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Patent Searching and Data


Title:
LOW-NOISE SPECIAL TRANSFORMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/193958
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a temperature resistant special transformer having excellent structure borne sound and/or airborne sound behaviour at the same time as a small, extremely flat construction and excellent overall efficiency. According to the invention, the transformer windings are distributed over three chambers as linearly consecutive, aligned coils having a single centrosymmetric primary coil (20) and two further coils (10, 30), electrically interconnected as a secondary winding, the coils being mechanically linked to one another in a chain. Such a transformer has a significantly lower input current in idle than in the lowest intended capacitive loading condition. In addition, the aforementioned advantageous acoustic characteristics are further improved by means of a special encapsulation of the transformer in an associated housing. The invention also relates to a method for producing the transformer at optimal cost and to the use of such a transformer in the automotive sector.

Inventors:
WEIGANDT, Wladimir (Kantstr. 10, Lahr, 77933, DE)
MÜLLER, Hans-Dieter (Schauinslandstr. 22, Teningen, 79331, DE)
Application Number:
IB2016/053308
Publication Date:
December 08, 2016
Filing Date:
June 06, 2016
Export Citation:
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Assignee:
MANFRED SCHMELZER GMBH (Waidplatzstr. 6-8, Teningen, 79331, DE)
International Classes:
H01F27/32; B60J7/00; H01F27/02; H01F27/30; H01F27/33
Foreign References:
US20130249659A12013-09-26
US2582291A1952-01-15
JP2013172043A2013-09-02
US20110115598A12011-05-19
EP2980812A12016-02-03
US1119732A1914-12-01
DE19962115A12001-07-12
Attorney, Agent or Firm:
TAHHAN, Isam (Am Birkenacker 13, Kirchzarten, 79199, DE)
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Claims:
Patentansprüche : 1.

Elektrischer Transformator für den Betrieb im erweiterten Temperaturbereich zwischen -40 °C und +130 °C,

dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatorwicklungen als linear aufeinanderfolgende, axial fluchtende Spulen auf drei Kammern verteilt sind, dabei eine einzige zentralsymmetrisch angeordnete Primärspule (20) sowie zwei weitere, als Sekundärwicklung zusam mengeschaltete Spul en ( 1 0 , 30) i n mechan isch aneinandergeketteter Bauweise aufweisen; die Baulänge des Transformators das 8-fache der Bauhöhe nicht unterschreitet und das Maß der Bauhöhe des Transformators maximal 13 mm beträgt. 2.

Geräuscharmer, in ein Gehäuse gekapselter Transformator mit einem Bauvolumen von weniger als 130 Kubikzentimetern, einer an allen Punkten der Oberfläche des Transformatorgehäuses generierten Schallbeschleunigung, die im Lastbereich von 5 bis 15 Watt Ausgangsleistung den Wert von 0,40 m/sec**2 nicht überschreitet und bezogen ist auf die Summe aller bei Betriebsfrequenz vorhandenen Oberwellen im Frequenzbereich von 0 bis 1000 Hz.

3.

Transformator nach Anspruch 2, mit einem Bauvolumen von weniger als 60 Kubikzentimetern.

4.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Strom bei Leerlauf des Transformators mindestens 70% kleiner ist als im Vergleich zu einem vorgesehenen Lastfall mit einer kapazitiven Last von mehr als 100 Nano-Farad

5.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhandenen Spulenkörper (10', 20', 30') sämtlich entlang ihrer Längsachsen koinzident axial ausgerichtet und unter Einhaltung zweier um 180° versetzter vordefinierter Drehstellungen um die Längsachse mittels einheitlicher Clip-Verbindungs-Vorrichtungen (115, 116) mechanisch aneinandergekettet sind.

6.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spulenkörper (10', 20', 30') mit Beabstandungselementen (34) versehen sind, wobei eine einzelne Auflagefläche eines Beabstandungselementes weniger als 16 mm**2 beträgt.

7.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Transformatorkern (40, 41) lediglich aus kornorientiertem oder kaltgewalztem Transformatorblech besteht. 8.

