Grundlagen zum Wickeln von Transformatoren.




Jeder Radio- und Verstärker - Bastler kommt irgendwann an den Punkt, wo er einen Transformator benötigt um damit ein altes Radio, dessen Transformator durchgebrannt ist, wieder in's "Leben" zu bringen - oder er braucht für einen Röhren-Verstärker einen Netztransformator ; auch Ausgangs-Übertrager und Netzdrosseln werden benötigt.

Es gibt drei Möglichkeiten hierfür :
1.) Man besorgt sich einen alten Transformator, z.B. von einem ausgeschlachteten Radio - hier steht man aber meist vor dem Problem daß die Spannungen nicht genau stimmen.
2.) Man kann einen Transformator kaufen - auch hierbei steht man meist vor dem gleichen Problem daß der angebotene Transformator nicht genau den Anforderungen entspricht, zudem teuer ist - ein Transformator nach Wunsch anfertigen zu lassen meist sogar extrem teuer wird - und
3.) die Möglichkeit, sich einen Transformator selber zu wickeln
- hierbei hat man dann noch die Möglichkeit, einen vorhandenen Netztransformator - der die richtige Blechpaketgröße aufweist - durch Um-Wickeln auf die erforderlichen Betriebswerte zu bringen.

Meist fehlt aber das hierfür notwendige Wissen welches Bedingung ist um einen Transformator erfolgreich zu berechnen und zu wickeln.

Hier wird es für den ambitionierten Bastler nun so richtig Interessant !

Ich habe mich mit einem guten Freund "zusammengesetzt" und haben gemeinsam an diesem Artikel gearbeitet (genauer gesagt : die Excel - Tabellen für die Berechnungen hat Frank geschrieben).

Liebe Bastelfreunde, ich kann Euch versichern : diese Excel Tabellen sind nicht Virenverseucht - Ihr könnt sie vollkommen beruhigt auf Eurem Rechner öffnen !!

- Wir haben ganz bewußt das Excel 4-Format gewählt - es ist eine alte Version und wer ein neueres Excel besitzt wird keine Schwierigkeiten mit dieser Tabelle haben. Excel ist abwärtskompatibel. - Hätten wir aber ein aktuelles Excel dazu herangezogen hätte der, der nur ein älteres besitzt keine Möglichkeit, diese Tabellen zu nutzen.

Mit der ersten Tabelle nun wird es ein leichtes sein, durch Eingabe der Röhren mit ihren Daten, welche man aus dem Röhrenhandbuch entnimmt, den richtigen Transformator zu ermitteln. - Die erste Excel-Tabelle ist also eine, mit welcher man den richtigen Netz-Transformator (Metallpaket-Größe) ermittelt.

Es folgen weitere Excel-Tabellen, mit welche Ausgangsübertrager - sowie mit noch einer weiteren - auch Netz-Drosseln berechnet werden können.

Leider lassen sich Excel-Tabellen nicht aus dem Internet heraus öffnen ! - Man muß, um an diese (insgesamt vier) Tabellen zu kommen, diesen Link - "Tabellen.zip " - mit der linken Maustaste anwählen. Im nun folgenden Menuepunkt "Datei auf Datenträger speichern" nur noch das Ziel-Laufwerk, also eine Festplatte auf Ihrem heimischen Computer, bestimmen. Danach wird diese ZIP-Datei auf Ihren Rechner kopiert, auf die von Ihnen vorbestimmte Festplatte. Diese Zip-Datei muß nun nur noch entpackt ("entzippt") werden, danach haben Sie die vier Excel-Tabellen zu Ihrer Verfügung.
- Leider etwas umständlich - aber nicht zu ändern (ich wüßte zumindest nicht, wie) - aber : es lohnt sich !!


Hinweis !! In der Tabelle für die Netztrafo-Berechnung die sich auf die E I - Kerne bezieht, sind die angegebenen Werte noch auf die vor einigen Jahren gültigen 220 Volt angegeben, hier muß man darauf achten daß man sich die Primärwicklungen auf 230 Volt umrechnet! Sobald ich die Umrechnungen hierfür fertig habe werde ich diese Tabelle - wie ich es bereits schon für die M-Kerne machte - umgehend aktualisieren.
Weiterhin können alle diese Tabellen die ich hier vorstelle nur Näherungswerte darstellen. Man muß auch schon mal seinen eigenen Kopf zum Nachdenken hierbei bemühen, - wer sich nicht sicher ist, wie und was er macht der sollte in jedem Fall zu einer Trafowickelei gehen.

Jetzt aber erst einmal zur ersten Excel-Tabelle "Trafo.xls" für die Berechnung der Leistungsaufnahme in VA (Watt) und daraus folgernd der Paketgröße des Transformators.

- Noch eine Anmerkung : Die Tabellen sind vor versehentlichem Löschen von Zeilen und Texten außerhalb des rot umrandeten Tabellenfeldes geschützt. - Würde hier etwas versehentlich gelöscht würde die gesamte Tabelle nicht mehr funktionieren. - Da mein Freund Frank das Programm anfangs nur für mich schrieb sind noch kleine Anmerkungen, wie mein Name Jochen etc. in der Tabelle enthalten - ich habe es, der Einfachheit halber, so belassen..
Die Tabellen erklären sich weitestgehend von selbst, auf weitergehende Erläuterungen kann man hier wohl verzichten.

