DE3008598C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkern für eine Drossel, der aus zwei Kernteilen aus geschichteten Blechen zusammengesteckt und mit einer Einrichtung zum Zusammenhalten der Kernteile ver­ sehen ist, bei dem eine erste Trennfuge zwischen den Kernteilen in einem Schenkel des Magnetkerns verläuft und eine zweite, oder je nach Anzahl der Schenkel des Magnetkerns weitere, Trennfuge(n) in Jochen des Magnetkerns ausgebildet sind.

Ein wesentlicher Vorteil eines derartigen Magnetkerns ist, daß die beiden Teilkerne getrennt von der Spule gesondert hergestellt werden und als fertige Teilkerne in der Spule zusammengesteckt werden. Bei einem derartigen Magnetkern sind die beiden Teilker­ ne jeweils für sich durch Haltemittel zusammengehalten. Als Hal­ temittel dienen z. B. Verklebung, Vernietung oder Verschweißung.

Bei einem bekannten (DE-OS 25 54 435) Magnetkern der eingangs genannten Art schließen die Trennfugen dicht und fest, weil sie sonst einen zu hohen magnetischen Widerstand bilden und der Kern zu mechanischem Brummen neigt. Als Einrichtung zum Zusammenhal­ ten ist eine Schnappverrastung der beiden Teilkerne vorgesehen, indem ein Teilkern eine Aussparung und der andere eine darin ein­ passende Rastnase aufweist. Ein solcher Magnetkern mit entlang den Trennfugen blank und fest aneinanderliegenden Teilkernen führt bei der fertigen Drossel zu einer bestimmten, relativ ho­ hen Induktivität, die hier Normalinduktivität genannt wird. Wer­ den Magnetkerne für Drosseln mit beachtlich erniedrigter Induk­ tivität benötigt, so werden bisher Mantelkerne, die aus einstüc­ kigen Mantelblechen in der Spule geschichtet werden, oder EI-Ker­ ne verwendet, wobei jeweils die Trennfuge zwischen Mittelschen­ kel und Joch über die Mittelschenkel-Breite als Ausnehmung ausge­ bildet ist. Im einen Fall ist das Schachteln in der Spule auf­ wendig; im anderen Fall müssen für den Zusammenhalt der Kerne nur dem Zusammenhalt dienende Mittel vorgesehen werden. In bei­ den Fällen ist es schwierig, einen bestimmten niedrigen Indukti­ vitätswert, d. h. eine bestimmte Breite der Ausnehmung mit er­ höhter Genauigkeit einzustellen, wobei es an sich bekannt (DE-OS 27 53 709 und DE-OS 27 18 274) ist, die Induktivität eines Ma­ gnetkernes zu verringern, indem Trennfugen teilweise als keilför­ mige Luftspalte ausgebildet sind oder indem ein Luftspalt mit­ tels einer Mischung von Kleber und Kügelchen eingestellt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen als Steckkern ausge­ bildeten Magnetkern der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem nicht nur die Induktivität im Verhältnis zu der eines Magnet­ kernes mit entlang den Trennfugen blank und fest anliegenden Teilkernen um mindestens 20% vermindert ist, sondern der auch zusätzliche Mittel aufweist, die einerseits der genauen Einstel­ lung des Induktivitätswertes und andererseits dem Zusammenhalt des zusammengesteckten Magnetkernes dienen. Die Erfindung sieht, diese Aufgabe lösend, einen Magnetkern vor, der dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß die Trennfuge im Joch oder mindestens eine der Trennfugen im Joch, wenn es sich um mehrere handelt, als über die Jochbreite durchgehender Luftspalt ausgebildet ist und daß in dem Luftspalt oder in den Luftspalten Halteglieder aus nicht- magnetischem Material angeordnet sind, die einerseits die Breite des Luftspaltes festlegen und andererseits zum Zusammenhalt der beiden Teilkerne beitragen.