Verwendung eines Transformators nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Speisung einer ausgangsseitigen im Wesentlichen kapazitiven Last.

9.

Verwendung eines Transformators nach Anspruch 8 zur Speisung eines elektronischen LCD- oder elektrochrom basierten Sonnenschutzes oder einer elektronischen Abschattungsvorrichtung.

10.

Verwendung eines Transformators nach Anspruch 9 zur Betätigung eines Sonnenschutzes in einem Automobil. 11.

Verfahren zur Herstellung eines Transformators, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte :

- Wicklung und Bereitstellung von Spulen auf Spulenkörper (10', 20', 30'), welche bevorzugt gleiche Querschnittsdimensionen sowie in Axialrichtung einrastende Clip-Vorrichtungen (115,116) aufweisen

Erzeugung eines kombinierten, mechanisch einstückigen Spulensatzes durch mechanisches Aneinanderketten von drei oder mehr solcher Spulen mithilfe der genannten Clip-Vorrichtungen in Richtung der Spulenachsen

- Komplettieren des Transformators durch Einfügen eines Transformatorkerns (40, 41) aus ferromagnetischem Kernmaterial in den genannten einstückigen Spulensatz und Befestigung des einstückigen Spulensatzes am Transformatorkern. 12.

Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Boden eines Gehäuses (160) mittels Vergußmasse überdeckt, der Transformatorkörper (180) nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten der Vergußmasse in das Gehäuse unter allseitiger Beabstandung der Gehäuseinnenseite eingesetzt, und anschließend mit besagter Vergußmasse (170) um- und übergössen wird.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 17.1 1.2016

Elektrischer Transformator für den Betrieb im erweiterten Temperaturbereich zwischen -40 °C und +130 °C, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatorwicklungen als linear aufeinanderfolgende, axial fluchtende Spulen auf drei Kammern verteilt sind, dabei eine einzige zentralsymmetrisch angeordnete Primärspule (20) sowie zwei weitere, als Sekundärwicklung zusammengeschaltete Spulen (10, 30) in mechanisch aneinandergeketteter Bauweise aufweisen; die Baulänge des Transformators das 8-fache der Bauhöhe nicht unterschreitet und das Maß der Bauhöhe des Transformators maximal 13 mm beträgt, und das Bauvolumen des in ein Gehäuse (160) gekapselten Transformators weniger als 130 Kubikzentimeter beträgt.

Geräuscharmer, in ein Gehäuse (160) gekapselter Transformator nach Anspruch 1 mit einer Vergußmasse (170) sowie Beabstan- dungselementen (34), aufweisend eine an allen Punkten der Oberfläche des Transformatorgehäuses generierten Schallbeschleunigung, die im Lastbereich von 5 bis 15 Watt Ausgangsleistung den Wert von 0,40 m/sec**2 nicht überschreitet und bezogen ist auf die Summe aller bei Betriebsfrequenz vorhandenen Oberwellen im Frequenzbereich von 0 bis 1000 Hz.

Transformator nach Anspruch 2, mit einem Bauvolumen von weniger als 60 Kubikzentimetern.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Strom bei Leerlauf des Transformators mindestens 70% kleiner ist als im Vergleich zu einem vorgesehenen Lastfall mit einer kapazitiven Last von mehr als 100 Nano-Farad.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spulen (10, 20, 30) innerhalb von Spulenkörpern (10', 20', 30') bereitgestellt

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) sind, wobei die vorhandenen Spulenkörper (10', 20', 30') sämtlich entlang ihrer Längsachsen koinzident axial ausgerichtet und, unter Einhaltung zweier um 180° versetzter vordefinierter Drehstellungen um die Längsachse, mittels einheitlicher Clip-Verbindungs-Vorrichtungen (115, 116) mechanisch aneinandergekettet sind.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spulenkörper (10', 20', 30') mit Beabstandungselementen (34) versehen sind, wobei eine einzelne Auflagefläche eines Beabstandungselementes weniger als 16 mm^*2 beträgt.

Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ferromagnetischer Transformatorkern (40, 41) vorhanden ist, welcher lediglich aus kornorientiertem oder kaltgewalztem Transformatorblech besteht .

Verwendung eines Transformators nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Speisung einer ausgangsseitigen im Wesentlichen kapazitiven Last.

Verwendung eines Transformators nach Anspruch 8 zur Speisung eines elektronischen LCD- oder elektrochrom basierten Sonnenschutzes oder einer elektronischen Abschattungsvorrich- tung .

Verwendung eines Transformators nach Anspruch 9 zur Betätigung eines Sonnenschutzes in einem Automobil.

Verfahren zur Herstellung eines Transformators gemäß Definition in einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Wicklung und Bereitstellung von Spulen auf Spulenkörper (10', 20', 30'), welche bevorzugt gleiche Querschnittsdimensionen sowie in Axialrichtung einrastende Clip- Vorrichtungen (115,116) aufweisen

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) - Erzeugung eines kombinierten, mechanisch einstückigen Spulensatzes durch mechanisches Aneinanderketten von drei oder mehr solcher Spulen mithilfe der genannten Clip- Vorrichtungen in Richtung der Spulenachsen

- Komplettieren des Transformators durch Einfügen eines Transformatorkerns (40, 41) aus ferromagnetischem Kernmaterial in den genannten einstückigen Spulensatz und Befestigung des einstückigen Spulensatzes am Transformatorkern

wobei der Boden eines Gehäuses (160) mittels Vergußmasse (170) überdeckt, der Transformatorkörper (180) nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten der Vergußmasse (170) in das Gehäuse (160) unter allseitiger Beabstandung der Gehäuseinnenseite eingesetzt, und anschließend mit besagter Vergußmasse (170) um- und Übergossen wird.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Geräuscharmer Spezialtransformator

Einleitung

Die Erfindung betrifft einen mit Niederfrequenz arbeitenden elektrischen Transformator.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Spezialtransformator mit außerordentlich gutem Körperschall- und/oder Luftschallverhalten in ungewöhnlich langgezogener und extrem flacher Bauweise wegen eines zur Verfügung stehenden oder vorgesehenen Einbauraums.

Das sehr geringe Körperschall- und Luftschallverhalten liegt über einen erweiterten Umgebungstemperaturbereich gemäß sogenannter MIL- oder „automotive" Spezifikationen unterhalb der niedrigen Grenzwerte, wie sie industrieüblich vorgegeben werden, z.B im Automobilbereich.

Im Leerlaufbetrieb soll ein gemäß der Erfindung aufgebauter Transformator einen wesentlich geringeren Eingangsstrom aufweisen als der Wert des primären Eingangsstroms bei minimaler spezifizierter kapazitiver Last beträgt.

Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zu kostenoptimalen Herstellung eines solchen Transformators.

Stand der Technik und deren Nachteile

Aus Gründen der Witschaftlichkeit ist es üblich, Elektromaschinen und Transformatoren mit kürzestmöglichen magnetischen Flusspfaden zu versehen. Zugehörige Spulen können vergleichsweise große Oberflächen oder Volumina aufweisen. Als zugehörige Merkhilfe wird gelegentlich der Satz "Eisen kurz, Kupfer lang" zitiert. Aus diesem Grund tendieren reguläre Transformatoren dazu, eine eher kompakte, kubische Bauform zu besitzen. Transformatoren für Spezialanwendungen können eine anders geformte Gestalt aufweisen. Ein Beispiel dafür ist der sog. Tesla- Transformator, wie er mit seiner bevorzugt pyramidenförmigen Gestalt z.B. aus der Patentschrift US 1 , 1 19,732 bekannt ist.

Keine aus der Patent- oder sonstigen Literatur bekannte Transformator- Konstruktion erscheint geeignet, die Anforderungen zu erfüllen, die an den Gegenstand der Erfindung gestellt werden. Standardförmige Transformatoren sind entweder

- zu breit,

-zu hoch oder

-zu teuer

für den angestrebten Anwendungsfall. Auch andere bekannte Transformatortypen sind entweder von Form und Dimensionen, Leistungsklasse, Kosten oder Geräuschemissionen her nicht geeignet, die Funktionen zu realisieren, wie dies durch einen erfindungsgemäßen Miniaturtransformator ermöglicht wird.

