专利名称：环形变压器的制造技术
方法
技术领域：
本发明涉及环形变压器，尤其涉及一种用于环形变压器的制造的新颖并且有效的方法、用于环形变压器的制造的线轴以及用来实现所述的环形变压器的制造方法的系统。
背景技术：
已有的很多提议就是提供一种具有缠绕的、环形磁心以及围绕磁心的绕组的环形变压器。现有技术提议的优选的一个包括绕组加工，在绕组加工中利用常规的绕线机在连续的环形磁心上缠绕线圈。最普通的是，将线圈重复地穿过变压器中的空的中心孔。还有例如在美国专利4,771,957中示出的利用从动滚轮的方法。
可选择地，已有的一些提议是如何将连续的或者接近连续的磁心材料装入预成形的绕组中。这种成果的一个最早的例子示出在美国专利2,191,393中。其它的例子提供在美国专利6,145,774、4,765,861和4,896,839中。
在美国专利4,779,812中，高压绕组缠绕成许多楔形束，然后将它们设置成两个预成型的、半圆形变压器部分，每个都对应于变压器的大约一半。缠绕每个楔形段并且由连续的线形成，但是仅仅电压线圈的总长度的百分之30至50允许由连续的线形成。然后，单个连续的类似带状的条、或者许多平行布置的条装入到在半圆形部分的邻近端之间的间隙中并且在适当的位置缠绕成形成在所述部分中的弧形细长通道以形成磁心。采用与在所述的弧形细长通道中缠绕时向外呈放射状的磁心的绕组接合的传送带装置便于所述磁心的缠绕。
在US4,779,812中示出的装置主要为了用于不能应用在例如适配器的小型电气设备中的较大环形线圈的制造。此外，很多楔形束的单独缠绕和设置导致形成所述的弧形细长通道，并且，带子后来进入到所述通道中是非常麻烦、劳动相对密集的以及费时的处理，不适于达到50VA的小型变压器的自动化的大规模生产。
显然，需要一种方法，该方法可能以低生产成本，特别是适于适合使用在例如适配器的电气装置中的达到50VA的小型变压器的自动化的大规模生产的有效的制造环形变压器。
发明内容
本发明的一个主要目的就是为了减少与上述类型有关的限制。
本发明的目的是提供一种用于小型环形变压器的制造的方法和系统，该小型环形变压器主要能达到50VA，并且具有适于自动大批量生产的优越特性。
本发明的另一个目的是提供一种环形变压器，该环形变压器的特征在于低生产成本、较低的无载损耗、较高的效率、低重量以及很小的体积使得该环形变压器尤其适于使用在例如适配器之类的电气设备中。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种用于环形变压器的制造方法，该方法包括步骤围绕至少一个细长形状和挠性材料的空心线轴的外周布置线圈；弯曲所述至少一个线轴和所述线圈，以使所述线轴的端部彼此相对，所述线轴的一个端部限定有开口；以及将磁性材料的带子馈送通过所述开口，从而所述带子在所述线轴内部缠绕需要数量的紧密装配的绕组匝，直到基本上所述线轴的整个内腔被填充为止，由此所述带子形成磁心。
本发明解决了在现有技术中与利用通用的绕线机将线圈缠绕在连续的环形磁心上有关的问题。通常，在现有技术中存在两种不同的缠绕工艺。第一种(最为常见)，线圈重复地穿过变压器中的空的中心孔。第二种，具有一种利用例如在美国专利4,771,957中示出的从动滚轮的方法。在本发明中，通过一个过程来替换这个从动滚轮，在这个过程中，线圈首先被缠绕在直的线轴的周围。这个方法与现有技术中的两个已知的方法相比显著地简化并且加速了线圈的缠绕。
此外，根据本发明的工艺方法允许以一个单个快速的操作缠绕整个线圈，在该工艺方法中线圈被缠绕在直的线轴的外周，而这并不是在美国专利4,779,812中提供的解决方法的情况，在该专利中楔形段通常仅允许由连续金属线缠绕电压线圈的整个长度的百分之30至50，这降低了变压器的效能。