Es liegt also ein als Steckkern ausgebildeter Magnetkern für eine Drossel mit stark erniedrigter Induktivität vor. Dabei ist der der Erniedrigung der Induktivität bzw. des L-Wertes dienende ausnehmungsartige Luftspalt nicht in einem Schenkel, sondern in einem Joch vorgesehen. Zum Zusammenhalt der beiden Teilkerne nach dem Zusammenstecken trägt das Halteglied bei und zwar ent­ weder alleine oder zusammen mit einer Schnappverrastung. Es ist also in einem Jochteil ein beliebig großer Luftspalt eingearbei­ tet, der bei der hergestellten Drossel, ggf. zusammen mit ande­ ren die Induktivität erniedrigenden Maßnahmen, einen be­ stimmten Induktivitätswert erzeugt. Trotz Einführung des Luft­ spaltes auf einer Jochseite ist der Zusammenhalt des zusammenge­ steckten Magnetkernes durch das Halteglied gewährleistet. Der Luftspalt ist stets so ge­ legt und angeordnet, daß der zwischen zwei Schenkel bzw. Schen­ kelteile des einen Teilkerns eingeschobene andere Teilkern trotzdem über das Halteglied zwischen Schenkel-Trennfuge-Kante und Jochende eingespannt und in dieser Lage unter Mitwirkung des Haltegliedes gehalten ist und daß die Breite des Luftspaltes durch das Halteglied ganz genau eingestellt ist.

In der Regel ist die Indukti­ vität gegenüber der Normalinduktivität um mindestens 25 bis 50%, z. B. um mehr als 50% vermindert. Derartig tiefe Induktivitätswerte werden unter Mitwirkung des vorgesehenen Luftspaltes angestrebt und können genau eingestellt werden. Wenn der Magnet nur ein einziges Fenster aufweist, der eine der bei­ den Schenkel mit der, z. B. schräg verlaufenden, Schen­ kel-Trennfuge versehen ist und der zweite Schenkel an dem, an dem einen Joch anliegenden Halteglied anliegt, liegt ein Zweischenkel-Magnetkern mit stark erniedrigter, genau eingestell­ ter Induktivität vor.

Bei einem Dreischenkel-Magnetkern ist z. B. in beiden Joch-Trenn­ fugen ein Halteglied eingesetzt. Besonders zweckmäßig und vor­ teilhaft ist es jedoch, wenn nur eine der Joch-Trennfugen als Luftspalt ausgebildet ist und bei der anderen die aneinanderstoßenden Kanten der Teilkerne durch eine Zwischenschicht gegeneinander isoliert sind. Die Zwischenschicht erhöht den magnetischen Wi­ derstand ebenfalls ganz erheblich und stellt in dem Dreischen­ kel-Kern symmetrische magnetische Verhältnisse her. Es genügt ein einziges Halteglied pro Magnet, um die genauere Ein­ stellung der Induktivität zu gewährleisten.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn die Zwischenschicht von einer Lackierung gebildet ist. Diese Lackierung ist, im Gegensatz zu einer eingelegten Kunststoff- Folie, einfach herzustellen.

Die Breite des Luftspaltes richtet sich nach der erwünschten Induktivität. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es je­ doch, wenn die Breite des Luftspaltes mindestens 20% des Abstandes der beiden benachbarten Schenkel beträgt. Diese Mindest-Breite des Luftspaltes er­ bringt die erstrebten niedrigen Induktivitätswerte am besten.

Das Halteglied liegt im Luftspalt jedenfalls an beiden Teilkernen an, um die Luftspaltbreite zu gewährleisten. Es besteht z. B. aus Kunststoff oder auch aus einem nicht magnetisierbaren Metall. Das Halteglied erstreckt sich in der Regel über die ge­ samte Paketdicke, wobei der Luftspalt in der Regel über die ge­ samte Paketdicke gleich ist. Das Halteglied ist im einfachsten Fall ein eingeklemmter, eingeschobener Bolzen, der zum Zusam­ menhalt beiträgt, indem er den zwischen die Schenkel bzw. Schen­ kelteile des einen Teilkernes eingeschobenen Teilkern gegen die Schenkel-Trennfugen-Kante des zweiten Teilkernes drückt.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es z. B., wenn das Halteglied nietartig ausgebildet ist und beide Teilkerne zwi­ schen den Nietköpfen eingespannt sind. Hier klammert das nietartige Halteglied die beiden Teilkerne im Bereich der Joch-Trennfuge aneinander.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die in Jochrichtung verlaufende Breite des Luftspaltes veränderbar ist, indem das Halteglied im Luftspalt verstellbar ausgebildet und angeordnet ist. Hierbei ist die Induktivität nicht durch die Dicke des Haltegliedes fest und unveränderlich vorgegeben, son­ dern läßt sich durch Verstellen des Haltegliedes einstellen. Durch die Veränderbarkeit der Breite des Haltegliedes wird auch der Druck der Teilkerne gegeneinander und damit der Zusammenhalt des Blechkernes gefördert.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn das Halteglied ein in Mulden der Teilkerne drehbarer Zapfen mit un­ rundem Querschnitt ist. Ein derartiges, z. B. im Querschnitt eliptisches Halteglied ist einfach herzustellen, einfach zu be­ dienen und auch einfach zu montieren.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn das Hal­ teglied von einem Paar von Keilen gebildet ist, die von einer Stellschraube durchdrungen sind. Dieses Halteglied läßt beson­ ders präzise Einstellungen der Spaltweite durch Drehen der Stellschraube zu.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines dreischenkeligen Magnetkernes für eine Drossel,