Soweit ersichtlich, wird ein Transformator gemäß der Erfindung weder kommerziell angeboten, noch im militärischen Bereich verwendet. Zum Vergleich wird die folgende Patentliteratur zitiert, welche als besonders nahekommender Stand der Technik angesehen wird : a) CN 201 163564 Y , Erfinder: Li

Titel : Miniature transformer iron core / winding structure

Diese Schrift zitiert im Abstract einen Miniatur-Transformator mit niedriger Geräuschentwicklung. Es handelt sich soweit aus der Zeichnung ersichtlich um einen völlig normalen Transformator mit E- und I- Kernblechen. b) US7218198 , Erfinder: Pilniak et al.

Titel : Coil form

Diese Schrift zitiert unter anderem E-förmige Kernteile und beruht im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung auf metallischen Trennplatten zwischen axial aneinander-gereihten Spulen. Aufgabe der Erfindung und zugehörige Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator zu schaffen, der sämtliche der folgend genannten Eigenschaften in Kombination besitzt, nämlich :

von miniaturisierter Bauform ist und Querschnitts-Dimensionen von wenigen Quadratzentimetern aufweist

mit Eingangsspannungen im 5-Volt-Bereich gespeist wird und Ausgangsspannungen im 100-Volt-Bereich oder mehr abgibt im Leerlauf mit einem wesentlich niedrigeren Primärstrom gespeist wird als es bei kapazitiver Mindest-Last der Fall ist

sich durch extrem niedrige Luft- und/oder Körperschallemissionen sowohl im Leerlauf als auch bei Nennlast auszeichnet

- einen guten Gesamtwirkungsgrad aufweist

besonders gute temperatur- und klimafeste Gebrauchseigenschaften aufweist

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Spezialtransformator mit sorgfältig aufeinander abgestimmten mechanischen, elektrischen, magnetischen und thermi schen E igenschaften und Ken nwerten , näm l i ch m ittel s Transformatorwicklungen, die als linear aufeinanderfolgende, fluchtende Spu l en auf d rei Kam mern vertei lt si nd , wobei ei ne ei nzi ge zentralsymmetrisch angeordnete Primärspule sowie zwei weitere, als Sekudärwickl ung zusammengeschaltete Spulen i n mechanisch aneinandergeketteter (konkatenierter) Bauweise vorhanden sind, wobei die Baulänge des Transformators das 8-fache der Bauhöhe nicht unterschreitet, das Maß der Bauhöhe des Transformators maximal 13 mm beträgt und das Bauvolumen des Transformators inclusive eines zugehörigen Gehäuses auf 130 Kubikzentimeter, bevorzugt lediglich 60 Kubikzentimeter begrenzt ist. Ein wesentlicher Anteil an der Lösung besteht weiterhin darin, dass die vorhandenen Spulenkörper sämtlich entlang ihrer Längsachsen koinzident axial ausgerichtet sind und unter Einhaltung vordefinierter Drehstellungen um die Längsachse vorzugsweise mittels einheitlicher, hochsymmetrisch gestalteter Clip-Verbindungs-Vorrichtungen mechanisch aneinandergekettet sind.

