DE3130049A1

DE3130049A1 - Transformator

Info

Publication number: DE3130049A1
Application number: DE19813130049
Authority: DE
Inventors: Jürgen 5650 Solingen Rensch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3269374D1; EP0072451B1; EP0072451A1; DE3130049C2; ATE18315T1

Description

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Transformator

Die Erfindung betrifft einen Transformator,, insbesondere für Vorschaltgeräte von Gasentladungslampen oder dergleichen, mit einem geteilten Kern und einem Spulenkörper, wobei die Kernhälften unter Belassung eines Abstandes zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernhälften mit Federn und Bügeln zusammengehalten sind und die sich in Richtung der Spulenachse erstreckenden Bügel ein Profil aufweisen, das im wesentlichen dem Profil der über den Spulenkörper vorstehenden Teile der Kernhälften angepaßt ist.

Derartige Transformatoren, die auch als Streufeldtransformatoren bezeichnet werden, benutzt man z.B_e in Vorschaltgeräten für Leuchtstoffröhren, die im Freizeitbereich, z.B. auf Booten und in Wohnwagen, angebracht werden. Mit diesen Transformatoren wird die vorhandene Niederspannung auf eine für die Leuchtstoffröhren geeignete Spannung hochtransformiert. Gleichzeitig funktioniert ein solcher Transformator als Zündeinrichtung für die Leuchtstoffröhre, weil er der Röhre zunächst eine höhere Spannung zuführt, die bei Nennbetrieb der Röhre auf die sogenannte Brennspannung zusammenbricht.

Ein wesentliches Problem bei derartigen Transformatoren ist die Anpassung der Betriebsparameter an die jeweilige Leuchtstoffröhre, insbesondere die Anpassung der Induktivität des Transformators. Bekannt sind Transformatoren, bei denen der Abstand zwischen den Kernhälften durch eine sogenannte Luftspaltbeilage eingestellt wird« Die beiden Kernhälften sind dann in einem Bügelsystem gehalten und werden mittels einer Feder in Richtung der Spulenachse zusammengepreßt. Damit läßt sich die Induktivität eines solchen Transformators aber nur sehr ungenau' einstellen, denn die Kernhälften selbst besitzen ganz erhebliche Herstellungstoleranzen, die sich auf die Induk-

tivität auswirken und außerdem wird die Induktivität auch durch sehr geringe Änderungen des Abstandes der Kernhälften ganz erheblich beeinflußt. Dieser Einfluß nimmt zu mit abnehmender Größe der Transformatoren, so daß deren Induktivität bis zu 25 % von dem gewünschten Wert abweichen kann.

Aus der Praxis ist ein Verfahren zur Einstellung der Induktivität von Transformatoren bekannt, deren Abmessungen in der Größenordnung von 1 - 2 cm liegen, bei dem zunächst die Kernhälften und der Spulenkörper zusammengefügt werden und dann der Spulenkörper an ein Meßgerät angeschlossen wird. Dann werden die beiden Kernhälften unter Beobachtung des Meßgerätes so weit zusammengeführt, bis der gewünschte Meßwert (induktivität) erreicht ist.

Nunmehr wird in den Spalt zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernhälften ein Klebstoff gespritzt, der aushärtet. Die Kernhälften werden dann lediglich durch den Klebstoff zusammengehalten. Bügel sind überflüssig. Abgesehen davon, daß bei diesem Verfahren die Klebstoffmenge überdosiert werden muß und deswegen große Teile des Transformators mit Klebstoff bedeckt sind, erreicht man auch damit keine wesentliche Verbesserung im Hinblick auf die Einstellung der Kennwerte des Transformators, weil jeder Klebstoff nach Aushärten schrumpft, wodurch im Ergebnis der Abstand zwischen den Kernhälften wiederum verändert wird. Die Abweichungen der Induktivität vom gewünschten Wert liegen immer noch bei ca. 10 96.

Daneben gibt es Transformatoren, insbesondere Transformatoren mit einem Schalenkern, deren Betriebsparameter mechanisch einstellbar sind, z.B. mit einem verstellbaren Gewindekern. Andere Transformatoren besitzen verstellbare Joche oder dergleichen. Eine derartige mechanische Einstellung ist aber nur bei Transformatoren möglich, die hinreichend große Abmessungen besitzen. Wenn die Abmessungen des Transformators in einer Größenordnung von 1 - 2 cm

oder weniger liegen, lassen sich derartige Einrichtungen nicht mehr unterbringen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Transformator der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, dessen Kenngrößen sich auf einfache Weise zuverlässig und dauerhaft einstellen lassen.

