Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
RING-CORE TRANSFORMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/198387
Kind Code:
A1
Abstract:
A ring-core transformer, in particular having a toroidal ring core, wherein the transformer has a ring winding, in particular wherein the ring axis of the ring winding is oriented coaxially to the ring axis of the ring core, wherein the transformer has a toroidal winding on the ring core, in particular wherein the toroidal winding has a primary winding and a secondary winding, which are wound in particular on the ring core, wherein the ring winding is arranged between the ring core and the toroidal winding.

Inventors:
WOLF HARALD (DE)
BÖSER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/056511
Publication Date:
October 19, 2023
Filing Date:
March 14, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01F27/28; H01F27/08; H01F27/30; H01F27/36; H01F27/38; H01F27/40; H01F30/16
Domestic Patent References:
WO2020001811A12020-01-02
Foreign References:
DE29702644U11997-04-10
JP2000040626A2000-02-08
DE102019003843A12020-01-02
US4210859A1980-07-01
CA3009929A12019-01-11
EP2603920B12016-03-02
US20080204180A12008-08-28
US20020017976A12002-02-14
JP4523389B22010-08-11
DE102012202472A12013-08-22
EP1933339A22008-06-18
EP3428937A12019-01-16
US20050110605A12005-05-26
JP2001167935A2001-06-22
JPS6032313A1985-02-19
DE102019003843A12020-01-02
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:

1. Transformator mit Ringkern, insbesondere mit torusförmigen Ringkern, wobei der Transformator eine Ringwicklung aufweist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist, wobei der Transformator eine toroidale Wicklung auf dem Ringkern aufweist, insbesondere wobei die toroidale Wicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, insbesondere welche auf dem Ringkern gewickelt sind, wobei die Ringwicklung zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere radial zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere wobei der Ringkern aus Ferrit ausgeführt ist, insbesondere wobei die radiale Richtung auf die Ringachse bezogen ist.

2. Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt ist, der aus einem U-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, insbesondere wobei das U nach radial außen geöffnet ausgerichtet ist und/oder die Schenkel des U radial außerhalb des die Schenkel des U verbindenden Jochs des U angeordnet sind, insbesondere wobei die Ringwicklung in einer radial gerichteten Vertiefung des Ringkerns aufgenommen ist und/oder wobei die Ringwicklung in der durch das U erzeugten Vertiefung aufgenommen ist, insbesondere wobei die Ringwicklung radial außerhalb des Ringkerns angeordnet ist insbesondere zumindest in dem von der Ringwicklung in axialer Richtung überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei die Ringwicklung durch die Schenkel des U axial beidseitig begrenzt ist.

3. Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt ist, der aus einem T-förmigen oder E-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, wobei ein erster Wicklungsteil der Ringwicklung mittels eines Schenkels des T oder mittels des mittleren Schenkels des E axial beabstandet ist von einem zweiten Wicklungsteil der Ringwicklung. 4. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht der Ringwicklung erstreckt sich senkrecht zur Erstreckungsrichtung des jeweils nächstkommenden Wicklungsdrahtbereichs der toroidalen Wicklung, und/oder dass das von der Ringwicklung erzeugte magnetische Hauptfeld senkrecht zu dem von der toroidalen Wicklung erzeugten magnetischen Hauptfeld ausgerichtet ist.

5. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die toroidale Wicklung Teilwicklungen aufweist, insbesondere wobei die Primärwicklung und die Sekundärwicklung jeweils Teilwicklungen aufweisen, wobei die Teilwicklungen in Umfangsrichtung, insbesondere bezogen auf die Ringachse des Ringkerns, voneinander beabstandet sind, insbesondere voneinander regelmäßig beabstandet sind.

6. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator einen Flussleitkörper aufweist, welcher außerhalb des von der toroidalen Wicklung, insbesondere von der Primärwicklung (21) und von der Sekundärwicklung (22), umwickelten Raumbereichs angeordnet ist, insbesondere und außerhalb des Ringkerns.

7. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere mehrstückig, ausgeführt ist. 8. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen zweiten Ferritring (23) aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei der zweite Ferritring (23) axial beabstandet ist vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom zweiten Ferritkern überdeckten axialen Bereich, und/oder wobei die Wandstärke des zweiten Ferritrings (23) in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung, und/oder wobei der vom zweiten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (21), überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.

9. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen ersten Ferritring (24) aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei die Wandstärke des ersten Ferritrings (24) in radialer Richtung kleiner ist als in axialer Richtung und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (21), überdeckten Radialabstandsbereich, und/oder wobei der vom ersten Ferritkern (24) überdeckte axiale Bereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckten axialen Bereich oder mit ihm überlappt. 10. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen weiteren Ferritring aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist und auf der vom zweiten Ferritring (23) abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet ist, wobei der weitere Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom weiteren Ferritkern überdeckten axialen Bereich, insbesondere

- wobei die Wandstärke des weiteren Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung und/oder wobei der vom weiteren Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.

11. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ferritring (24) aus einer Vielzahl von Ferritplatten zusammengesetzt ist, insbesondere welche jeweils tangential ausgerichtet sind, und/oder dass die Ferritplatten insbesondere mittels beidseitig klebendem Klebeband an jeweils ebenen Oberflächenbereichen, insbesondere Kontaktflächen, eines Trägerteils (6) angeordnet sind. 12. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6), insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, an seinem vom ersten Ferritring (24) abgewandten axialen Endbereich einen radial hervorragenden Kragenbereich (4) aufweist, welcher mit einem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben.

13. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6), insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, den Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), radial umgibt, insbesondere haubenartig, wobei ein Domabschnitt (3) eines Luftleitteils, insbesondere eines zweiten Kunststoffspritzgussteils, in den vom Ringkern radial umgebenen Raumbereich hineinragt, so dass ein von einem Lüfter geförderter Luftstrom an der toroidalen Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), entlang geleitet wird, insbesondere wobei das Luftleitteil (2) mit dem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels einer Schraube.

14. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Ringkerns Halteteile (8) angeordnet sind, welche jeweils axial hervorragende Abstützpfosten aufweisen, wobei die Windungen der toroidalen Wicklung, insbesondere der Primärwicklung (21) und der Sekundärwicklung (22), in in Umfangsrichtung zwischen den Abstützpfosten ausgebildeten Vertiefungen geführt und/oder gehalten sind, insbesondere wobei die Halteteile als Kunststoffringteile mit daran axial hervorragenden Abstützpfosten ausgeformt sind, welche mit den Luftleitteilen oder dem Trägerteil (6) mit Lüfterhaube (7) verbunden sind.

15. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteblech wannenförmig und/oder trogförmig ausgeformt ist und an seinen Seitenflächen durchgehende Schlitze aufweist, insbesondere wobei der Boden der Wanne oder des Trogs den Luftstrom zu den Seitenflächen hin umlenkt, insbesondere keine durchgehenden, den Luftstrom durchlassenden Ausnehmungen aufweist.

16. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vom Kragenbereich (4) abgewandten axialen Endbereich des Trägerteils (6) eine Lüfterhaube (7) am Trägerteil (6) ausgeformt oder mit dem Trägerteil (6) verbunden ist, wobei die Lüfterhaube (7) den von einem Lüfter geförderten Luftstrom nach radial innen konzentriert, insbesondere lenkt.

Description:
Transformator mit Ringkern

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit Ringkern.

Aus der WO 2020/001811 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Ringkerntransformator bekannt.

Aus der US4210 859 A ist eine orthogonale Wicklung bekannt.

Aus der CA 3009929 A1 ist eine toroidale Wicklung mit einer innen liegenden Wicklung bekannt.

Aus der EP 2 603 920 B1 ist ein Transformator bekannt.

Aus der US 2008 / 0 204 180 A1 ist ein Transformator mit Ringkern bekannt.

Aus der US 2002 / 0 017 976 A1 ist ein induktives Bauelement mit Ringkern bekannt.

Aus der JP 4 523 389 B2ist ein Transformator mit toroidalem Kern bekannt.

Aus der DE 10 2012 202 472 A1 ist die Ausgestaltung von Ferritschichten bekannt.

