具有感應的調整的變換器結構元件的製造方法與工藝
2023-10-19 21:52:37
本發明涉及一種具有在加工結構元件期間變換器結構元件的感應的調整的變換器結構元件。此外本發明涉及一種用於製造具有在製造過程期間變換器的感應的調整的變換器結構元件的方法。
背景技術：
為了在感應的結構元件中避免核芯飽和並且為了確定一定的感應值例如將變壓器和節流件的純鐵或鐵氧體核芯設有空氣間隙。空氣間隙為磁核芯的間隙形的中斷部並且確定了磁迴路的有效的導磁性μE以及完成裝配的感應的構件的感應。為了實現期望的感應和導磁性，空氣間隙必須具有在儘可能窄的範圍上的預定義的寬度。空氣間隙能夠在壓制和燒結之後接著磨合到核芯中。然而不言而喻的是，在感應的結構元件中(在其中空氣間隙在壓制和燒結核芯之後磨合到核芯中)，出現不同的感應和導磁值。不同的感應和導磁值基本上通過在製造過程期間的過程參數的波動以及通過核芯的所使用的鐵或鐵氧體材料的略微不同的材料參數來決定。尤其不利的是，間隙磨合到核芯材料中是複雜的過程，所述過程與提高的成本相聯繫。
技術實現要素：
本發明的任務在於，提供一種具有變換器結構元件的感應的調整的變換器結構元件，在其中能夠在製造過程的最後以簡單且可靠的方式調整感應。本發明的另一任務在於，提供一種用於製造具有變換器結構元件的感應的調整的變換器結構元件的方法，通過所述方法實現了，在製造過程的最後安全且可靠地調整變換器結構元件的感應。在專利權利要求1中給出了一種具有感應的調整的變換器結構元件。根據一種實施方式變換器結構元件包括帶有中支柱的第一核芯部件和帶有中支柱的第二核芯部件。第一核芯部件和第二核芯部件分別具有帶有相應的斜度的支承面。第一核芯部件的支承面置放在第二核芯部件的支承面處。第一核芯部件的中支柱的端側和第二核芯部件的中支柱的端側處於相對。在第一核芯部件的中支柱的端側和第二核芯部件的中支柱的端側之間的間隙的寬度取決於如下位置，即在所述位置處第一核芯部件的支承面貼靠在第二核芯部件的支承面處。在專利權利要求12中給出了一種用於製造具有感應的調整的變換器結構元件的方法的一種實施方式。根據一種實施方式用於製造具有感應的調整的變換器結構元件的方法包括提供帶有中支柱的第一核芯部件和帶有中支柱的第二核芯部件，其中第一核芯部件和第二核芯部件分別具有支承面。第一和第二核芯部件的相應的支承面具有斜度。第二核芯部件這樣布置在第一核芯部件上，即第一核芯部件的支承面置放在第二核芯部件的支承面處並且第一核芯部件的中支柱的端側和第二核芯部件的中支柱的端側處於相對。使第一和第二核芯部件相對彼此這樣運動，即使得第二核芯部件的支承面在第一核芯部件的支承面上滑動並且使得如下位置移位，即在所述位置處第二核芯部件的支承面置放在第一核芯部件的支承面上，並且使得在第一核芯部件的中支柱的端側和第二核芯部件的中支柱的端側之間的間隙的寬度改變。在第一和第二核芯部件相對彼此的運動期間測定變換器結構元件的感應。當在運動期間測定的感應呈現額定值時，結束第一和第二核芯部件相對彼此的運動。根據變換器結構元件的一種可行的實施方式兩個核芯部件(在它們之間應當產生空氣間隙)能夠在兩個核芯部件的相應的支承面處分別設有至少一個螺旋形的或弧形成形的、斜的平面。通過兩個核芯部件的相應的支承面的斜的平面能夠通過第一和第二核芯部件相對彼此的轉動在第三觸碰面處，尤其在第一核芯部件的中支柱的端側的端面和第二核芯部件的中支柱的端側的端面之間來產生帶有能夠改變的寬度的空氣間隙，因為通過兩個核芯部件的轉動使得一個核芯半件從另一個核芯半件處抬起。因此能夠在給出的變換器結構元件的情況下確切地說在製造程序期間無級地調整變換器的空氣間隙和由此調整導磁性和感應。由此能夠利用相同的原始核芯在最終裝配變換器結構元件時來建立任意的感應值。