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Titel: Magnetkern für eine Drossel
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Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Magnetkern für eine Drossel,
der aus zwei Kernteilen zusammengesteckt und aus zweiteiligen Blechen geschichtet
ist und bei dem ein Fenster von zwei Jochen und zwei Schenkeln umschlossen ist,
von denen einer entlang einer, vorzugsweise schräg verlaufenden, Trennfuge geteilt
ist und der andere, von dem einen Kernteil gebildet, mit dem vom anderen Kernteil
gebildeten Joch eine Trennfuge bildet, wobei eine Einrichtung zum Zusammenhalten
der beiden zusammengesteckten Kernteile vorgesehen ist.
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Ein wesentlicher Vorteil eines derartigen Magnetkernes ist, daß die
beiden Kernteile getrennt von der Spule gesondert hergestellt werden und als fertige
Kernteile in der Spule zusammengesteckt werden. Bei einem derartigen Magnetkern
sind die beiden Kernteile jeweils für sich durch Haltemittel zusammengehalten. Als
Haltemittel dienen z.B. Verklebung, Vernietung oder Verschweißung.
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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 wechanischem Brummen neigt. Als
Einrichtung zum Zusammenhalten ist eine Schnappverrastung der beiden Kernteile vorgesehen,
indem ein Kernteil eine Aussparung und der andere eine darin einpaßende Rastnase
aufweist. Ein solcher Steckkern mit entlang den Trennfugen blank und fest aneinanderliegenden
Kernteilen führt bei der fertigen Drossel zu einer bestimmtn, relativ hohen Induktivität,
die hier Normalinduktivität genannt wird. Werden Blechkerne für Drosseln mit beachtlich
erniedrigter Induktivität benötigt, so werden bisher Mantelkerne, die aus einstückigen
Mantelblechen in der Spule geschichtet werden, oder EI-Kerne verwendet, wobei jeweils
die Trennfuge zwischen Mittelschenkel und Joch über die Mittelschenkel-Breite als
Ausnehmung ausgebildet ist. Im einen Fall ist das Schachteln in der Spule aufwendig:
im anderen Fall müssen für den Zusammenhalt der Kerne nur dem Zusammenhalt dienende
Mittel vorgesehen werden. In beiden Fällen ist es schwierig, einem bestimmten niedrigen
Indukivitätswert, d.h. eine bestimmte Breite der Ausnehmung mit erhöhter Genauigkeit
einzustellen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Steckkern der eingangs
genannten Art zu schaffen, der nicht nur eine stark verringerte Induktivität aufweist
sondern auch zusätzliche Mittel aufweist, die einerseits der genaueren Einstellung'des
Induktivitätswertes und andererseits dem Zusammenhalt des Steckkernes dienen. Die
Erfindung sieht, diese Aufgabe lösend, einen Steckkern vor, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Induktivität im Verhältnis zu der eines Blechkernes mit entlang
den
Trennfugen blank und fest aneinanderliegenden Kernteilen um mindestens-20 % vermindert
ist, die Joch-Trennfuge als über die Jo.chbreite durchgehende Luftspalt-Ausnehmung
ausgebildet ist und in der Ausnehmung ein Halteglied aus nicht magnetisierbarem
Werkstoff angeordnet ist, das an beiden Kernteilen, diese zuäammenhaltend, angreift.
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Es liegt also ein Steckkern für eine Drossel mit stark erniedrigter
Induktivität vor. Dabei ist die der Erniedrigung der Induktivität bzw. des L-Wertes
dienende Ausnehmung nicht in einem Schenkel sondern in einem Joch vorgesehen. Zum
Zusammenhalt der beiden Kernteile nach dem Zusammenstecken trägt das Halteglied
bei und zwar entweder alleine oder zusammen mit einer Schnappverrastung. Es ist
also in einem Jochteil ein beliebig großer Luftspalt eingearbeitet, der bei der
hergestellten Drossel, gegebenenfalls zusammen mit anderen die Induktivität erniedrigenden
Maßnahmen, einen bestimmten Induktivitätswert erzeugt. Trotz Einführung des Luftspaltes
auf einer Jochseite ist der Zusammenhalt des Steckkernes durch das Halteglied gewährleistet.