Aus der EP 1 933 339 A2 sind einen toroidalen Kern aufweisende Bauelemente bekannt.

Aus der EP 3 428 937 A1 ist eine hohle toroidale magnetische Leistungseinheit bekannt.

Aus der US 2005/ 0 110 605 A1 ist ein steuerbarer T ransformator bekannt.

Aus der JP 2001- 167 935 A ist eine Ringspule bekannt.

Aus der JP S60- 32 313 A ist ebenfalls eine Ringspule bekannt. Aus der JP S60- 32 313 A ist ein magnetischer Kern bekannt.

Aus der DE 10 2019 003 843 A1 ist ein Transformator mit Ringkern bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transformator mit Ringkern und ein System zur elektrischen Versorgung einer Last kompakt auszubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Transformator nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Transformator, insbesondere mit torusförmigen Ringkern, sind, dass der Transformator eine Ringwicklung aufweist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist, wobei der Transformator eine toroidale Wicklung auf dem Ringkern aufweist, insbesondere wobei die toroidale Wicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, insbesondere welche auf dem Ringkern gewickelt sind, wobei die Ringwicklung zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere radial zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere wobei der Ringkern aus Ferrit ausgeführt ist, insbesondere wobei die radiale Richtung auf die Ringachse bezogen ist.

Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns ausführbar ist. Denn die toroidale Wicklung und die Ringwicklung sind zueinander orthogonal und daher voneinander ungestört betreibbar, solange der Ringkern nicht in Sättigung betrieben wird.

Die toroidale Wicklung ist in einem Gyrator einsetzbar. Die Ringwicklung ist als Induktivität einer elektronischen Schaltung verwendbar, welche den Gyrator umfasst. Die beiden Ringwicklungen sind von einem Kühlluftstrom leicht erreichbar angeordnet und somit ist eine effiziente Entwärmung erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt, der aus einem U-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, insbesondere wobei das U nach radial außen geöffnet ausgerichtet ist und/oder die Schenkel des U radial außerhalb des die Schenkel des U verbindenden Jochs des U angeordnet sind, insbesondere wobei die Ringwicklung in einer radial gerichteten Vertiefung des Ringkerns aufgenommen ist und/oder wobei die Ringwicklung in der durch das U erzeugten Vertiefung aufgenommen ist, insbesondere wobei die Ringwicklung radial außerhalb des Ringkerns angeordnet ist insbesondere zumindest in dem von der Ringwicklung in axialer Richtung überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei die Ringwicklung durch die Schenkel des U axial beidseitig begrenzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung erreichbar ist. Außerdem ist der Ringkern zweigeteilt ausführbar, so dass die beiden Ringkernteile zueinander baugleich und/oder identisch ausführbar sind. Die Ringwicklung ist axial vom Ringkern begrenzt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt, der aus einem T-förmigen oder E-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, wobei ein erster Wicklungsteil der Ringwicklung mittels eines Schenkels des T oder mittels des mittleren Schenkels des E axial beabstandet ist von einem zweiten Wicklungsteil der Ringwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringwicklung in zwei voneinander beabstandeten Teilwicklungen, insbesondere Wicklungsteilen, ausführbar ist, die mittels des Ferritmaterials des Ringkerns voneinander beabstandbar sind. Bei der T-förmigen Ausführung begrenzen die Halteteile die Teilwicklungen axial. Bei der E-förmigen Ausführung begrenzt der Ringkern die Teilwicklungen selbst axial.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der Wicklungsdraht der Ringwicklung senkrecht zur Erstreckungsrichtung des jeweils nächstkommenden Wicklungsdrahtbereichs der toroidalen Wicklung. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das von der Ringwicklung erzeugte magnetische Hauptfeld senkrecht zu dem von der toroidalen Wicklung erzeugten magnetischen Hauptfeld ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die toroidale Wicklung Teilwicklungen auf, insbesondere wobei die Primärwicklung und die Sekundärwicklung jeweils Teilwicklungen aufweisen, wobei die Teilwicklungen in Umfangsrichtung, insbesondere bezogen auf die Ringachse des Ringkerns, voneinander beabstandet sind, insbesondere voneinander regelmäßig beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass Spannungsabstände genügend groß sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Transformator einen Flussleitkörper auf, welcher außerhalb des von der Primärwicklung und von der Sekundärwicklung umwickelten Raumbereichs angeordnet ist, insbesondere und außerhalb des Ringkerns. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Flussleitkörpers der Streufluss gebündelt wird und somit die Streuinduktivität vergrößert wird. Außerdem wird somit ein Austreten von Feldlinien vermindert, also eine magnetische Abschirmung erreicht. Dies wiederum bewirkt, dass elektrisch leitfähige Materialien, wie beispielsweise Gehäuseteile aus Aluminium, in der Umgebung des Transformators dessen Streuinduktivität nur sehr wenig verringern. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flussleitkörper einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere mehrstückig, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen zweiten Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei der zweite Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung, insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom zweiten Ferritkern überdeckten axialen Bereich, und/oder wobei die Wandstärke des zweiten Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung, und/oder wobei der vom zweiten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten

Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen ersten Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei die Wandstärke des ersten Ferritrings in radialer Richtung kleiner ist als in axialer Richtung und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten Radialabstandsbereich, und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte axiale Bereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten axialen Bereich oder mit ihm überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen weiteren Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist und auf der vom zweiten Ferritring abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet ist, wobei der weitere Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung, insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom weiteren Ferritkern überdeckten axialen Bereich, insbesondere

- wobei die Wandstärke des weiteren Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung und/oder wobei der vom weiteren Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.

Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erste Ferritring aus einer Vielzahl von Ferritplatten zusammengesetzt ist, insbesondere welche jeweils tangential ausgerichtet sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ferritplatten insbesondere mittels beidseitig klebendem Klebeband an jeweils ebenen Oberflächenbereichen, insbesondere Kontaktflächen, eines Trägerteils angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Trägerteil, insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, an seinem vom ersten Ferritring abgewandten axialen Endbereich einen radial hervorragenden Kragenbereich aufweist, welcher mit einem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt das Trägerteil, insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, den Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung radial, insbesondere haubenartig, wobei ein Domabschnitt eines Luftleitteils, insbesondere eines zweiten Kunststoffspritzgussteils, in den vom Ringkern radial umgebenen Raumbereich hineinragt, so dass ein von einem Lüfter geförderter Luftstrom an der Primärwicklung und Sekundärwicklung entlang geleitet wird, insbesondere wobei das Luftleitteil mit dem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels einer Schraube. Von Vorteil ist dabei, dass der Ringkern effizient mit einem Kühlluftstrom entwärmbar ist. Dieser Kühlluftstrom umströmt die Ringwicklung und die toroidale Wicklung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den Stirnseiten des Ringkerns Halteteile angeordnet, welche jeweils axial hervorragende Abstützpfosten aufweisen, wobei die Windungen der toroidalen Wicklung, insbesondere der Primärwicklung und der Sekundärwicklung, in in Umfangsrichtung zwischen den Abstützpfosten ausgebildeten Vertiefungen geführt und/oder gehalten sind, insbesondere wobei die Halteteile als Kunststoffringteile mit daran axial hervorragenden Abstützpfosten ausgeformt sind, welche mit den Luftleitteilen oder dem Trägerteil mit Lüfterhaube verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die toroidale Wicklung geführt aufgewickelt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteblech wannenförmig und/oder trogförmig ausgeformt und weist an seinen Seitenflächen durchgehende Schlitze auf, insbesondere wobei der Boden der Wanne oder des Trogs den Luftstrom zu den Seitenflächen hin umlenkt, insbesondere keine durchgehenden, den Luftstrom durchlassenden Ausnehmungen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Aufnahme und Befestigung erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem vom Kragenbereich abgewandten axialen Endbereich des Trägerteils eine Lüfterhaube am Trägerteil ausgeformt oder mit dem Trägerteil verbunden, wobei die Lüfterhaube den von einem Lüfter geförderten Luftstrom nach radial innen konzentriert, insbesondere lenkt. Von Vorteil ist dabei, dass der Kühlluftstrom effizient zwischen dem Trägerteil und dem Ringkern durchleitbar ist und somit beide Wicklungen entwärmbar sind. Zusätzlich wird ein Teilluftstrom radial innerhalb des Ringkerns durchgeleitet, um auch die radial innersten Wicklungsbereiche der toroidalen Wicklung zu kühlen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Ringkerntransformator mit Primärwicklung 21 und Sekundärwicklung 22 in Schrägansicht explodiert dargestellt.