Fig. 2 eine Teilansicht eines Magnetkernes für eine Drossel,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines dreischenkeligen Magnetkernes für eine Drossel,

Fig. 4 eine Teilansicht eines Magnetkernes für eine Drossel,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 eine Vorderansicht eines zweischenkeligen Magnetkernes für eine Drossel.

Die Magnetkerne bzw. Steckkerne bzw. Blechkerne gemäß Zeichnung sind jeweils aus zwei Teilkernen 1, 2 zusammengesteckt. Jeder Teilkern ist aus Blechteilen geschichtet und durch Haltemittel 3 in Form von Nieten zusammengehalten. Jeder Magnetkern weist zwei Joche 4, 5 und zwei Schenkel 6, 7 auf, wobei die Magnetkerne gemäß Fig. 1 und 3 noch einen dritten Schenkel 8 besitzen, wogegen der Magnetkern gemäß Fig. 6 nur zwei Schenkel besitzt. Von den auf jeden Fall vorhandenen Schenkeln 6, 7 ist der eine 7 durch ei­ ne Trennfuge 9 unterteilt, die zwei sich in Schenkellängsrich­ tung überlappende Schenkelteile erzeugt. Auch ist jeweils zwi­ schen dem einen Joch 4 und dem zugeordneten Schenkel 6 ein breiter durchgehender Luftspalt 10 vorgesehen.

In dem Luftspalt 10 ist jeweils ein längliches, sich über die Dicke des Magnetkernes erstreckendes Halteglied 11 aus einem nicht magnetisierbarem Werkstoff vorgesehen, das einerseits über seine Länge am Schenkel 6 des einen, "aufnehmenden" Teil­ kernes 2 und andererseits über seine Länge am Joch 4 des an­ deren, "eingeschobenen" Teilkernes 1 unter Druck anliegt. Ge­ mäß Fig. 1 ist das Halteglied ein Niet, dessen Nietköpfe 12 die beiden Teilkerne 1, 2 zusammenhalten, indem sie die Teil­ kerne erfassen. Gemäß Fig. 2 ist der Luftspalt 10 durch rin­ nenartige seitliche Ausnehmungen 13 erweitert, in die sich das bolzenartige Halteglied 11 einschmiegt und die den Luftspalt und damit den magnetischen Widerstand vergrößern. Gemäß Fig. 3 und 6 ist das Halteglied 11 im Querschnitt elliptisch und greift in Mulden 14, die sich über die Dicke des Magnetkernes erstrecken, ein. Das Halteglied 11 ist in den Mulden 14 dreh­ bar, die ihrerseits die Position des Haltegliedes stabilisie­ ren. Gemäß Fig. 4 und 5 ist das Halteglied von zwei mit ihren Schrägflächen aufeinanderliegenden Keilen gebildet, die in ihrer Längsrichtung mittels einer Stellschraube 15 gegeneinan­ der verstellbar sind, die beide Keile durchdringt, wobei die zwei in den beiden Keilen wirkenden Gewinde gegenläufig sind.