此外，本发明使得减小变压器的空的中心孔的相对尺寸成为可能，由于当利用本发明的方法时，原则上，不需要启动缠绕处理。该减小的中心孔的尺寸导致较短的磁路长度(MPL)，这就意味着需要缠绕较少的线圈绕组并且很容易达到较高的流量。这也使得减小整个变压器的相对尺寸成为可能，使得该变压器更适于使用在各种各样的电气设备中。
根据本发明的方法的优选实施例，该方法包括附加步骤在已经将所述带子馈送通过所述开口之后，在理想长度处切断所述带子。在已经将所述带子馈送通过所述开口之后，在理想长度处切断所述带子的步骤带来特殊的优点，即没有必要需要在开始馈送步骤之前预先切断该带子，这就意味着与需要预先切断该带子匹配的长度的情况相比能够显著的节省时间。相反地，根据本发明，利用如直接来自供应装置的带子的滚动来执行馈送步骤是可能的。这意味着本方法是廉价的、简单的以及更适于批量生产的。
根据本方法的另一个优选实施例，该方法包括在将要首先被馈送通过所述开口的一端预弯曲所述带子的附加步骤。该预弯曲带子的步骤的有助于使得该带子尽量朝着线轴的中心(也就是腔的内弯曲部)。换句话说，预弯曲步骤减小了松弛，并且使得带子容易在线轴中缠绕，因此降低了由于卡住或者太高的摩擦或者类似的原因引起的带子的折断或者带子的卡住。
根据该方法的另一个优选实施例，该方法包括附加步骤为所述带子的首先被馈送进线轴的一部分在面对线轴的内部空腔的内弯曲部的一侧上提供具有低摩擦系数的层，以便当所述带子在所述线轴内部缠绕时便于所述带子的滑动，所述带子的首先被馈送进线轴的一部分基本上对应于所述带子的在所述线轴内部的第一缠绕绕组。这个低摩擦层主要用来减小涉及带子的阻塞或者卡住的阻碍，带子的阻塞或者卡住经常发生在根据现有技术缠绕带子时。
更进一步的，所述层由具有低摩擦系数的第一侧和第二粘着侧的胶带、具有低摩擦系数的涂层以及流体的至少一个提供。所有的这些表面都是容易应用的，并且特别适于自动化批量生产。
根据该方法的另一个优选实施例，该方法包括附加步骤布置挠性传动元件，以便该挠性传动元件与所述带子的最里面的绕组持续协作，当带子在所述线轴内部缠绕时进一步便于所述带子的滑动，从而形成磁心。该挠性传动元件通过传输拉力或推力或者通过两者起到改进在线轴内部的带子的填充度的作用。进一步，所述的挠性传动元件优选由线、金属线、链条、胶带、皮带、磁力、辊压设备以及接合设备中的一个组成。在很多情况下，所述的挠性传动元件可再用并且容易设置，因此所述的挠性传动元件适于自动化批量生产。
根据该方法的另一个优选实施例，该方法包括布置与所述带子连接的中介装置，该中介装置用来调和所述挠性传动元件和所述带子之间的协作，所述中介装置越过与所述带子在所述线轴内部的最里面绕组的至少一小部分相对应的一个距离与所述的挠性传动元件接合。
所述中介装置优选由胶带、粘合层、胶、槽以及接合设备中的至少一个组成。该中介装置适于与带子和挠性传动元件两者接合，从而挠性传动元件的运动被传送给带子，因此带子能够更容易地在线轴内部缠绕。这样构成中介装置以致它能处理很大的摩擦力。
在优选的实施例中，所述中介装置包括所述层的从所述带子凸出的部分。在本发明的一个实施例中，这涉及一种情况，其中所述层由固定到带子的将要首先馈送通过开口进入线轴中的那部分上的胶带提供。所述胶带被固定，因此该胶带的粘着侧的部分向该带子的外侧凸出，能够自由与挠性传动元件接合，该挠性传动元件在这种情况下优选可以包括线或者金属线。
根据该方法的另一个优选实施例，将所述的磁性材料的带子馈送通过所述开口的步骤进一步包括使所述弯曲线轴与所述线圈一起转动；以及基本上立即停止所述弯曲线轴连同所述线圈的旋转。这个操作的主要优点在于转动惯量原理的利用，通过转动惯量原理的作用，推动带子穿过开口进入线轴并且以容易适于批量生产的目的的方式在单个操作中在所述线轴的内部缠绕带子本身。