不同的預定義的核芯毛坯的倉儲不是必要的。原則上變換器結構元件的感應和導磁性取決於在製造過程期間的過程參數的波動(例如取決於燒結的類型)、取決於用於核芯的材料的材料參數以及取決於幾何的參數、例如核芯的形式。在兩個核芯半件之間的空氣間隙的寬度也屬於幾何的參數。空氣間隙的寬度對被加工的結構元件的導磁性和感應具有重要的影響。因為空氣間隙的寬度在最終裝配磁的構件時能夠通過核芯自身來調整，故能夠平衡尺寸和過程波動以及所使用的材料以及變換器的線材繞組的材料參數的波動直到變換器的線材繞組的線材的匝數的波動。所謂的空氣間隙不必必然地包含空氣。概念「空氣間隙」，如開頭闡述的那樣，是指任意的核芯中斷部，通過所述核芯中斷部來中斷磁的通量。不同於用於在磁的迴路中產生空氣間隙的方法(在其中通過附加的非磁的材料、如例如紙或塑料、作為帶有空氣間隙的理論厚度的間距保持件放入到在核芯支柱之間的間隙中的方式，來調整空氣間隙)，在給出的變換器結構元件或製造方法中沒有必要使用附加的材料，所述附加的材料可能在材料的厚度上經受公差，從而略微節省製造消耗和為此要使用的成本。不同於如下方法(在其中通過將支柱中的至少一個、例如在E狀核芯的情況下將中間的支柱，通常通過消耗並且單獨地磨削支柱半件來減小的方式，來調整空氣間隙)，在根據本發明的方法中省去了核芯的成本高的磨削。核芯不必已經在最終裝配構件之前通過磨去在支柱上的材料來加工。相較於變換器結構元件和所屬的製造方法(在其中為了準確地調節感應、尤其為了之後調整空氣間隙，附加地將有導磁能力的補償螺紋緊固件作為部分地橋接空氣間隙來旋入到在兩個核芯半件的中支柱之間的間隙中)，在根據本發明的變換器結構元件或製造方法中在空氣間隙中沒有必要使用附加的材料、例如使用間距保持件或補償螺紋緊固件。因此變換器結構元件不由於附加的材料而不必要地擴大並且裝配消耗以及與裝配相聯繫的成本是小的。此外變換器結構元件不遭受核芯飽和的減少，所述減少在使用補償螺紋緊固件的情況下由於在中支柱中的為此所需的中孔而出現。相對於紫外線粘合物方法(在其中粘合物利用紫外線硬化在定義的測量感應之後來硬化)，能夠利用給出的變換器結構元件或製造方法來實現空氣間隙的更大的寬度。當兩個核芯部件的方位直到粘合物的硬化不能夠改變時，可能能夠完全省去相對於紫外線粘合物方法的在第一和第二核芯部件的支承面之間使用紫外線粘合物並且僅僅需要標準核芯核芯粘合。附圖說明在下文中按照示出了本發明的實施例的圖來進一步闡述本發明。其中：圖1示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的第一核芯部件的一種實施方式，圖2示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的第二核芯部件的一種實施方式，圖3示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的一種實施方式的透視的視圖，圖4A從一側示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的一種實施方式的視圖，圖4B從另一側示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的一種實施方式的視圖，圖5A示出了具有感應的無極的調整的帶有調整的第一間隙寬度的變換器結構元件的一種實施方式的內部的橫截面，圖5B示出了具有感應的無極的調整的帶有調整的第二間隙寬度的變換器結構元件的一種實施方式的內部的橫截面。具體實施方式圖1示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的第一核芯部件10的一種實施方式。第一核芯部件10具有中支柱11。