Gemäß Fig. 1 verläuft die Schenkel-Trennfuge 9 schräg bzw. diagonal durch den Schenkel, wobei eine irgendwie schräg ver­ laufende Trennfuge 9 bevorzugt ist. Gemäß Fig. 3 verläuft die Trennfuge gewinkelt mit einem nur in Längsrichtung des Schen­ kels 7 verlaufenden Anteil. Gemäß Fig. 6 ist die Trennfuge 9 nicht in einem Mittelschenkel, sondern im zweiten Schenkel 7 des Zweischenkel-Kernes vorgesehen. Gemäß Fig. 1 weist der Dreischenkel-Magnetkern eine zweite Joch-Trennfuge 16 auf, die spaltlos ist und bei der entlang dem Fugenbereich eine isolie­ rende Zwischenschicht 17 vorgesehen ist, die eine Lackierung an beiden Teilkernen ist. Gemäß Fig. 3 ist die zweite Trennfu­ ge 16 ebenfalls mit als klaffender Spalt ausgebildet, in dem ein im Querschnitt unrundes bolzenartiges Halteglied 18 geführt in seitlichen Mulden bzw. Rinnen vorgesehen ist. Als zusätzli­ che Einrichtung zum Zusammenhalten der Teilkerne ist eine Schnappverrastung 19 gemäß Fig. 1 an der Joch-Trennfuge und gemäß Fig. 6 an der Schenkel-Trennfuge 9 vorgesehen.

Um das Halteglied 11 in der Ausnehmung 10 festzulegen, sind Paare von Vorsprüngen vorgesehen. In Fig. 1 sind diese Vor­ sprünge von den Nietköpfen 12 gebildet. In Fig. 2, 3 und 6 sind die Vorsprünge von den Begrenzungen der Mulden 14 gebil­ det. In Fig. 4 ist beiderseits des Doppelkeiles 11 je eine eckige Nase bzw. ein eckiger Vorsprung vorgesehen, der von den Teilkernen 1, 2 gebildet ist.

Die Induktivitätsverminderung um mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 25 bis 50% oder auch von mehr als 50% läßt sich allein durch geeignet breite und tiefe Ausnehmungen erzielen. Es ist auch möglich, die Ausnehmungen mit anderen Mitteln zu kombinieren. Zum Beispiel lassen sich die Teilkerne entlang der Schenkel-Trennfuge durch eine Zwischenschicht ebenso gegenein­ ander isolieren wie entlang der einen Joch-Trennfuge, wobei die Isolierung auch entlang der Schenkel-Trennfuge vorzugs­ weise von einer Isolierung gebildet ist.

Claims (9)

1. Magnetkern für eine Drossel, der aus zwei Kernteilen aus ge­ schichteten Blechen zusammengesteckt und mit einer Einrich­ tung zum Zusammenhalten der Kernteile versehen ist, bei dem eine erste Trennfuge zwischen den Kernteilen in einem Schen­ kel des Magnetkerns verläuft und eine zweite, oder je nach Anzahl der Schenkel des Magnetkerns weitere, Trennfuge(n) in Jochen des Magnetkerns ausgebildet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennfuge im Joch (4) oder mindestens eine der Trennfugen im Joch (4, 5), wenn es sich um mehrere handelt, als über die Jochbreite durchgehender Luftspalt (10, 16) aus­ gebildet ist und daß in dem Luftspalt (10) oder in den Luft­ spalten (10, 16) Halteglieder (11) aus nicht magnetischem Ma­ terial angeordnet sind, die einerseits die Breite des Luft­ spaltes festlegen und andererseits zum Zusammenhalt der bei­ den Teilkerne (1, 2) beitragen.

2. Magnetkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der Joch-Trennfugen als Luftspalt (10) ausgebildet ist und bei der anderen (16) die aneinanderstoßenden Kanten der Teilkerne (1, 2) durch eine Zwischenschicht (17) gegeneinander isoliert sind.

3. Magnetkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (17) von einer Lackierung gebildet ist.

4. Magnetkern nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Breite des Luftspaltes (10) mindestens 20% des Abstandes der beiden benachbarten Schenkel (6, 7) beträgt.

5. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halteglied (11) nietartig ausgebildet ist und beide Teilkerne (1, 2) zwischen den zugehörigen Nietköp­ fen (12) eingespannt sind.

6. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite des Luftspaltes (10) veränderbar ist, indem das Halteglied (11) im Luftspalt verstellbar ausgebil­ det und angeordnet ist.

7. Magnetkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (11) ein in Mulden (14) der Teilkerne (1, 2) dreh­ barer Zapfen mit unrundem Querschnitt ist.

8. Magnetkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (11) von einem Paar von Keilen gebildet ist, die von einer Stellschraube (15) durchdrungen sind.

9. Magnetkern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Stoßbereich der Schenkel-Trennfuge (9) die aneinanderstoßenden Kanten der Teilkerne (1, 2) durch eine Zwischenschicht, vorzugsweise eine Lackierung, gegeneinander isoliert sind.