Diese Aufgabe wird mit einem Transformator der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Federkraft der Federn senkrecht zur Spulenachse gerichtet ist und daß die Bügel mit den Kernhälften wenigstens bereichsweise verklebt oder kaltverschweißt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Transformator wirken auf die Kernhälften keinerlei Kräfte ein, die den gegenseitigen Abstand verändern können,, Da die Federkräfte an den Bügeln senkrecht zur Spulenachse gerichtet sind, werden die Kernhälften zwar an und von den Bügeln gehalten, sie können sich relativ dazu jedoch nicht verschieben, insbesondere auch deshalb nicht, weil die Bügel (nach Einstellung und Justierung des Transformators) mit den Kernhälften wenigstens bereichsveise verklebt sind. Auch aufgrund der Verklebung können keine in Spulenachse gerichteten Kräfte entstehen, so daß der eingestellte Abstand der Kernhälften sich nicht verändern kann.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Justieren eines derartigen Transformators, bei dem die mit dem Spulenkörper zusammengefügten Kernhälften mit den Bügeln verklemmt, und auf den gewünschten Abstand eingestellt werden. Das erfolgt dadurch, daß der Spulenkörper vor dem Einstellen des Abstandes an ein Meßgerät angeschlossen wird und dann die beiden Kernhälften unter Überwindung der auf sie einwirkenden, federkraftbedingten Reibungskräfte gegeneinander bewegt werden, bis das Meßgerät den gewünschten Wert anzeigt, und daß die Kernhälften anschließend mit den Bügeln verklebt oder* kaltverschweißt werden.

In der Praxis wird man dabei so vorgehen, daß man im Zuge einer Vormontage die Kernhälften und den Spulenkörper zusammenfügt und dann auf die Kernhälften die Bügel klemmend aufschiebt derart, daß die Kernhälften einen beliebigen Abstand aufweisen. Nach Anschluß des Spulenkörpers an das Meßgerät werden dann die Kernhälften langsam gegeneinandergeschoben, bis der gewünschte Meßwert erreicht ist. Dann wird der Klebstoff aufgebracht, und zwar in einem Bereich, der von den einander zugeordneten Enden der Kernhälften entfernt ist, so daß auch das Schrumpfen des Klebstoffes den Abstand dieser Enden nicht beeinflussen kann.

Überraschenderweise lassen sich damit die Kennwerte auch von sehr kleinen Transformatoren, deren Abmessungen in der Größenordnung von 1 - 2 cm und darunter liegen, mit extremer Genauigkeit einstellen, d.h. mit Abweichungen, die unterhalb von 1 % des gewünschten Wertes liegen. Das gilt sowohl für Transformatoren mit E- oder M-Kernen als auch für Transformatoren mit Schalenkernen, und zwar unabhängig davon, ob die Kerne sogenannte Sinterkerne oder aus Blechpaketen aufgebaut sind.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sollen die Federn von Profilschenkeln der Bügelprofile gebildet sein, wobei die Federkräfte einander zugeordneter Profilschenkel aufeinander zu oder voneinander weg gerichtet sind. Handelt es sich beispielsweise um einen Transformator mit E- oder M-Kern, dessen Schenkel im wesentlichen rechteckige Querschnitte besitzen, dann können die Bügel ein U-förmiges Profil besitzen, das den oder die Schenkel überfaßt, wobei die Federkräfte der U-Schenkel aufeinander zu gerichtet sind. Bei geschlitzten Schalenkernen wird man Bügelprofile verwenden, deren in den Schlitz eingreifende Profilschenkel sich federnd auseinanderspreizen.

Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung die Bügel selbst als Federn auszubilden und dazu an einem Ende über einen Bügelträger miteinander zu verbinden. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für Transformatoren mit ungeschlitzten Schalenkernen, wobei die Federkräfte der Bügel zur Spulenachse hin gerichtet sind. ^:

In allen Fällen reichen die Federkräfte aus, um den eingestellten Abstand der beiden Kernhälften solange zu erhalten, bis der zwischen Bügel und Kernhälften eingebrachte Klebstoff ausgehärtet ist. Um auch für das Einbringen des Klebstoffes definierte Verhältnisse zu schaffen, geht ein Vorschlag der Erfindung dahin, daß die Profile der Bügel an ihren den Kernhälften zugewandten Seiten Vorsprünge oder quer zur Spulenachse gerichtete Rippen aufweisen. Die Profile der Bügel liegen folglich mit den Vorsprüngen oder Rippen an den Kernhälften an und bilden im übrigen einen schmalen Spalt, in den der Klebstoff vom Ende der Bügel eingebracht werden kann. Vorzugsweise werden die Spalte so bemessen, daß der Klebstoff unter der Wirkung von Kapillarkräften in den Spalt einfließt. Dann kann die Klebstoffmenge entsprechend bemessen werden. Die Rippen können beispielsweise aus dem Profil bzw. aus den Profilschenkeln abgebogene federnde Laschen sein.