中支柱11能夠構造為變換器的柱形的棒狀核芯。此外第一核芯部件10包括帶有斜度的支承面130。支承面構造成，置放在變換器結構元件的另一核芯部件的支承面上。第一核芯部件10的中支柱11在端側110處具有端面111。第一核芯部件10的支承面130相對於第一核芯部件10的中支柱11的端面111構造為帶有提及的斜度的斜的平面。支承面130相對於端面111的斜度能夠例如處在0.1°和5°之間、優選地2°。此外第一核芯部件10具有面12，突起的結構13從所述面12中突出出來。第一核芯部件10的支承面130構造為突起的結構13的表面。根據一種可行的實施方式突起的結構13能夠至少具有第一凸出部131和第二凸出部132。第一和第二凸出部131,132能夠在中支柱11的兩個處於相對的側邊上從第一核芯部件10的面12中突出。第一核芯部件10的支承面130的第一部分構造為第一凸出部131的表面1310。第一核芯部件10的支承面130的第二部分構造為第二凸出部132的表面1320。第一凸出部131的形成第一核芯部件10的支承面130的第一部分的表面1310和第二凸出部132的形成第一核芯部件10的支承面130的第二部分的表面1320分別以圓環的部段的形式來成形。此外第一核芯部件10能夠具有成形為圓環形的面14，第一核芯部件10的中支柱11從所述面14中突出。成形為圓環形的面14能夠例如構造為在第一核芯部件10的面12中的凹處。中支柱11能夠布置在圓形的面14的中央中。中支柱111從面14中比凸出部131,132從面12中突出得更遠。因此凸出部131,132具有比中支柱111更低的高度。圖2示出了具有感應的無極的調整的變換器結構元件的第二核芯部件20的一種實施方式。第二核芯部件20包括中支柱21。此外第二核芯部件20具有帶有斜度的支承面230。支承面230構造成，當核芯部件20布置在核芯部件10上時，置放在支承面130上。第二核芯部件20的中支柱21在端側210處具有端面211。第二核芯部件20的支承面230相對於中支柱21的端面211構造為帶有提及的斜度的斜的平面。第二核芯部件20的支承面230能夠相對於端面211例如具有在0,1°和5°之間、優選地2°的斜度。根據一種可行的實施方式第二核芯部件20能夠具有底部部件22和至少一個側壁23，所述側壁23布置在底部部件的面220上。第二核芯部件20的中支柱21布置在底部部件22的面220上並且至少部分地由至少一個側壁23所包圍。支承面230布置在至少一個側壁23的處於相對於底部部件22的一側處。支承面230能夠構造為至少一個側壁23的成形為弧形或圓環形的表面。支承面230能夠例如具有至少一個側壁23的至少兩個弧形或半圓形上升成形的表面。在圖2中示出的實施方式中，核芯部件20構造為罩蓋並且因此構造為向一側敞開的空心體。空心體的空心空間由底部部件22和至少一個側壁23所限制。在空心空間的內部中中支柱21從底部部件22處向上突出。中支柱21具有比至少一個側壁23低的高度。根據一種可行的實施方式第二核芯部件20的支承面230具有斜的第一平面231，所述平面231相對於中支柱21的端面211的平面傾斜，和具有斜的第二平面232，所述平面232同樣相對於中支柱21的端面211具有傾斜。支承面230具有第一凸肩233和第二凸肩234。支承面230的斜的第一平面231圓環形地從第一凸肩233上升至第二凸肩234。支承面230的斜的第一平面231能夠成形為圓環的第一部段並且從第一凸肩233上升至第二凸肩234。斜的第二平面232圓環形地從第二凸肩234上升至第一凸肩233。斜的第二平面232能夠成形為圓環的第二部段並且從第二凸肩上升至第一凸肩。為了裝配變換器結構元件，使得成形為罩蓋的第二核芯部件20置放到核芯部件10上。