In der Figur 2 ist im Unterschied zur Figur 1 sowohl die Primärwicklung 21 als auch die Sekundärwicklung 22 ausgeblendet, so dass die Ringwicklung 20 sichtbar wird.

In der Figur 3 sind die Wicklungen (20, 21 , 22) der Ringkernwicklung explodiert dargestellt.

In der Figur 4 ist ein Querschnitt durch den Ringkerntransformator dargestellt.

In der Figur 5 ist eine zugehörige Draufsicht dargestellt.

In der Figur 6 ist ein weiterer Querschnitt dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, ist ein Ringkern des erfindungsgemäßen Ringkerntransformators aus zwei Ringkernteilen 30 und 31 zusammengesetzt und mit einer Ringwicklung 20 bewickelt, deren Ringachse koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist.

Der aus den beiden Ringkernteilen 30 und 31 gebildete Ringkern weist eine radiale Vertiefung auf, in welcher die Ringwicklung 20 aufgenommen ist.

Auf die beiden axialen Endbereiche des Ringkerns ist jeweils ein Halteteil 8 aufgesteckt, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil.

Das jeweilige Halteteil 8 weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, insbesondere gleichmäßig beabstandete, radial und/oder axial gerichtete Vertiefungen auf, die als Führung für eine Wicklungsanordnung des Ringkerntransformators fungieren. Die Wicklungsanordnung umfasst eine Primärwicklung 21 und eine Sekundärwicklung 22, deren Windungen in Umfangsrichtung voneinander separiert sind. Insbesondere überlappen sich die beiden Wicklungen 21 und 22 nicht.

Vorzugsweise ist als die Sekundärwicklung 22 in Umfangsrichtung und entgegen der Umfangsrichtung jeweils von der Primärwicklung 21 beabstandet.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 jeweils in Teilwicklungen ausgeführt, die aber dann in Umfangsrichtung und entgegen der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.

An dem Halteteil 8 ist eine nach radial außen hervorragende Öse 32 ausgeführt, die als axiale Begrenzung oder Anlagefläche bei der Herstellung des Ringkerntransformators verwendet wird, um den Klebespalt zwischen den beiden Ringkernteilen 30 und 31 definiert einzustellen, so dass der Klebespalt dann mit Klebstoff befüllbar ist und nach Aushärten des Klebstoffs die axiale Länge des Ringkerns samt der aufgesteckten Halteteile 8 möglichst genau mit einem Sollwert übereinstimmt. Auf diese Weise ist dann die axiale Länge der Wicklungsanordnung sehr genau herstellbar, insbesondere also mit einer hohen Fertigungsgenauigkeit

Die Wicklungsanordnung ist radial umgeben von einem ersten Ferritring 24, der vorzugsweise aus einzelnen Ferritplatten zusammengesetzt ist, die auf ebene Kontaktflächen 5 eines Trägerteils 6 aufgelegt, insbesondere aufgeklebt, sind.

Das Trägerteil 6 ist haubenartig geformt und ist an seinem ersten axialen Endbereich mit einer Lüfterhaube 7, insbesondere mit quadratischem Pyramidenabschnitt, verbunden. In der Lüfterhaube 7 ist ein elektromotorisch angetriebener Lüfter aufnehmbar, so dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom derart von der Lüfterhaube 7 geführt wird, dass der Luftstrom in axialer Richtung, insbesondere also in Richtung der Ringachse des Ringkerntransformators, durch das Trägerteil 6 und durch den Ringkern hindurchströmt. Auf diese Weise ist die Entwärmung des Ringkerns gewährleistbar. Außerdem ist auf der von der Lüfterhaube 7 abgewandten Seite des Ringkerns ein Luftleitteil 2 angeordnet, an welchem ein Domabschnitt 3 axial zur Lüfterhaube 7 hin hervorragt, wobei der Domabschnitt 3 in den Innenraumbereich des Ringkerns hineinragt.