Zweckmäßig wird man Bügel aus einem nichtmagnetisierbaren Material, insbesondere aus Aluminium oder Messing oder auch aus Kunststoff, einsetzen, weil sonst durch die Bügel selbst die Kennwerte des Transformators zusätzlich verändert werden. Der Kleber kann ein Kunststoffkleber sein, und zwar sowohl ein Einkomponentenkleber als auch ein Zweikomponentenkleber. Das schließt nicht aus, daß auch magnetisierbare Materialien eingesetzt werden können.

Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6

1.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und vergrößert die Seitenansicht eines Transformators für ein Vorschaltgerät einer Leuchtstofflampe, eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1, die Ansicht eines Bügels,

einen Schnitt in Richtung IV- IV durch den Gegenstand nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 3, eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3,

Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII - VII durch den Gegenstand nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 6, eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3,

eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 9, eine abgewandelte Ausführungsform des Gegen-Standes nach Fig. 9,

eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 11, eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 6,
Fig. 14 einen Schnitt in Richtung XIV - XIV durch den Gegenstand nach Fig. 13,

Fig. 15 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach

Fig. 13,

Fig. 16 einen Transformator mit Bügeln nach Fig. ! 12-15 auf einer Leiterplatte.

Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10
Fig.	11
Fig.	12
Fig.	13

w ο «r m

Der dargestellte Transformator besitzt zwei Kernhälften 1,2, bei denen es sich um gesinterte Ε-Kerne handelt, sowie einen Spulenkörper 3 mit Anschlußstiften 4. Die jeweils äußeren, einander gegenüberliegenden Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 der beiden Kernhälften 1, 2 sind klemmend in U-förmigen Bügeln 9 bzw. 10 gehalten. Die U-Schenkel 11, 12 jedes Bügels 9 bzw. 10 sind so eingestellt, daß sie klemmend auf die Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 aufgeschoben werden können, wobei die jeweiligen Federkräfte senkrecht zur Spulenachse wirken. An den Innenseiten der U-Schenkel 11, 12 befinden sich eingeprägte Rippen 13, so daß zwischen der Innenseite jedes U-Schenkels 11 bzw. 12 und der zugeordneten Außenseite der Kernschenkel 5-8 ein Spalt 14 verbleibt. Beim

15' dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rippen 13 so angeordnet, daß jeder Kernschenkel 5-8 auf jeweils zwei Rippen 13 jedes U-Schenkels 11, 12 abgestützt ist.

Zur Einstellung des Abstandes 15 zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 und damit der Kennwerte des Transformators, z.B. seiner Induktivität, werden die Kernhälften 1,2 und der Spulenkörper 3 zunächst lose vormontiert und werden dann die Bügel 9, 10 derart auf die einander zugeordneten Kernschenkel 5, 6 bzw. 7, 8 klemmend aufgeschoben, daß ein verhältnismäßig großer Abstand 15 zwischen den zugeordneten Enden der Kernschenkel 5,6 bzw. 7, 8 verbleibt. Dann wird der so vorbereitete Transformator über die Anschlußstifte 4 an ein geeignetes Meßgerät angeschlossen, mit dem beispielsweise die Induktivität gemessen werden kann. Dann werden die beiden Kernhälften 1, 2 in Richtung der Spulenachse solange gegeneinanderbewegt, bis das Meßgerät den gewünschten Wert anzeigt. Die Bewegung der Kernhälften 1, 2 erfolgt dabei gegen die Wirkung der auf sie einwirkenden, durch die Federkraft der Profilschenkel 11, 12 erzeugten Reibungskräfte, die jedoch einen einmal eingestellten Abstand 15 nicht beeinflussen können, da sie senkrecht zur Spulen-

achse gerichtet sind. Wenn der gewünschte Meßwert land damit der gewünschte Abstand 15 erreicht ist, wird eine gegebenenfalls dosierte, geringe Menge Klebstoff in den Spalt 14 eingebracht, der sich darin unter der Wirkung von Kapillarkräften verteilt. Es genügt, wenn der Spalt bis etwa zur nächsten Rippe 13 mit Klebstoff ausgefüllt ist. Bei dem Klebstoff kann es sich um einen Einkomponentenkleber oder einen Zweikomponentenkleber handeln. Wenn der Klebstoff beim Aushärten schrumpft, wird auch dadurch der eingestellte Abstand 15 nicht beeinflußt oder verändert, denn die Schrumpfspannungen des Klebstoffes wirken ebenfalls senkrecht zur Spulenachse .