圖3以透視的視圖示出了在將核芯部件或者說罩蓋20布置在核芯部件10上之後的變換器結構元件1。圖4A從第一側示出了圖3的變換器結構元件1的視圖。圖4B從第二側示出了圖3的變換器結構元件1。在組合第一和第二核芯部件10,20之後，第一核芯部件10的支承面130置放在第二核芯部件20的支承面230上。在此第一核芯部件10的中支柱11的端側110和第二核芯部件20的中支柱21的端側210處於相對。尤其第一核芯部件10的中支柱11的端面111和第二核芯部件20的中支柱21的端面211處於相對。取決於如下位置，即在所述位置處第一核芯部件10的支承面130貼靠在第二核芯部件20的支承面230處的，在中支柱111的端側110和中支柱21的端側210之間產生帶有一定的寬度的間隙30。圖5A和5B分別示出了帶有第一核芯部件10和第二核芯部件20的變換器結構元件1的內部的橫截面，其中第二核芯部件20布置在第一核芯部件10上，從而中支柱111的端側110和中支柱21的端側210處於相對。在第一核芯部件10的中支柱11和第二核芯部件20的中支柱21上布置有帶有線材繞組60的線圈體50。兩個核芯半件10和20能夠通過在圖1和2中示出的粘合劑覆層40(所述粘合劑覆層40施加在第一核芯部件10的支承面130上和/或在第二核芯部件20的支承面230上)而貼在一起地固定。變換器結構元件1的感應或者說導磁性除了製造過程的過程參數之外還取決於所使用的材料(尤其核芯半件10,20的材料、用於線材繞組60的線材的材料)的材料參數、匝數，和幾何的參數、尤其在中支柱11的端側110和中支柱21的端側210之間的空氣間隙的寬度。利用變換器結構元件1能夠在製造過程的最後無級地調整結構元件的感應和導磁性。對此例如首先將卷繞有線材繞組60的線圈體50布置在第一核芯部件10上。線圈體50能夠例如具有空心管51，在所述空心管51中來布置第一核芯部件10的中支柱11。在將帶有線材繞組60的線圈體50布置在中支柱11上之後使得線材繞組在核芯部件10的外部的接觸聯接部處接觸。粘合劑塗層40施加到第一和第二核芯部件10,20的支承面130,230中的至少一個上。接著將第二核芯部件20這樣布置在第一核芯部件10上，使得第一核芯部件10的支承面130置放在第二核芯部件20的支承面230上。此外在第二核芯部件20布置在第一核芯部件10上之後第一核芯部件10的中支柱11的端側110和第二核芯部件20的中支柱21的端側210處於相對。在此在第一核芯部件10的中支柱11的端側110和第二核芯部件20的中支柱21的端側210之間的間隙30的寬度取決於如下位置，即在所述位置處第一核芯部件10的支承面130貼靠在第二核芯部件20的支承面230處。在第二核芯部件20置放在第一核芯部件10上之後使得第一和第二核芯部件10,20相對彼此這樣運動，即第二核芯部件20的支承面230在第一核芯部件20的支承面130上滑動。在此移位如下位置，即在所述位置處第二核芯部件20的支承面230置放在第一核芯部件10的支承面130上。因為第一核芯部件10的支承面130相對於中支柱11的端面111並且第二核芯部件20的支承面230相對於第二核芯部件20的中支柱21的端面211具有斜傾，故通過第一和第二核芯部件10,20相對彼此的運動使得在中支柱11的端側110和中支柱21的端側210之間的間隙30的寬度改變。因為線材繞組60在核芯部件10的接觸聯接部處來接觸，故通過變換器結構元件的外部的接觸聯接部聯接到用於測量感應的合適的測量儀器處的方式，能夠在第一和第二核芯部件10,20運動期間來測定變換器結構元件1的感應。第一和第二核芯部件10,20能夠在測量變換器結構元件的感應期間相對彼此一直運動，直到變換器結構元件的在運動期間測定的感應呈現額定值。