Der Domabschnitt 3 ist als Rotationskörper ausgeformt, dessen Rotationssymmetrieachse koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist.

Somit wird der geförderte Luftstrom zwischen dem Ringkern und dem Domabschnitt 3 hindurchgetrieben, so dass der Luftstrom möglichst vollständig am Ringkern vorbeigeführt wird und dadurch eine effiziente Entwärmung erreichbar ist.

Der Domabschnitt 3 ist an einem lochscheibenförmigen Grundabschnitt angeordnet, der axial durchgehende Ausnehmungen 9 aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander unregelmäßig, insbesondere ungleichmäßig, beabstandet sind, so dass die am Halteteil 8 sich in axialer Richtung erhebenden Erhebungen in die Ausnehmungen 9 hineinragen und dadurch die Positionierung und Fixierung des Halteteils 8 relativ zum Luftleitteil 2 formschlüssig ausführen.

Das Luftleitteil 2 ist in einem wannenartigen Halteblech 1 aufgenommen, das ebenfalls axial hervorragende Stiftbereiche aufweist zur formschlüssigen Positionierung und/oder Begrenzung des Luftleitteils 2 in Umfangsrichtung. Hierzu ist der maximale Außenradius nicht konstant sondern vom Umfangswinkel abhängig. Auf diese Weise sichert der Stiftbereich das Luftleitteil 2 formschlüssig.

Auf dem Ringkern ist somit die Ringwicklung 20 aufgewickelt und radial außerhalb der Ringwicklung 20 die Wicklungsanordnung.

Alle Wicklungen, also die Ringwicklung 20 und die Wicklungsanordnung, insbesondere die Primärwicklung und die Sekundärwicklung, sind vom Luftstrom, der durch den Lüfter angetrieben wird umströmt, da sie radial außen am Ringkern und nicht innen im Ringkern angeordnet sind. Somit ist eine effiziente Entwärmung aller Wicklungen ermöglicht.

Jedoch verlaufen die Wicklungsdrähte der Wicklungsanordnung in axialer Richtung, also senkrecht und/oder orthogonal zur Ringwicklung 20, deren Wicklungsdraht sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. Die Wicklungsanordnung ist eine toroidale Wicklung im Gegensatz zu der Ringwicklung 20.

Ebenso sind die Feldlinien im Wesentlichen orthogonal zueinander, insbesondere im Ringkern und im ersten Ferritring 24. Der Ringkern ist aus Ferrit gefertigt. Solange also das Ferritmaterial nicht in Sättigung geht, ist ein voneinander ungestörtes Betreiben der Wicklungen ermöglicht.

Zusätzlich ist ein zweiter Ferritkern 23 vorgesehen, der vorzugsweise axial beabstandet ist vom ersten Ferritkern 24 und radial innerhalb des ersten Ferritkerns 24 angeordnet ist.

Der zweite Ferritkern 23 ist lochscheibenartig ausgeformt und vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, insbesondere aus zwei zueinander identischen Teilen.

Somit ist die Wicklungsanordnung auch stirnseitig, also auf der vom Luftleitteil 2 abgewandten Stirnseite der Wicklungsanordnung mit Ferritmaterial beaufschlagt.

Wie in Figur 4 gezeigt, ist die Ringwicklung 20 in einer radialen Vertiefung des aus den Ringkernteilen, insbesondere Ferritteilen, 30 und 31 gebildeten Ringkerns angeordnet. Vorzugsweise ist die Ringwicklung 20 dabei symmetrisch angeordnet.

Die beiden Ringkernteile (30, 31) sind zueinander identisch ausgeführt.

Daher gleicht der Ringkern, also Spulenkern der Ringwicklung 20, einem Rotationskörper dessen erzeugendes Grundgebilde U-förmig ausgeführt ist.

Die Ringwicklung 20 ist in axialer Richtung vom ersten Ringkernteil 30 und entgegen der axialen Richtung vom zweiten Ringkernteil 31 begrenzt.