根据该方法的另一个优选实施例，将所述的磁性材料的带子馈送通过所述开口的步骤进一步包括经所述开口注入介质，由此在位于弯曲位置的所述空心线轴内部的外弯曲部与所述带子之间形成可变间隙；以及将所述介质从所述空心线轴中引导出来。
当带子在线轴内部缠绕时，所述介质应该首先减小空心线轴的内腔的外弯曲部与带子之间的摩擦力。此外，所述介质具有以下优点，即借助于由注入的介质的运动施加到带子上的压力，帮助推动带子进一步向内移动。所述的介质优选由气体或者流体中的至少一个组成。然而，可能地是，所述介质也可以为固体，例如粉末。
此外，在优选实施例中，根据本发明的用于环形变压器的制造方法在磁场中执行。所述的磁场优选是变化的磁场，并且与现有技术相比存在两个主要的优点。第一，该磁场提供具有粘着性的带子的绕组，因此当带子在线轴内部缠绕时绕组彼此粘住。这有助于紧密形成具有优选的电磁特性的磁心。第二，该磁场能够引起在所述带子上的旋转力，进一步便于磁心的形成。这个尤其可以为这样的情况，如果磁场在沿着弯曲线轴的不同区域提供有交变的强度，然后围绕主轴旋转环。
根据本发明的另一个方面，它涉及一种用于环形变压器的制造的线轴，基本上包括细长管，其特征在于所述细长管由挠性材料制成并且适于弯曲，因此可以使所述细长管的端部彼此相对，所述细长管的所述端部中的一个限定有开口；以及所述细长管具有基本为矩形的内部空心截面。
线轴的主要优点为它允许利用通用的绕线机执行线圈的缠绕。这个是因为当传统上制造环形变压器时，所述的缠绕可以沿着平直伸长的、在平直位置的线轴执行缠绕，因此线圈的缠绕可以围绕环形磁心执行，这样执行的优点已经在前面描述了。根据本发明的线轴的另一个优点在于由于它保持了根据本发明的方法制造的最后装配环形变压器的部分，因此它提供充分绝缘以承受在环形变压器中的磁心和线圈绕组之间的电压应力。
此外，线轴是由挠性材料制成并且适于弯曲，因此可以使所述细长管的端部彼此相对。挠性材料可以例如为允许线轴通过塑料造型或者类似方法整体制成的塑料材料或者橡胶。在一个实施例中，所述的挠性材料为低摩擦材料。这个尤其利于线圈的内腔，使得比较容易将带子在线轴内部缠绕。可选择地，线轴可以用具有低摩擦的涂层涂覆在空腔内部。线轴的内部空心截面基本上为矩形，以使得线轴能够接收和容纳磁心材料，同样地，这个磁心材料变成具有展平的矩形形状的截面的带子的形式，因此当带子在线轴内部被紧密地缠绕时，所述的带子装配成具有基本上矩形截面的磁心。
根据本发明的另一个方面，它涉及一种用于环形变压器的制造的系统，该系统包括用于执行所述的用于环形变压器的制造方法的装置。对应于那些根据本发明的所述的用于环形变压器的制造方法以及所述的用于环形变压器的制造的线圈的所述系统获得的优点在前面已经进行了讨论。
根据本发明的另一个方面，它涉及通过上述方法制造的环形变压器。这种环形变压器可以使用在例如适配器的电气设备中。
本发明的特征将通过参考附图的方式更明显的示出出来，其中图1为示出了用于制造环形变压器的根据本发明的一个实施例的线轴的透视图；图2为示出了根据本发明的线轴的一个实施例的包括部分放大的透视图，其中该线轴端部装配有连接装置；图3为示出了根据本发明的线轴的另一个实施例的切去一部分的透视图，其中该线轴包括狭槽组；图4为示出图1中的线轴的透视图，其中该线轴具有围绕线轴缠绕的线圈；