Bei dem erfindungsgemäßen Steckkern ist der Luftspalt stets so gelegt und angeordnet,
daß der zwischen zwei Schenkel bzw. Schenkelteile des einen Kernteiles eingeschobene
andere Kernteil 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.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die Induktivität
gegenüber der Normalinduktivität um mindestens 25 bis 50 %, vorzugsweise um mehr
als 50 % vermindert ist. Derartig tiefe Induktivitätswerte werden unter Mitwirkung
des erfindungsgemäß vorgesehenen Luftspaltes bevorzugt angestrebt, wobei diese tiefen
Induktivitätswerte nun bei einem Steckkern genau eingestellt werden können.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Steckkern
nur ein einziges Fenster aufweist, der eine der beiden Schenkel mit der, vorzugsweise
schräg verlaufenden, Schenkel-Trennfuge versehen ist und der zweite Schenkel an
dem, an dem einen Joch anliegenden Halteglied anliegt. Es liegt hier ein Zweischenkel-Steckkern
mit stark erniedrigter, genau eingestellter Induktivität vor.
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Bei einem Dreischenkel-Steckkern ist z.B. in beiden Joch-Trennfugen
ein Halteglied eingesetzt. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn
bei einem zweiten Fenster im Stoßbereich einer zweiten Joch-Trennfuge die aneinanderstoßenden
Kanten der Kernteile durch eine Zwischenschicht gegeneinander isoliert sind. Die
Zwischenschicht erhöht den magnetischen Widerstand ebenfalls ganz erheblich und
stellt in dem Dreischenkel-Kern symmetrische magnetische Verhältnisse her. Es genügt
ein einziges Halteglied pro Blechkern, um die genauere Einstellung der Induktivität
zu gewährleisten.
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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.
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Die Breite des Luftspaltes richtet sich nach der erwünschten Induktivität.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Breite des Luftspaltes
mindestens 20 % der Fensterbreite beträgt. Diese Mindest-Breite des Luftspaltes
erbringt die erstrebten niedrigen Induktivitätswerte am besten.
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Das Halteglied liegt im Luftspalt jedenfalls an beiden Kernteilen
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 gesatte Paketdicke, wobei der Luftspalt in der Regel über die gesamte
Paketdicke gleich ist. Das Halteglied ist im einfachsten Fa].l ein eingeklemmter,
eingeschobener Bolzen, der zum Zusammenhalt beiträgt, indem ee das zwischen die
Schenkel bzw. Schenkelteile des einen Kernteiles eingeschobene Kernteil gegen die
Schenkel-Trennfugen4Kante les zweiten Kernteiles drückt.
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Besonders zweckmäßig und iorteilhaft ist es z.B., wenn das H.llteglied
nietartig ausgbildet ist und beide Kernteile zwischen den Nietköpfen einspannt.
Hier klammert das nietartige Halteglied die beiden Keniteile im Bereich der Joch-Trennfuge
aneinander.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es alch, wenn die in
Jochrichtung
verlaufende Breite des Haltegliedes veränderbtlr ist, indem das Halteglied im Luftspalt
verstellbar ausgebildet und angeordnet ist. Hierbei ist aie Induktivität nicht lurch
die Dicke des Haltegliedes fest und unveränderlich vorgegeben sondern läßt sich
durch Verstellen des Haltegliedes einste:Llen.
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Durch die Veranderbarkeit der Breite des Haltegliedes wird auch der
Druck der Kernteile gegeneinander und damit der Zusammenhalt des Blechkernes gefördert.
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Besonders zweckmäßig und vorteilF,aft ist es dabei, wenn das Halteglied
ein in Mulden dir Kernteile drehbarer Zapfen mit unrundem Querschnitt ist. Ein derartiges,
z.B. im Querschnitt eliptisches Halteglied ist einfach herzustellen, einfach zu
brdienen und auch einfach zu montieren.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn das Ha1-teglied
von einem Paar von Keiler gebildet ist, die von einer Stellschraube durchdrungen
sind. Dieses Halteglied läßt besonders präzise Einstellungen der Spaltweite durch
Drehen-(ler S-tellschraube zu.
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In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargesteLlt
und zeigt Fig. 1 eie Vorderansicht eines dreischenkeligen Steckkernes für eine Drossel,
Fig. 2 eine Teilansicht eines Steckkernes für eine Drossel, Fig. 3 eine Vorderansicht
eines dreischenkeligen Steckkernes für eine Drossel,
Fig. 4 eine
Teilansicht eines Steckkernes für eine Drossel, Fig. 5 eine Seitenansicht der Darstellung
gemäß lig. 4 und Fig. 6 eine Vorderansicht eines zweischenkeligen Steckkernes für
eine Drossel.