Insbesondere wird durch den ersten Ferritkern 24 und den zweiten Ferritkern 23 der Streufluss verstärkt.

Somit ist also durch das Anordnen von zusätzlichem Ferritmaterial außerhalb der Wicklungen, insbesondere also außerhalb des von den Wicklungen umwickelten Raumbereichs, der Streufluss gezielt verstärkt und somit auch für eine sekundärseitig konzentrierte Streufeldinduktivität ein gewünschter Wert erreichbar.

Dabei ist der erste Ferritring 24 mit einer größeren Wandstärke in radialer Richtung als in axialer Richtung ausgeführt.

Hingegen ist der zweite Ferritring 23 mit einer mit einer größeren Wandstärke in radialer Richtung als in axialer Richtung ausgeführt.

Der Ringkern und jeder der beiden Ferritringe (24, 23) sind zueinander koaxial ausgerichtet, insbesondere weisen sie also dieselbe Ringachse auf. Die Zusammensetzung des ersten Ferritrings 24 aus Einzelplatten ermöglicht eine kostengünstige Herstellung. Außerdem ist hierbei vorteilhaft, dass bei Temperaturhüben während des Betriebs die somit auftretenden mechanischen Spannungen nicht zur Zerstörung der Ferritplatten führen.

Die Lüfterhaube 7 ist vorzugsweise als quadratischer Pyramidenabschnitt geformt ausgeführt.

Die Lüfterhaube 7 ist also trichterförmig ausgeführt und konzentriert den vom Lüfter in die Lüfterhaube 7 hineingeförderten Luftstrom nach radial innen, so dass der Luftstrom auf den Ringkern gelenkt wird.

Somit sind die Wicklungen (20, 21 , 22) auf dem Ringkern im Luftstrom angeordnet und entwärmbar.

Der mittig sich axial erhebende Domabschnitt 3 des Luftleitteils 2 ist derart am Halteblech 1 mit einer durch den Domabschnitt 3 durchgehenden Schraube festgelegt, dass der Domabschnitt in den vom Ringkern umgebenen Raumbereich hineinragt. Somit wird der Luftstrom effektiver an den Wicklungen (21 , 22) entlang gelenkt. Auf der vom Ringkern abgewandten Seite des Luftleitteils 2 ist der zweite Ferritring 23 angeordnet, welcher ebenfalls den Streufluss abschnittsweise leitet.

Das Halteblech 1 ist aus Aluminium ausgeführt. Mittels des zusätzlichen Ferritmaterials, insbesondere also mittels des ersten, zweiten und dritten Ferritrings (22, 23, 41) ist auch eine verbesserte magnetische Abschirmung erreicht. Daher sind Wirbelströme in der Nähe angeordneter elektrisch leitfähiger Teile verringerbar. Auf diese Weise ist somit die Erwärmung solcher Teile verringerbar und daher auch die Brandgefahr.

Das Halteblech 40 ist trogförmig ausgeführt und weist an seinen Seiten, insbesondere also Seitenwänden des Trogs, Schlitze auf, so dass der vom Lüfter 50 geförderte Luftstrom nach radial außen herausleitbar ist.

Die radiale Richtung, die Umfangsrichtung werden hier stets auf die Ringachse des Ringkerns 30 bezogen, welche die axiale Richtung kennzeichnet.

Wie in Figur 6 dargestellt ist, weist die Sekundärwicklung eine erste und eine zweite Teilwicklung auf, welche in auf den Ringkern bezogen Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei im Beabstandungsbereich Windungen der Primärwicklung angeordnet sind.

Wichtig ist also, dass die Teilwicklungen der Sekundärwicklung in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, elektrisch miteinander in Reihe oder parallel verschaltet sind und die durch die Beabstandung gebildeten Zwischenbereiche Windungen der Primärwicklung aufweisen. Die zusätzlichen Ferritkerne bündeln nach außen austretende Feldlinien.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Sekundärwicklung nicht aus zwei, sondern aus mehr als zwei Teilwicklungen gebildet, die in Reihe und/oder parallel zueinander verschaltet sind.