Der oder die auf diese Weise eingestellten Kennwerte des Transformators können sich folglich nicht mehr verändern.

Die Figuren 3-5 zeigen den Bügel 9 mit weiteren Einzelheiten.

In den Figuren 6-8 ist eine andere Ausführungsform eines Bügels 9 dargestellt, bei dem die Rippen 13 von abgewinkelten Laschen 16 gebildet sind, die durch teilweises Abtrennen der U-Schenkel 11, 12 vom zugeordneten U-Steg des Bügels 9 erzeugt sind.

Bei der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführung sind die Bügel 9» 10 an einem Ende über einen Bügelträger 17 miteinander verbunden. Der Bügelträger 17 weist ebenfalls ein U-Profil auf. Die Bügel 9, 10 sind federnd derart an dem Bügelträger 17 angeschlossen,daß ihre federnde Kräfte aufeinander zu gerichtet sind. Zusätzlich können die U-Schenkel der Bügel 9, 10 eigene Federkräfte entwickeln, wie bei der Ausführung nach den Figuren 3-5. Werden jedoch die Kernhälften 1, 2 des in Figur dargestellten Transformators mit dem rahmenartigen Bügel

nach Figur 9 und 10 klemmend gehalten, dann wirken die Federkräfte der Bügel 9, 10 ebenfalls senkrecht zur Spulenachse, so daß ein eingestellter Abstand 15 der Kernhalften 1,2 durch diese Federkräfte nicht beeinflußt wird.

Die in den Figuren 11 und 12 dargestellte Ausführung eignet sich insbesondere für Transformatoren mit Schalenkernen. Die Bügel 9, 10 weisen jeweils ein kreisabschnittförmiges Profil auf, dessen Radius dem Radius des Schalenkerns angepaßt ist. Über den Bügelträger 17 sind die beiden Bügel 9» 10 federnd derart miteinander verbunden, daß ihre Federkräfte radial auf den Schalenkern einwirken. Die Einstellung eines Transformators mit Schalenkern erfolgt wie oben beschrieben.

Es versteht sich, daß auch bei den Ausführungen nach den Figuren 9-12 die Innenseiten der Bügel 9, 10 mit nicht dargestellten Rippen-versehen, sein können, um definierte Spalte zwischen den Inneriseiteit der Bügel 9, 10 und den zugeordneten Außenseiten der⁵ Keriihälften zu bilden.

Bei der in den Figuren t3 ^- 15 dargestellten Ausführung sind nur die Profilschenkel 12 von freigeschnittenen und abgewinkelten Laschen gebildet, während die Profilschenkel 11 glatt sind. Das hat den Vorteil, daß die Kernhälften 1 bzw. 2 von den federnden Profilschenkeln 12 gegen die glatten Profilschehkel 11 gedrückt und dadurch beim Justieren besser geführt sind. Außerdem weisen die in den Figuren 13 - 15 dargestellten Bügel 9 einseitig einen vorstehenden Steckzapfeh 18 auf.

Die Funktion dieses Steckzapf-ens ergibt sich aus Fig. 16, die zeigt, daß der dargestellte Transformator gleich auf einer Leiterplatte 19 montiert und justiert wird. Dazu werden auf . die beiden gegeriüberliegenden Seiten der unteren Kernhälfte 2 Bügel 9 bzw. 10 aufgeklemmt und

wird der nicht dargestellte Spulenkörper auf die Kernhälfte 2 aufgesetzt. Diese Baueinheit wird dann derart auf die Leiterplatte 19 gesetzt, daß sowohl die Anschlußstifte 4 des Spulenkörpers als auch die Steckzapfen 18 der Bügel 9 bzw. 10 zugeordnete Öffnungen der Leiterplatte 19 durchfassen. Anschlußstifte 4 und Steckzäpfen 18 werden dann an der Leiterplatte 19 durch Löten festgelegt. Damit sind auch die untere Kernhälfte 2, der Spulenkörper und die Bügel 9 bzw. 10 an der Leiterplatte 19 befestigt. Eine zusätzliche Verklebung oder Kaltverschweißung ist nicht erforderlich. Nunmehr wird die obere Kernhälfte 1 in die Bügel eingeführt und dabei, wie oben beschrieben, der Transformator justiert. Dabei kann auch die weiterhin auf der Leiterplatte 19 vorhandene Schaltung einbezogen werden.