在圖5A中示出的實施方式中，第二核芯部件20的支承面230這樣置放在第一核芯部件10的支承面130上，即空氣間隙30的間隙寬度為接近0mm。在圖5B中示出的實施方式中，使得第二核芯部件20相對於在圖5A中示出的位置這樣相背於第一核芯部件10來移位，使得在中支柱11的端側110和中支柱21的端側210之間的空氣間隙30的寬度變大了。由此相較於兩個核芯部件10,20在圖5A中的方位，感應的變換器結構元件的感應和導磁性改變了。當測量的感應在第二核芯部件20在第一核芯部件10上運動的情況下呈現期望的額定值時，使得第一和第二核芯部件10,20相對彼此的運動結束。施加到第一核芯部件10的支承面130上和/或到第二核芯部件20的支承面230上的粘合劑塗層40在該位置中硬化，從而兩個核芯半件在該方位中(在所述方位處變換器結構元件的感應相應於額定值)與彼此固定。根據製造方法的一種可行的實施方式將第一核芯部件10提供有面12，突起的結構13從所述面12中突出出來，其中，支承面130構造為突起的結構13的表面並且其中，突起的結構13具有至少一個第一和第二凸出部131,132，所述第一和第二凸出部131,132在第一核芯部件10的中支柱11的兩個處於相對的側邊上從第一核芯部件10的面12中突出。第一核芯部件10的支承面130的第一部分構造為第一凸出部131的表面1310。支承面130的第二部分構造為第二凸出部132的表面1320。在製造程序期間這樣來提供第一核芯部件10，即第一凸出部131的形成第一核芯部件10的支承面130的第一部分的表面1310和第二凸出部132的形成第一核芯部件10的支承面130的第二部分的表面1320分別以圓環部段的形式成形。第二核芯部件20提供有底部部件22和至少一個側壁23，所述側壁23布置在底部部件22的面220上。第二核芯部件20的中支柱21布置在第二核芯部件20的底部部件22的面220上並且至少部分地由至少一個側壁23包圍。此外這樣提供第二核芯部件20，即第二核芯部件20的支承面230布置在至少一個側壁23的處於相對於底部部件22的一側處。支承面230能夠具有至少一個側壁23的至少兩個成形為弧形或圓環形的上升的表面。在該實施方式中第一和第二核芯部件10,20相對彼此的運動通過第一和第二核芯部件10,20的相對彼此轉動來進行。在第一核芯部件10的中支柱11的端側110和第二核芯部件20的中支柱21的端側210之間的間隙30的寬度由於轉動運動而一直被改變，直到變換器結構元件的在轉動期間測量的感應呈現期望的額定值。當測量的感應例如過低時，使得兩個核芯部件10,20這樣相對彼此運動，使得間隙30的寬度被減小，直到測量的感應值相應於額定值。當反過來，測量的感應相對於感應的額定值過高時，使得第一和第二核芯部件10,20相對彼此這樣運動，即使得在中支柱11和中支柱21之間的空氣間隙的寬度變大。當到達額定值時，結束轉動運動並且使得首先仍液態的粘合物40在支承面130和支承面230之間硬化。利用給出的變換器結構元件1或給出的製造方法能夠在沒有事先空氣間隙磨削核芯半件10,20的情況下和在沒有使用附加的材料的情況下以簡單的方式可靠地調整變換器結構元件的力爭的感應和導磁值。由此能夠平衡感應和導磁值的在加工大量變換器結構元件時通常出現的波動，所述波動通過製造過程的過程參數的波動或通過核芯部件10,20的材料參數的波動來決定，從而製造的變換器結構元件幾乎具有相同的感應和導磁值。附圖標記列表1變換器結構元件10第一核芯部件11中支柱12第一核芯部件的面13突起的結構20第二核芯部件21第二核芯部件的中支柱22底部部件23側壁30間隙40粘合劑塗層50線圈體60線材繞組110中支柱的端側130第一核芯部件的支承面210中支柱的端側230第二核芯部件的支承面。