图5为示出线轴连同所述线圈被弯曲的透视图，从而使线轴的端部彼此相对，并且所述线轴的一个端部限定有开口；图6为图3中的弯曲线轴的透视图，示出了被馈送通过所述开口从而形成磁心的磁性材料的带子，以及设置的挠性传动元件，以便所述的挠性传动元件与所述的带子协作，进一步便于所述磁心的形成；图7为对应于根据本发明的用于环形变压器制造的方法的一个实施例的流程图；图8为在磁场中执行根据本发明的一个实施例的方法的示意图；图9从左到右示出了根据本发明的一个实施例的旋转和停止变压器的过程，以及图10为示出了被馈送进线轴(示出的变压器)的磁性材料的带子以及设置用来使得其通过中介装置与所述的带子协作的挠性传动元件的透视图。
图11为用于执行预弯曲操作而设置在线轴外侧的辊压设备的原理的示意图。
具体实施例方式
现在参考附图，通过示例的方式，仅仅为了说明的目的对本发明进行进一步的说明。
图1为示出了用于环形变压器的制造的根据本发明的线轴10的一个实施例的透视图。
线轴10基本上由挠性材料的细长管组成。所述的挠性材料例如可以为塑料材料或者橡胶，这样的挠性材料除了使线轴10适于被弯曲，因此导致所述的细长的管的端部可以彼此相对之外，由于线轴10保留了根据本发明的方法制造的最后装配环形变压器的部分，这样的挠性材料还提供了充分绝缘以承受在环形变压器中的磁心和线圈绕组之间的电压应力的附加优点。所述挠性材料进一步允许线轴通过塑料造型或者类似的方法整体成型。在一个实施例中，所述挠性材料为低摩擦材料。特别地，在线轴10的内部腔中，这个低摩擦材料使得容易在线轴10内部缠绕带子。可替换地，线轴10可以利用低摩擦涂层涂覆在空腔内。
线轴10的内部空心截面11基本上为矩形，以使得线轴10能够接收和容纳磁心材料，同时这个磁心材料变为具有扁平的矩形形状截面的带子的形式，因此当所述的带子被紧密的缠绕在线轴内部时，所述的带子构成基本上为矩形截面的磁心。
此外，图1示出了线轴10的一个实施例，该线轴包括作为初级绕组的第一部分14以及作为次级绕组的第二部分15。然而，在另一个实施例中，线轴10仅仅由一部分组成，作为该部分的初级绕组和次级绕组中的一个缠绕在另一个之上，两者都在整个细长线轴的侧面。因此，在这种情况下，在线轴10的中间没有分开的部分。在所有情况下，都是在弯曲线轴之前产生绕组。
图2为示出了根据本发明的用于环形变压器的制造的线轴10的一个实施例的包括部分放大的透视图，其中，作为特定特征，线轴端部优选配备有连接装置12，该连接装置12适于以一个单独操作将端部连接在一起，因此确保线轴端部彼此之间的紧固。这就允许在线圈已经被缠绕在线轴10周围以后形成并且确保环形形状。这些连接装置12例如可以包括如在图2中的在线轴的塑料造型期间预先形成的夹紧件因此预先形成线轴本身的一部分，或者这些连接装置12包括粘合层的附加物。孔21在馈送步骤期间使用，在带子可以馈送通过的线轴端部之间留出间距，并且当令人满意的填充线轴内部时，孔22用于完全关闭环圈。
图3为示出根据本发明的线轴10的另一个实施例的切去一部分的透视图，该线轴包括狭槽组13，该狭槽组13包括设置在所述线轴内部用来导引所述挠性传动元件50的至少一个狭槽，所述狭槽组13沿着处于弯曲位置的所述空心线轴的内部的外弯曲部成螺旋形设置。狭槽组13适于接收挠性传动元件并且在拉紧和实现朝向中介装置之前将挠性传动元件带到适当位置上。因此狭槽组13使得挠性传动元件的应用比较容易。
图4为示出了对应于根据本发明的方法的第一个主要步骤S10的图1中的线轴的透视图，该线轴具有围绕线轴设置的线圈20。在图4中，线圈20包括围绕第一部分14缠绕的初级绕组和围绕第二部分15缠绕的次级绕组。最有利的是，线圈的绕组是通过通用的绕线机以自动操作的方式实现的。
图5为示出了对应于图7中的第二个主要步骤S20的图2中的被弯曲所述线轴10连通所述线圈2的透视图。对于左边的来说，仅仅示出了被弯曲之前的线轴10，并且对于右边的来说，示出了当线轴被弯曲、线轴端部彼此相对、所述线轴的一个端部限定有开口30时成形的线轴10。