Ein weiterer Aspekt der Lösung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Transformators, welches folgende Verfahrensschritte enthält: a) Wicklung und Bereitstellung von Spulen auf Spulenkörper, welche bevorzugt gleiche Querschnittsdimensionen sowie in Axialrichtung einrastbare (aktivierbare) Clip-Vorrichtungen aufweisen b) Erzeugung eines kombinierten, mechanisch einstückigen Spulensatzes durch Aneinanderketten von drei oder mehr solcher Spulen mithilfe der genannten Clip-Vorrichtungen in Richtung der Spulenachsen c) Komplettieren des Transformators durch wechselseitiges Einfügen von ferromagnetischem Kernmaterial in den genannten einstückigen Spulensatz und nachfolgender Befestigung des Spulensatzes an den so gebildeten Transformatorkern

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Transformator

Fig. 2 eine schematische perspektivische anteilige Ansicht

Fig. 3 eine perspektivische Komplettansicht

Fig. 4 eine schematische Ansicht zur erfindungsgemäßen

Anordnung und Verfahren betreffend die mechanische Konkatenation von Transformatorspulen

Fig. 5 ein Zeigerdiagramm zur Veranschaulichung der

komplexwertigen Strom- / Spannungsverhältnisse

Fig. 6 eine Seitenansicht sowie eine Aufsicht auf eine

bevorzugte, gekapselte Ausführung der Erfindung

Ein erfindungsgemäßer Transformator mit den geforderten Gebrauchseigenschaften besteht, wie in Fig. 1 in schematischer Form ausgewiesen, aus einem speziellen Transformatorkern und speziellen Transformatorspulen.

Die Transformatorspulen bestehen erfindungsgemäß aus mindestens drei einzelnen Spulen 10, 20 und 30. Diese sind axial fluchtend angeordnet und erzeugen auf diese Weise das ausgesprochen unüblich große Verhältnis von Länge zu Querschnitt (Breite mal Höhe) des Transformators.

Bei Bedarf wird ein Transformator gemäß der Erfindung mit weiteren axial fluchtend angeordneten Spulen bestückt. Die zentralsymmetrisch angeordnete Spule 20 wird bevorzugt als Primärspule verwendet, während Spulen 10 und 30 bevorzugt als Sekundärspulen in Funktion treten. Bevorzugt werden Spulen 10 und 30 elektrisch seriell zusammengeschaltet. Sie erzeugen dann in Kombination nicht nur in an sich bekannter Weise eine gewünschte Sekundärspannung, sondern auch in innovativer Weise eine relativ große Streuinduktivität.

Die Zuführung der Primärspannung erfolgt über die Anschlußkontakte 21 , 22 wäh re nd de r Abg riff de r bevo rzugt e i nzi ge n Sekundärspannung z.B. über die Anschlußkontakte 1 1 und 32 stattfindet, wobei die Anschlußkontakte 12 und 31 dann elektrisch verbunden sind (nicht gezeigt) und die Einzel-Sekundärspannungen von Spulen 10 und 30 somit phasenrichtig addiert werden.

Wesentlicher Aspekt der Erfindung ist ferner die Verwendung völlig einheitlicher hochsymmetrischer und langgestreckter Spulenkörper. Diese werden in an sich bekannter Weise je nach Bedarf mit unterschiedlichen Wcklungen aus lackisoliertem Draht versehen.

Durch die Anordnung und Beabstandung der drei (bedarfsweise auch mehr) vorgesehenen Spulen wird ein im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoren ein erhöhter Streufluss erzeugt, wodurch die gewünschten Gebrauchseigenschaften der Erfindung überhaupt erst zustande kommen, nämlich geringstmögl iche Körper- und Luftschal labgabe und defi nierte Erzeugung ei ner erhöhten Ausgangsspannung bei vorgesehener elektrischer Belastung.

Auch durch die Formgebung des Transformatorkerns 40 mit extrem langgestreckten ED-Blechteilen mit relativ breitem Querjoch wird der Streufluss in erfindungsgemäß gewünschter Weise erhöht, ohne dass hinsichtlich angestrebtem Gesamtwirkungsgrad und Leerlaufstrom besondere Nachteile entstehen.

Wie ersichtlich, wird gemäß der Erfindung eine Transformatorlänge bevorzugt, die mehr als das vierfache, bevorzugt mehr als das fünffache der Transformatorbreite beträgt. Gleichzeitig kann auf diese Weise eine Transformatorhöhe bereitgestellt werden, welche lediglich weniger als ein Sechstel, bevorzugt weniger als ein Achtel der Transformatorlänge beträgt. Im Ergebnis wird ein für seine Leistungsklasse im Watt-Bereich besonders flach bauender Transformator mit besonders geringen Herstellkosten bereitgestellt.