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Die Steckkerne bzw. Blechkerne gemäß Zeichnung sind jeweils aus zwei
Kernteilen 1, 2 zusammengesteckt. Jeder Kernteil ist aus Blechteilen geschichtet
und durch Haltemittel 3 in Form von Nieten zusammengehalten. Jeder Steckkern weist
zwei Joche 4, 5 und zwei Schenkel 6, 7 auf, wobei die Steckkerne gemäß Fig. 1 und
3 noch einen dritten Schenkel 8 besitzen, wogegen der Steckkern gemäß Fig. 6 nur
zwei -Schenkel besitzt. Von den auf jeden Fall vorhandenen Schenkeln 6, 7 ist der
eine 7 durch eine Trennfuge 9 unterteilt, die zwei sich in cchenkellängsrichtung
überlappende SchenkeLteile erzeugt. Auch ist jeweils zwischen dem einen Joch 4 und
dem zugeordneten Schenkel 6 ein breiter durchgehender Luftspalt 10 vorgesehen.
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In dem Luftspalt 10 ist jeweils ein längliches, sich über die Dicke
des Steckkernes erstreckendes Halteglied 11 aus einem nicht magnetisierbarem Werkstoff
vorgesehen, das einerseits über seine Länge am Schenkel 6 des einen, "aufneEmenden"
Kernteiles 2 und andererseits über seine Länge am Joch 4 des anderen, eingeschobenen
Kernteile 1 unter Druck anliegt. Gemäß Fig. 1 ist das Halteglied ein Niet, dessen
Nietköpfe 12 die beiden Kernteile 1, 2 zusammenhalten, indem sie die Kernteile erfassen.
Gemäß Fig. 2 ist der Luftspalt 10 durch rinnenartige seitliche Ausnelmungen 13 erweitert,
in die sich das
bolzenartige Halteglied 11 einschmiegt und die
den Luftspalt und damit den magnetischen Widerstand vergrößern. Gemäß Fig.
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3 und 6 ist das Halteglied 11 im Querschnitt eliptisch und greift
in Mulden 14, die sich über die Dicke des Steckkernes erstrecken "in. Das Halteglied
11 ist in den Mulden 14 drehbar, die ihrerseits die Position des Haltegliedes stabilisieren.
Gemäß Fig. 4 und 5 ist das Halteglied von zwei mit ihren Schrägflächen aufeinanderliegenden
Keilen gebildet, die in ihrer Längsrichtung mittels einer Stellschraube 15 gegeneinander
verstellbar sind, die beide Keile durchdringt, wobei die zwei in den beiden Keilen
wirkenden Gewinde gegenläufig sind.
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Gemäß Fig. 1 verläuft die Schenkel-Trennfuge 9 schräg t)zw.
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diagonal durch den Schenkel, wobei eine irgendwie schräg verlaufende
Trennfuge 9 bevorzugt i,t. Gemäß Fig. 3 verläuft die Trennfuge 9 gewinkelt mit einem
nur in Längsrichtung des Schenkels 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-Blechkern eine zweie Joch-Trennfuge
16 auf, die spaltlos ist und bei der entlang dem Fugenbereich eine isolierende Zwischenschicht
17 vorgesehen ist, die eine Lackierung an beiden Kernteilen ist. Gemäß Fig. 3 ist
die zweite Trennfuge ge 16 ebenfalls mit als klaffender Spalt ausgebildet, in dem
ein im Querschnitt unrundes bolzfaartiges Halteglied 18 gefiihrt in seitlichen Mulden
bzw. Rinnen vorgesehen 4 set. Als zusätzliche Einrichtung zum Zusammenhalten der
Kernteile ist eine Schnappverrastung 19 gemäß Fig. 1 an der Joch-Trennfuge und
gemäß
Fig. 6 an der Schenkel-Trennfuge 9 vorgesehen.
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Um das Halteglied 11 in der Ausnehmung 10 festzulegen, sind Paare
von Vorsprüngen vorgesehen In Fig. 1 sind diese Vorsprünge von den Nietköpfen 12
gebildet. In Fig. 2, 3 und 6 sind die Vorsprunge von den Begrenzungen der Mulden
14 gebildet. In Fig. 4 ist beiderseits des Doppelkeiles 11 je eine eckige Nase bzw.
-ein eckiger Vorsprung vorgesehen,-der von den Blechteilen 1, 2 gebildet ist.
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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.
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Es ist aber auch möglich die Ausnehmungen mit anderen Mitteln zu kombinieren.
Z.B. lassen sich die Kernteile entlang-der Schenkel-Trentlfuge durch eine Zwischenschicht
ebenso gegeneinander isolieren wie entlang der einen Joch-TlennEuge, wobei die Isolierung
auch entlang der Schenkel-Trennfuge vorzugsweise von einer Isolierung gebildet ist.