图6为对应于图7中的第三个主要步骤S30的图3中的具有线圈绕组20的弯曲线轴10的透视图，示出了被馈送通过所述开口30的磁性材料的带子40，因此所述带子40在所述线轴10内部缠绕需要数量的紧密装配的绕组匝，直到所述线轴10的整个内部腔都基本上被填充，所述带子40因此形成磁心。
图6还示出了设置的挠性传动元件50，以致所述挠性传动元件50与所述带子40协作以在所述带子在所述线轴内部缠绕时，进一步便于形成所述磁心。
如上所述，挠性传动元件50通过传送拉力或推力，或者通过传送二者起到改进线轴10内部带子40的填充度的作用。优选地，所述挠性传动元件50在整个馈送步骤期间持续与磁心的最里面的带绕组协作。这就意味着，所述挠性传动元件50不需要因为线轴内部被缠绕而增加的磁心直径而进行调整，这就意味着与例如美国专利4,779,812相比简化了过程，在该美国专利4,779,812中，所谓的传动带装置设置用来在缠绕过程期间的所有时间都与最外面的磁心绕组接合。
此外，所述挠性传动元件50最优选包括线或者金属线。然而，在另一个实施例中，挠性传动元件50由链条、胶带、皮带、磁力、辊压设备以及接合设备中的至少一个组成。在任何情况下，所述挠性传动元件都是可重复使用的并且容易布置，因此所述挠性传动元件适于自动化批量生产。
在图10中也示出了挠性传动元件的配置，通过下面的与步骤S24联系进一步对该挠性传动元件的配置进行描述。
图7为对应于根据本发明的用于环形变压器的制造的方法的一个特定实施例的流程图。在下面的描述中，附图标记(也就是除了表示该方法的步骤的那些标记之外)涉及与前面附图，图1至6以及后面的图8至10中相同的附图标记。
在步骤S10中，线圈20围绕细长形状以及挠性材料的空心线轴10的外周布置。线圈20通过利用通用绕线机设置在适当的位置。
此后，在步骤S20中，将线轴10与围绕其缠绕的线圈20一起弯曲，因此线轴端部彼此相对，并且所述线轴的一个端部限定有开口30，磁心材料能够馈送通过该开口。
在本发明的优选实施例中，弯曲步骤通过包括多个棒或者管的装置或者系统来实现，多个棒或者管具有第一平直部分以及第二基本上环形的部分，线轴10穿在这些棒或者管上，所述棒或者管适于将不同的温度传递给线轴10，因此当线轴穿在所述棒或者管的第一平直部分上时，该线轴被加热，使得其更适于当其被推进在第二环形部分上时的弯曲。当已经成型为环形时，通过完全穿在第二环形部分上线轴10被冷却，因此得以形成和维持线轴的环形形状。在冷却线轴10之后，可以从棒或者管装置上移去该线轴10，并且进入程序的下一个步骤。
在步骤S30中执行的该方法的下一个主要操作是将磁性材料的带子40馈送通过所述开口30，因此所述带子40在所述线轴10内缠绕需要数量的紧密装配的绕组匝，直到所述线轴10的整个内部腔都基本上被填充，所述带子40因此形成磁心。
然而，在图7中概述的本发明的特定实施例中，连接馈送步骤S30，还执行许多附加步骤S21至S25，所有的这些步骤以不同的方式准备以及便于将带子40馈送进线轴10中，并且下面将对其进行更为详细的论述。此外，正如后面更详细的描述的，步骤S31至S36也以不同的方式便于将带子40馈送进线轴10中。
因此，在步骤S21中，在线轴10已经与围绕其的线圈20一起弯曲之后，首先预弯曲带子40的趋向于被首先馈送通过开口30的一端。
所述预弯曲操作优选通过设置在开口30外部的辊压设备执行，在图11中对其原理进行了说明。所述辊压设备也起到推动设备的作用，推动带子40朝向开口30并且通过开口30进入线轴10，进一步便于将磁心材料缠绕在线轴内部。由于预弯曲操作，在缠绕带子时，带子更好地适于努力朝向线轴的中心(也就是腔的内弯曲部)前进。换句话说，预弯曲步骤减少了松弛并且使得比较容易在线轴内部缠绕带子，因此降低了由于堵塞或者太大的摩擦或者类似的原因引起的断开或者卡住的风险。