Die geforderten elektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Transformators werden kostengünstig auch dadurch realisiert, dass nur handelsübliche preiswerteste Transformator-Blech-Materialien zum Einsatz kommen, also lediglich in kaltgewalzter oder kornorientierter Ausführung. Eine Verwendung von teuren Spezialmaterialien wie Ferrit, hochnickelhaltiger oder amorpher Metalle zur Bereitstellung höchstwertiger Gebrauchseigenschaften ist demnach nicht erforderlich und kann gemäß der Innovation entfallen.

Zur besseren Visualisierung zeigt Fig. 2 einen mit Fig. 1 vergleichbaren erfindungsgemäßen Transformator in schematisch- perspektivischer Ansicht, allerdings teilbestückt d.h. ohne Primärspule 20.

Es wird ersichtl ich, dass sowohl das eisenbedingte Flusspfadvolumen als auch die Anordnung der vorhandenen Spulen in vergleichsweise stark gestreckter Form vorliegen und diese Anordnung sich somit stark von typischen Formgebungen des allgemeinen Transformatorbaues für kleine und mittlere Leistungen unterscheidet. Es versteht sich, dass die Anschlusskontakte 1 1 , 12 etc. bei Bedarf mit Kontaktstiften, Lötösen oder anderen Anschlussmitteln versehen werden können.

Zum Schutz einer solchen Anordnung gegen mechanische oder klimatische Einflüsse wird diese in eine Kapsel oder Schale aus geeignetem Kunststoff eingelegt und bei Bedarf mit einer Vergussmasse umhüllt. Die vorteilhaften Dimensionsverhältnisse der Erfindung bleiben dabei im Wesentlichen erhalten und ergeben einen l ei stu ng sfäh i ge n , kl i m asi cheren u n d fast gerä usch l osen Transformator von extrem schlanker und miniaturisierter Bauweise.

Weiterhin wird in Fig. 2 gezeigt, dass der Transformatorkern 40, 41 mit Vorteil aus Blechen des ED-Schnittes gefertigt ist. Die Bleche werden, auch um die akustischen Anforderungen einzuhalten, mit Nieten geeigneter Bauform, oder mit einer Verklebung, oder mit einer passenden formschlüssigen Verbindung zusammengehalten. Das Querjoch der genannten Bleche des Transformatorkerns ist relativ breit gehalten, und zwar ca. doppelt so breit wie eine Schenkelbreite.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung (engl. : best mode of invention) wird in Fig. 3 dargestellt. Die gezeigten Spulenkörper (10', 20', 30') gestatten einen besonders kompakten und effizienten Aufbau. Ein spezieller Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die gezeigte Anordnung und Ausrichtung der stiftförmigen Kontaktanschlüsse 1 1 , 12 etc. Diese weisen zur Raumersparnis abwechselnd zur linken bzw. zur rechten Seite; dennoch sind die Spulenkörper einheitlich hochsymmetrisch und von identischer Gestalt. Die modulartige Anordnung von Spulen in einem gemäß der Erfindung gestalteten Transformator ist besonders automationsgerecht und bewirkt in einer weiter optimierten Ausführungsform der Erfindung noch günstigere Herstellkosten.

Dies geschieht dadurch, dass einzelne Spulen in axialer Richtung mit jeweils einer zugehörigen Clip-Verbindungs-Vorrichtung aneinandergereiht und zu einem einstückigen Spulensatz zusammengefügt (geclipt) werden. Dabei ist es gleichgültig, ob eine lösbare oder eine unlösbare Verbindung der Spulen zum einstückigen Spulensatz angestrebt wird oder nicht.

