracht, die einen Teil dos Transformatorongerüstss bilden, das aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit in den Figuren ansonst nicht dargestellt ist.

In Figur 3 ist der Anschluß 3 zum Induktor 6 detailliert im Schnitt dargestellt, Die Enden der Kühlmittelleitung 11 sind mit einom Anschlußstück 2o aus Vierkantkupfer verlötet, welches in einer entsprechenden Ausnehmung der Leiste lö einge-r bettot ist. Der axiale Kanal des Aiischlußstückes 2o weist daboi ein Innengewinde auf, in dem ein mit einer axialen Bohrung versehenes Kontaktstück 21 verschraubt ist, dessen freie Stirnfläche als Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung dos Induktor-KontaktStückes 22 dient. Zn Fortsetzung seiner axialen Bohrung weist das Kontaktstück 12 einen übex seine Kontaktflache vorspringenden Ansatz-25 auf, welcher in der entsprechenden axialen Bohrung dos Induktor— Kontaktstückes 22 gefübiit ist. Zwei O-Ringe 23 und ZU bewirken zwischen dem Kontaktstück 21 sinerseita und dem Aßschlußstück 2o bzw. den Induktor-Kontaktstück 22, andererseits, öino sichere Kühlaiitteldischtung.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung kann der Induktor 6 vorteilhaft zwei Kühlkreise aufweisen, In diesem Fall dienen beide Abschnitte der Kühlmittelleitung 11 - so wie durch die Pfeile 26 angedeutetv- dor Kühlmittelzufuhr. Die Kühlmittelabfulxr vorn Induktox- wird dann nicht über Anschlüsse im Transf oi-matorgerüst geführt. Besteht dagegen nur ein Kühl— mitte.!kreis im Induktor, kann aber auch vorteilhaft einer dor Kühlmittelabschnitto zur Kühlmittolzufuhr und der andere zur Kühlmittelabfuhr dienen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   l) Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit einer zur starren Verbindung mit einem kühlinitteldurchflossenen Induktor geeigneten Sekundärwicklung, deren Wicklungsleiter sich im Bereich der Sekundäranschlüsse überlappen', und mit zw;ei zu beiden Seiten der Sekundärwicklung angeordneten Priraärwicklungslagen, die durch Hoh^Leiter gebildet und zu einem Paket aneinandergereiht mit rahmenförniigen, die Wicklungsleiter umschließenden, insbesondere aus Ferrit bestehenden Kornkörpern versehen sind, wobei im Bereich der Transformator—Sekundäranschlüsse, in dem sich die Wlcklungsleiter der Sekundärwicklung überlappen, keine Kornelemente vorgesehen sind und wobei die Gesamtabmessungen dos Transformators in Richtung senkrecht zu den Frontflächen der Sekundärwicklung und der Primärwicklungslagen klein ist gegenüber seinen Gesamtabmessungen parallel zu diesen Frontflächen, dadurch gekennzeichnet, dall entlang der Peripherie der Sekundärwicklung (l) eine mit den Sekundärwieklungsleitern {-2) in einer Schicht angeordnete KühlKiittelleitung (ll) vorgestehen ist, die eine erste Auftrennung ("^-*0 aufweist, an der die Auf trennungsenden mit im Transformatorgerüst angeordneten Kühlmittolanschlüssen (-1*0 verbunden sind, und eine zweite Auftrennung im Bereich der Transformator-Sokundäranschlüsse (5), deren Auftrennungsenden mit den Kühlmittelanschlüssen des Induktors (6) verbunden sind.

   Z) Mittelfroquenz-Leistungstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß dio Kühlmittelleitung (ll) vorteilhaft aus einem elektrischen Hohlprofilleiter besteht, der mit den übrigen Wicklungsloitern der Sekundärwicklung ("I) elektrisch, leitend verbunden ist.

   3) iiittelfrquenz-Leistungstransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekonnzeichnet, daß zwischen den Kühlmittel -

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   Leitungsverbindungen der Enden dor ersten Auftrennung (^²) mit den Kühlmittelanschlüssen (1*1) im Transforma^orgerüst die Kühlmittelzufuhr- bzw. Kühlmittelabfuhrleitung (9) für die Sekundärwicklungskühlung angeordnet sind.

   k) Mittelfrequenz-Leistungstransformator nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß dio Gesamtstärke der Sekundärwicklung (l) im Beroich ihrer Anschlüsse (5)» in dem sich die Vicklungsleiter überlappen, wesentlich größer als in ihren übrigen Boreichen ist, wobei die Primärwicklungslagen (15) in dem genannten Sokundüranschluß-Bereich entsprechend der Dickenvergrößerung der Sekundärwicklung (l) eine in Richtung der Transformator- Dickonabmessung nach außen gebogen..oder gekröpfte Form aufweisen.

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   ORlGiNAL INSPECTED