此后，在步骤S22，为了当带子在所述线轴内部缠绕时便于所述带子40的滑动，首先为被馈送进线轴10的所述带子40的特定部分提供具有低摩擦系数的层，其中所述部分基本上对应于在所述带子40的面对线轴10的内部空腔的内弯曲部的侧面上的所述带子40的所述线轴10内部的第一缠绕绕组。
这时，涉及带子40的另外可能是停止或者阻塞的障碍被减少了。此外，该层用于将扭转力转换成夹持力，这导致不再需要象在例如美国专利4,779,812中，为了固定带子的最里面的绕组而将焊接头应用到带子上，不管怎样，由于具有围绕其的线圈的弯曲线轴的封闭结构构造的原因，利用根据本发明的方法应用焊接头是不适当或者甚至不可能的。
此外，所述带子的首先被馈送进线轴的所述部分优选基本上对应于在所述带子的在所述线轴内部的第一缠绕绕组。基本上带子的最里面的绕组直接地并且有效地与线轴紧密接触。将所述的低摩擦表面应用到附加绕组上能够事实上消除在线轴内部的绕组的连续收紧，从而存在带子堵塞或者带子缠绕的不够紧密的风险。
接着，在最优选实施例中，所述层由具有低摩擦系数的第一侧以及第二粘着侧的胶带提供。然而，在另一个实施例中，所述层可以包括具有低摩擦系数的涂层和流体的至少一个。
在步骤S23中，挠性传动元件50布置成其能够连续与所述带子40的最里面的绕组协作，因此当带子在所述线轴10中缠绕时，进一步便于带子40的滑动并且用以形成磁心。
在步骤S24中，中介装置布置成与所述带子40连接，用来调和在所述挠性传动元件50和所述带子40之间的协作，如图6中所示，所述中介装置越过与所述带子40的所述线轴40内部的最里面绕组的至少一小部分相对应的一个距离与所述挠性传动元件50接合。中介装置适于与带子40和挠性传动元件50两者接合，因此挠性传动元件50的移动被传送至带子40，因此可以更容易的将带子在线轴10内部缠绕。中介装置构造成使得其能够处理很大的摩擦力。
在本发明的最优选实施例中，如图10所示，所述中介装置100包括在步骤22中提供的所述层的从所述带子40凸出的部分。这尤其涉及一种情况，在该种情况中，所述层由固定到带子40的将要首先被馈送通过开口30进入线轴10的部分上的胶带提供。所述胶带固定成使胶带的粘着侧的一部分向带子40的外侧凸出，能够自由与挠性传动元件50接合，该挠性传动元件50在这种情况下优选能够包括线或者金属线。因此，所述中介装置100最优选包括胶带的粘着侧。然而，其它的实施例包括由粘合层、胶、槽、以及接合设备中的至少一个构成。
在图7示出的特定实施例中，所述方法在S25中提供的磁场中执行。还示出在图8中的磁场优选为可变磁场，该可变磁场由用于产生磁场的设备81提供，并且与现有技术相比，该可变磁场的存在具有至少两个主要优点。第一，磁场80提供具有粘着性的的带子40的绕组，因此当带子被缠绕在线轴中时，绕组彼此粘住。这提供了具有较佳电磁特性的紧密形成的磁心。第二，磁场80在所述带子上引起旋转力，进一步便于磁心的形成。这个尤其可以是这样的情况，如果磁场在沿着弯曲线轴10的不同区域具有交变的强度，则围绕主轴旋转环状线圈。
再次回到图7，在步骤S31中，经所述开口30注入介质，以便在所述的弯曲线轴10内部的外弯曲部与所述带子40之间产生可变间隙。
在步骤S32中，在步骤S31中注入的介质从线轴10中引出。实际上，在整个馈送步骤期间，步骤S31和S32同时并且差不多连续地执行。当带子40被缠绕在线轴10内部时，所述介质用来减小空心线轴10的内部腔的外弯曲部与带子之间的摩擦力。此外，所述介质具有借助于注入的介质的运动施加到带子40上的压力而推动带子40进一步向内移动的优点。所述介质优选由气体或者流体中的至少一种组成。然而，可能地是，介质也可以为固体，例如粉末。