Das Prinzip der axial gerichteten Verbindung von Transformatorspulen wird in Fig. 4 gezeigt. Jede der schematisch gezeigten Spulen 110, 120, , 150 mit elektrischen Anschlußelementen 111,112 usw. besitzt eine oder mehrere Clip- oder Verrastungs- vorrichtungen 115, 116 für eine formschlüssige Verbindung. Die Clip- oder Verrastungsvorrichtungen können in verschiedenartigster Formgebung, zum Beispiel nach Art von Nut und Feder, ausgeführt werden und sind in Fig. 4 lediglich schematisch und in einfachster Form zur Andeutung des Prinzips dargestellt.

Aus Fig. 5 ergibt sich, dass auch dieser erfindungsgemäße Transformator gut geeignet ist, an kapazitiven Lasten eine höhere Betriebsspannung zu erzielen, als dies in grundlegender bekannter Weise durch das Wndungszahlenverhältnis von Sekundär- und Primärspulen allein vorgegeben wird. - Zeigergrößen mit dem Index 21 beziehen sich auf einen induktiven Lastfall, während Zeigergrößen mit dem Index 22 sich auf einen kapazitiven Lastfall beziehen.

An einer induktiven Last mit vergleichbar großem komplexwertigem Wderstand wird lediglich eine sekundäre Wechselspannung mit der Größe des Zeigers U21 erzeugt. Im Falle einer kapazitiven Last liegt eine sekundäre Wechselspannung von der Größe des Zeigers U22 an. Dieser ist aufgrund der kapazitiv und streuflußbedingten vektoriellen Größe 122 * ( R + jXs) in jedem Falle größer als Zeiger U21. (jXs bezeichnet die Streufluß-Impedanz bei induktiver bzw. kapazitiver Last). Die Erfindung eignet sich also weniger gut für induktive Bauteile, die mit einer relativ hohen Nennspannung betrieben werden sollen. Dementsprechend kann der erfindungsgemäße Transformator in innovativer Weise bei Bedarf und durch Wahl einer geeigneten Frequenz der Primärspannung (Betriebsfrequenz) auch in Nähe der zugehörigen elektrischen Resonanz betrieben werden. Das heißt, es können vorgesehene kapazitive Lasten trotz der kleinen Bauform des Transformators mit relativ hohen Betriebsspannungen bzw. Leistungen versorgt werden, so dass Wrkstromverluste weniger ins Gewicht fallen und ein guter Gesamtwirkungsgrad der betreffenden elektrischen Schaltung erreicht werden kann. Die genannten erfindungsgemäßen Konstruktionsmerkmale und Dimensionen des Transformators verhelfen in besonderer Weise, eine nachgeschaltete bestimmungsgemäße, im Wesentlichen kapazitive Last von einigen hundert Nano-Farad oder mehr bestromen zu können.

Die genannte elektrische bzw. magnetische Auslegung der Erfindung bewirkt in innovativer Weise auch, dass der primärseitige Strom bei Leerlauf wesentlich (mindestens 70%) kleiner ist als im Vergleich zum Betrieb des Transformators am unteren Limit eines derartigen bestimmungsgemäßen Lastfall-Bereiches. Die Erfindung eignet sich somit ganz besonders für eine nachgeschaltete Last in Form einer elektrochromen oder LCD-Abschattungsvorrichtung im Sinne eines Sonnenschutzes. Ein solcher Sonnenschutz bzw. eine entsprechende Abschattungsvorrichtung wird z.B in Anspruch 7 der DE19962115A genannt. Eine besonders wichtige Ausführungsform der Erfindung mit optimaler Eignung für den Automobil-Markt wird in Fig. 6 gezeigt. Dargelegt wird, wie ein nach dem beschriebenen Verfahren in Mehrkammertechnik und mit einer an die kapazitive Last angepassten hohen Streuinduktivität aufgebauter Transformator zur Erzielung niedrigster Körperschall- und Luftschallemissionen in ein oben offenes Kunststoffgehäuse mit Montagevorrichtung eingebaut und vergossen ist. - In etwas aufwändigerer Herstellungsweise kann dabei auch zunächst der Boden des Kunststoffgehäuses mit einer dünnen Schicht Vergußmasse versehen werden. Nach Aushärtung dieser Schicht wird der Transformatorkörper eingelegt und sodann endgültig mit Vergußmasse umhüllt.