Claims

Dr.-Ing. Uwe NSemaOfl * Ähornstr. 41.4300 Essen 1

Patentanwalt Telefon (0201) 255489

Γ Patentanwalt Dr.-Ing. U. Niemann, Ahornatr. 41. 4300 Eoaon 1 "1

Ihr Zoichen Main Zeichen 81 116 Datum

Betr.: Jürgen Rensch, Vogelsang 19, 565Ο Solingen 1

nsprüche

ι 1". Transformator, insbesondere für Yorschaltgeräte von V /Gasentladungslampen oder dergleichen mit einem geteilten Kern und einem Spulenkörper, wobei die Kernhälften unter Belassung eines Abstandes zwischen den einander zugeordneten Enden der Kernhälften mit Federn

und Bügeln zusammengehalten sind.und die sich in Richtung der Spulenachse erstreckenden Bügel ein Profil aufweisen^ das im itresentlichen dem Profil der über den Spulenkörper vorstehenden Teile der Kernhälften angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Federn (11, 12; 9, 10) senkrecht zur Spulenachse gerichtet ist und daß die Bügel (9, 10) mit den Kernhälften (1, 2) wenigstens bereichsweise verklebt oder kaltverschweißt sind.

15

2„ Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Federn von Profilschenkeln (11, 12) der Bügelprofile gebildet sind, wobei die Federkräfte einander zugeordneter Profilschenkel (11, 12) aufeinander zu oder voneinander weg gerichtet sind.

Dresdner Sank Eascn (BLZ 38OEOOBO) 4 011 118 · Pestadieckkanto Eeeon (BLZ 350100 43) 1821 M-430

3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (9? 10) als Federn ausgebildet sind und dazu an einem Ende über einen Bügelträger (17) miteinander verbunden sind.

4. Transformator nach einem der Ansprüche 1 - 3_S d a durch gekennzeichnet, daß die fro·= file der Bügel (9, 10) an ihren den Kernhälften J (1, 2) zugewandten Seiten Vorsprünge oder quer zur Spulenachse gerichtete Rippen (13) aufweisen„

5. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Rippe (13) von aus dem Profil bzw. aus den ProfilschenkeIn (11, 12) abgebogenen federnden Laschen (16) gebildet ist.

6. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,, daß der Raum (14) zwischen dem offenen Ende der Bügel (9, 10) und den Vorsprüngen oder Rippen (13) ; mit dem Kleber ausgefüllt ist.

7. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6,dadurch gekennzeichnet^ daß die Bügel (9> 10) aus einem nichtmagnetisierbaren Material bestehen.,

8. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (9₉ 10) aus Aluminium, Kupfer, Federbronze oder Messing bestehen.

9. Transformator nach Anspruch 7,dadurch ge= kennzeichnet, daß die Bügel (9_P 10) aus Kunststoff bestehen.

10. Transformator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein elektrisch neutraler Haftvermittler ist.

11. Verfahren zum Justieren eines Transformators nach

einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, bei dem die mit dem Spulenkörper zusammengefügten Kernhälften mit den Bügeln verklemmt und auf den gewünschten Abstand eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (3) vor dem Einstellen des Abstandes (15) an ein Meßgerät angeschlossen wird und dann die beiden Kernhälften (1, 2) unter Überwindung der auf sie einwirkenden, federkraftbedingten Reibungskräfte gegeneinanderbewegt werden, bis das Meßgerät den gewünschten Wert anzeigt und daß die Kernhälften (1, 2) anschließend mit den Bügeln (9, 10) verklebt oder kaltverschweißt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhälften

(1, 2) in Richtung der Spulenachse gegeneinanderbewegt werden.
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13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, unter Verwendung von Bügeln, die wenigstens einseitig einen vorstehenden Steckzapfen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper

(3) mit einer Kernhälfte (2) und darauf aufgeklemmten Bügeln (9, 10) auf eine Leiterplatte (19) gesetzt wird, daß die Anschlußstifte (4) des Spulenkörpers (3) und die Steckzapfen (18) der Bügel (9, 10) an die Leiterplatte (19) angelötet werden und daß dann die zweite Kernhälfte (1) so weit in die Bügel (9, 10) eingeführt wird, bis der Transformator justiert ist.