在步骤S33中，在带子40已经被馈送通过开口30进入线轴10之后，在理想的长度处切断带子40，从而形成磁心。
在步骤34中，在步骤S23中布置的挠性传动元件50被移去。
在步骤35中，弯曲线轴10与线圈20一起布置在旋转装置上并以高速旋转。此后，突然地，在步骤S36中，基本上立即停止所述弯曲线轴10连通所述线圈20的旋转。由于这些操作(也就是步骤S35和S36)以不间断的顺序被执行，一个能够得易于转动惯量的原理，通过转动惯量原理的作用，带子40被推动穿过开口30进入线轴10并且以容易适于批量生产的目的的方式在单个操作中将带子本身在所述线轴10内部缠绕。
优选地，在已经将带子40馈送通过开口30之后在理想长度处切断带子40之后执行旋转步骤和停止步骤，因此带子40的仍然剩余在线轴10的外侧的部分能够被带入到线轴10的内部。这就允许在线轴10内部不留下未用的空间的情况下，线轴10利用磁心材料得到完全的填充，有时候这会降低环形变压器的效能。此外，如果带子40的一部分从线圈绕组的外侧的线轴的开口凸出，那么变压器的性能将是令人不满意的，并且绝缘需要将要冒着不被满足的风险。
在这个实施例中，所述旋转设备包括夹具，线轴20被布置到夹具上。所述夹具例如可以基本上由垫圈构成，该垫圈能够逐渐的充满例如增压空气之类的介质，以固定线轴10(并且垫圈能够被排空是为了从夹具上释放线轴10)。所述夹具适于以高速旋转，并且适于根据其的指令基本上立即停止。
这个过程也在图9中图示出，其中用带部分截面的上部透视图示出，从左到右，在状态A中正在制造的变压器布置在夹具90上并且用压缩介质91填充，在状态B中所述变压器被旋转，并且在状态C中所述变压器已经立即停止，从而带子40完全缠绕在线轴内部的适当位置，这样利用转动惯量原理形成磁心。
应该指出的是本发明并不限于上面描述的实现。前面的讨论仅仅描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将能够很容易地意识到可以在不脱离如权利要求中限定的本发明的精神的条件下进行各种改变以及修改。
例如，就根据本发明执行的方法而论，除了三个主要步骤S10、S20和S30之外，不是上面描述的所有步骤都需要被顺序执行。其它任何步骤都可以被全部或者部分省略或者修改。此外，所述步骤不需要根据上面的时间次序执行，而是可以在彼此之后的各种不同的组合来执行。
此外，线轴能够包括将要共同形成整个线轴10的至少两个分开的制造部分。如一个例子，至少两个部分的一个可以保持初级绕组并且至少两个部分的另一个能够保持次级绕组。缠绕操作之前或者在缠绕操作之后，至少两个线轴部分能够通过与图2中详细描述的连接装置类似的装置连接到一起。仍然在这个情况中，绕组在连接或者没连接的平直线轴部分周围产生。
可能的修改的另一个例子是除了可以通过通用绕线机执行绕线轴缠绕线圈以外，也可以通过手动执行。
权利要求
1.一种用于环形变压器的制造方法，该方法包括步骤围绕至少一个细长形状和挠性材料的空心线轴的外周布置线圈；弯曲所述至少一个线轴和所述线圈，以使所述线轴的端部彼此相对，所述线轴的一个端部限定有开口；以及将磁性材料的带子馈送通过所述开口，从而所述带子在所述线轴内部缠绕需要数量的紧密装配的绕组匝，直到基本上所述线轴的整个内部腔被填充为止，由此所述带子形成磁心。