Gemäß der Erfindung und unter Bezug auf Fig. 6 werden die besten Resultate erhalten, wenn beim Einbau des Transformators in das Kunststoffgehäuse folgende konstruktive Merkmale erfüllt werden :

1. keine Berührung des Transformatorkörpers mit den

Seitenwänden

2. geringst mögliche direkte Auflagefläche des eingelegten

Transformatorkörpers auf dem Gehäuseboden, mit einer Gesamt-Auflagefläche (Bezugszeichen 34) von Null bis weniger als 150 mm**2

3. definierter Mindestabstand der Spulenoberfläche zum

Gehäuseboden (kleiner als 3 mm )

4. Verwendung einer elastischen Vergussmasse mit

nachfolgenden Haupteigenschaften :

Shore - Härte A35 oder kleiner

Dämpfungsverhalten der Shorehärte nahezu konstant über den Einsatztemperaturbereich, bei gleichzeitig

feuchtigkeitsdichter Kapselung des Transformatorkörpers Das in Fig. 6 im Wesentlichen maßstäblich gezeigte, sehr klein bauende Gehäuse 160 besitzt eine Höhe von lediglich 13 mm (Bezugsziffer 13 ) und ist nach oben geöffnet. Die dargestellte symmetrische Beabstandung des Transformatorkörpers 180 zu den Gehäuseseiten (Stirnseiten 162, Längsseiten 164 ) liegt im Millimeterbereich zwischen 0,5 und 5 mm und hat für das vorteilhafte Geräuschverhalten der Erfindung erhebliche Bedeutung. Ebenso ist die bereits erwähnte Beabstandung des Transformatorkörpers zum Gehäuseboden 166, wie in Fig. 6 gezeigt, von erfindungsgemäß erheblicher Bedeutung. Mit Vorteil weisen die Spulenkörper 10 ' , 20 ' , 30 ' Noppen oder fußartige Beabstandungselemente 34 auf, mit de ne n d i e S pu l e n kö rper auf de n G eh äu sebod en (ode r gegebenenfalls auf eine Schicht Vergußmasse) aufgesetzt werden, wie in der Fig. 6 gezeigt. Die Beabstandungselemente besitzen gemäß der Erfindung eine Auflagefläche von einzeln je max. 16 mm**2 und in Summa weniger als 150 mm**2.

Für die Einbettung des Transformatorkörpers in das Gehäuse ist die bereits erwähnte Vergußmasse 170 vorgesehen, welche auf die akustischen Zielwerte der Erfindung abgestimmt und mit einer Shore- Härte A von weniger als 35 vergleichsweise gute Elastizität, aber auch geeignete Dämpfungseigenschaften aufweist. Durch die vorbeschriebene sorgfältige Abstimmung der mechanischen, elektrischen und magnetischen Größen aufeinander entwickelt der erfindungsgemäße Transformator an jedem Punkt der Montageoberfläche des Transformatorgehäuses n u r g e ri n g e Schallbeschleunigungen. Bezogen auf die Betriebsfrequenz beträgt die Summe der Oberwellen der Schallbeschleunigungen im Frequenzbereich bis 1000 Hz weniger als 0,40 m/sec**2 . Bezugszeichenliste :

10 Spule, Sekundärspule

10' Spulenkörper

11, 12 Anschlußkontakt, Wicklungsanschluß

13 Maßangabe

20 Spule, Primärspule

20' Spulenkörper

21, 22 Anschlußkontakt, Wicklungsanschluß

30 Spule, Sekundärspule

30' Spulenkörper

31, 32 Anschlußkontakt, Wicklungsanschluß

34 Beabstandungselement

40, 41 Transformator-Kern

110 Spule

111 Anschlußelement

112 Anschlußelement

115 Clip- oder Verrastungs-Vorrichtung,

116 Clip- oder Verrastungs-Vorrichtung,

120,.... ,150 Spulen

160 Gehäuse

170 Vergussmasse

180 Transformatorkörper