Die Anzahl der Windungen der Teilwicklungen ist dabei vorzugsweise gleich groß. Die Teilwicklungen sind bezüglich der Primärwicklung symmetrisch angeordnet.

Beide Halteteile 8 weisen an ihrem Außenumfang die Ösen 32 auf, an welchen aus den Wicklungen herausgeführte Wicklungsdrähte befestigt sind, insbesondere ein jeweiliger Wicklungsdraht durch die jeweilige Öse 32 durchgeführt ist. Bei der Herstellung des Ringkerns werden vor Bewickelung des Ringkerns 30 und vor Klebeverbindung der Ringkernteile und/oder Halteteile 8 die Ösen 32 zur Befestigung von Distanzmitteln genutzt, welche die Ringkernteile beziehungsweise die Halteteile 48 voneinander axial beabstanden. Während des Klebeverbindens, insbesondere Aushärten eines Klebstoffs wird somit die Beabstandung gesichert und fixiert.

Nach Herstellen der Klebeverbindung werden die Distanzmittel entfernt und danach die Bewicklung ausgeführt, wobei die Endbereiche von Wicklungsdrähten an den Ösen 32 befestigt werden.

Die Halteteile 8 weisen auch jeweils einen in Umfangsrichtung umlaufender Kanal auf, in welchem Wicklungsdraht zur Verbindung von Teilwicklungen in Umfangsrichtung eingelegt ist. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt Ferrit ein anderes flussleitendes Material verwendet.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird ein dritter Ferritkern an der anderen Stirnfläche angeordnet. Es sind aber auch andere Positionierungen der Ferritringe (24, 23) ermöglicht.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird ein dritter Ferritring, der vorzugsweise baugleich zum ersten Ferritring 24 ist, an der vom ersten Ferritring 24 abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet, insbesondere symmetrisch zur Symmetrieebene und/oder Ringebene des Ringkerns.

Wie in Figur 7 gezeigt, ist alternativ aber auch ein T-förmiges Grundgebilde vorteilhaft verwendbar, wobei dann die Ringwicklung 20 zweigeteilt ausgeführt ist. Ein erster Wicklungsteil 72 der Ringwicklung 20 ist somit durch das erste Halteteil 8 axial begrenzt und der zweite Wicklungsteil 73 der Ringwicklung 20 ist durch das zweite Halteteil 8 axial begrenzt.

Die radiale Vertiefung nach Figur 4 ist bei dieser alternativen Ausführung zweigeteilt ausgeführt, so dass jeder Wicklungsteil (72, 73) im jeweiligen Teil der Vertiefung aufgenommen ist. Der Ringkern ist bei der Ausführung nach Figur ? aus aus den beiden Ringkernteilen 70 und 71 zusammengesetzt, welche den jeweiligen Teil der Vertiefung jeweils am axial äußeren Endbereich des Ringkerns aufweisen anstatt an ihrem dem jeweils anderen Ringkernteil (70, 71) zugewandten axialen Endbereich.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt dem T-förmigen Grundgebilde ein E-förmiges Grundgebilde verwendet, bei welchem die Teile der zweigeteilten Vertiefung vom axialen Ende des jeweiligen Ringkernteils (70, 71) beabstandet. Somit sind in den beiden Teilen der zweigeteilten Vertiefung jeweils eine Teilwicklung (72, 73) aufgenommen, insbesondere und axial begrenzt.

Bezugszeichenliste

1 Halteblech

2 Luftleitteil

3 Domabschnitt

4 Kragenbereich

5 ebene Kontaktflächen

6 Trägerteil

7 Lüfterhaube, insbesondere quadratischer Pyramidenabschnitt

8 Halteteil

9 Ausnehmungen

20 Ringwicklung

21 Primärwicklung

22 Sekundärwicklung

23 zweiter Ferritring

24 erster Ferritring

30 erstes Ringkernteil

31 zweites Ringkernteil

32 Öse, insbesondere zum Positionieren

70 erstes Ringkernteil

71 zweites Ringkernteil

72 erster Wicklungsteil der Ringwicklung

73 zweiter Wicklungsteil der Ringwicklung