2.根据权利要求1所述的方法，包括附加步骤在已经将所述带子馈送通过所述开口之后，在理想长度处切断所述带子。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括附加步骤在将要首先被馈送通过所述开口的一端预弯曲所述带子。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括附加步骤为所述带子的首先被馈送进线轴的一部分在面对线轴的内部空腔的内弯曲部的一侧上提供具有低摩擦系数的层，以便当所述带子在所述线轴内部缠绕时便于所述带子的滑动，所述带子的首先被馈送进线轴的一部分基本上对应于所述带子的在所述线轴内部的第一缠绕绕组。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述层由具有低摩擦系数的第一侧和第二粘着侧的胶带、具有低摩擦系数的涂层以及流体的至少一个提供。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括附加步骤布置挠性传动元件，以便该挠性传动元件与所述带子的最里面的绕组持续协作，当带子在所述线轴内部缠绕时进一步便于所述带子的滑动，从而形成磁心。
7.根据权利要求5或6所述的方法，包括附加步骤布置与所述带子连接的中介装置，该中介装置用来调和所述挠性传动元件和所述带子之间的协作，所述中介装置越过与所述带子在所述线轴内部的最里面绕组的至少一小部分相对应的一个距离与所述的挠性传动元件接合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述中介装置包括所述层的从所述带子凸出的部分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，将所述的磁性材料的带子馈送通过所述开口的步骤进一步包括使所述弯曲线轴与所述线圈一起转动；以及基本上立即停止所述弯曲线轴连同所述线圈的旋转。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，将所述的磁性材料的带子馈送通过所述开口的步骤进一步包括经所述开口注入介质，由此在位于弯曲位置的所述空心线轴内部的外弯曲部与所述带子之间形成可变间隙；以及将所述介质从所述空心线轴中引导出来。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述方法在磁场中执行。
12.一种用于环形变压器的制造的线轴，该线轴基本上包括细长管，其特征在于所述细长管由挠性材料制成并且适于弯曲，因此可以使所述细长管的端部彼此相对，所述细长管的所述端部中的一个限定有开口；以及所述细长管具有基本为矩形的内部空心截面。
13.一种用于环形变压器的制造的系统，该系统包括用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的用于环形变压器的制造方法的装置。
14.一种用根据权利要求1至11中任一项所述的用于环形变压器的制造方法制造的环形变压器。
15.根据权利要求14所述的环形变压器，用在例如适配器的电气设备中。
全文摘要
本发明涉及一种用于环形变压器的制造的新颖并且有效的方法、用于环形变压器的制造的线轴以及用来实现所述的环形变压器的制造方法的系统。所述的用于环形变压器制造的方法具有能够自动化批量生产的优良特性并且包括步骤围绕至少一个细长形状和挠性材料的空心线轴的外周布置线圈；弯曲所述至少一个线轴和所述线圈，以使所述线轴的端部彼此相对，所述线轴的一个端部限定有开口；以及将磁性材料的带子馈送通过所述开口，从而所述带子在所述线轴内部缠绕需要数量的紧密装配的绕组匝，直到基本上所述线轴的整个内部腔被填充为止，由此所述带子形成磁心。
文档编号H01F41/02GK1816885SQ200480019047
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年7月4日
发明者J·埃克勒夫, A·艾里克松 申请人:泛动力股份公司