Ist der Transformator anhand der Tabelle ermittelt, stellt sich die Frage nach den eigentlichen Wickeldaten.
Die Fragen sind die, wieviele Windungen man pro Volt wickeln und wie dick der Draht bei dem benötigten Strom sein muß.
Hier kann man aus den nachfolgenden Tabellen die benötigten Daten entnehmen. Die erste nachfolgende Tabelle steht für Transformatoren mit Blechpaketen im E / I - Schnitt. - Diese bestehen aus zwei Blechformen, einem in E-Form und einem geraden Blechstreifen, die I - Form. Hier werden je ein E-förmiges Blech gegensinnig aufeinander geschichtet, dazwischen, an den Enden, werden die entstehenden Zwischenräume zwischen den einzelnen Lagen mit dem I-förmigen Blech aufgefüllt.
In der darauf folgenden Tabelle werden Transformatoren mit Blechpaketen im M-Schnitt, deren Bleche wie ein M geschnitten sind, berechnet. Das M-förmige Blech bringt seinen Abschluß dagegen selber mit - es ist wie ein unterstrichenes M geformt. Auch diese Bleche werden immer gegensinnig aufeinander geschichtet.
- Am Ende dieses Artikels werde ich ein paar Skizzen zeigen, in denen man die verschiedenen Blechformen sowie des Zusammensetzens - das Aufeinanderschichten - gut erkennen kann.

Zuvor jedoch ein Skizze mit Tabelle, die die Bemaßung der M- und EI-Bleche zeigt:





Transformatoren mit Blechpaketen im E / I - Schnitt (Tabelle 1)

EI 48

EI 54

EI 60

EI 66

EI 78

EI 84a

EI 84b

EI 106a

EI 106b

EI 130a

EI 130b

maximale Leistung

VA

5

10

15

20

35

50

75

100

140

230

280

Blechhöhe (mit Joch)

mm

40

45

50

55

65

70

70

88

88

105

105

Blechbreite

mm

48

54

60

66

78

84

84

105

105

130

130

Paketstärke

mm

16

18

20

22

26

28

42

35

45

35

45

Eisenquerschnitt

cm²

2,54

3,24

4

4,8

6,8

7,8

11,8

12,3

15,8

12,3

15,8

Eisenweglänge

cm

9,6

10,8

12

13,2

15,6

16,8

16,8

21

21

27

27

Zungenbreite

mm

16

18

20

22

26

28

28

35

35

35

35

ausnutzbare Fensterhöhe

mm

21,5

24,5

27

30

35

38

38

49

49

66

66

ausnutzbare Fensterbreite

mm

6

7

8

9

10,5

11,5

11,5

21

21

27

27

Windungslänge, innen

cm

8

9,3

10,3

11,3

13,2

14,1

17,1

17,6

19,9

20,2

22,2

Windungslänge, Mitte

cm

9

10,3

11,6

12,5

14,7

15,9

18,9

21,7

23,5

23,9

25,9

Windungslänge, außen

cm

10,1

11,2

12,5

13,8

16,3

17,6

20,6

25,1

27,3

27,7

29,7

Fensterquerschnitt (brutto)

cm²

1,92

2,43

3

3,6

5,1

5,9

5,9

13,4

13,4

21

21

Wirkungsgrad

Prozent

65

68

72

75

78

81

83

85

87

90

91

Blechzahl bei 0,35 mm

Stück

43

49

54

60

70

75

109

95

118

95

118

Blechzahl bei 0,5 mm

Stück

27

31

34

37

44

48

75

60

78

61

78

Spannung je Windung

mV/Wdg.

57

74

92

110

156

180

275

284

365

284

365

Windungen je Volt

Wdg./Volt

17,5

13,6

10,9

9,1

6,5

5,6

3,7

3,5

2,7

3,5

2,7

Wingszahl 220V primär

Wdg./220V

3850

3000

2400

2000

1430

1250

815

770

595

770

595

Wingszahl 220V sekundär

Wdg./220V

4400

3400

2650

2200

1550

1350

865

800

610

800

610

Wingszahl 6,3 V sekundär

Wdg./6,3V

125

100

75

64

45

37

24

22

17

22

17

Transformatoren mit Blechpaketen im M - Schnitt (Tabelle 2)

M 42

M 55

M 65

M 74

M 85a

M 85b

M 102a

M 102b

maximale Leistung

VA

4

12

25

50

70

100

120

180

Blechbreite, -höhe

mm

42

55

65

74

85

85

102

102

Paketstärke

mm

15

20

27

32

32

45

35

52

Eisenquerschnitt

cm²

1,8

3,4

5,4

7,4

9,4

13

12

18

Eisenweglänge

cm

10,2

13,1

15,5

17,6

19,7

19,7

23,8

23,8

Zungenbreite

mm

12

17

20

23

29

29

34

34

ausnutzbare Fensterhöhe

mm

7

8,5

10

12

11

11

13,5

13,5

ausnutzbare Fensterbreite

mm

26,4

33,5

37

44

49

49

61

61

Windungslänge, innen

cm

7

9,3

11

12,8

14

15,4

16

19,3

Windungslänge, Mitte

cm

9,2

12

14,4

16,5

17

18,4

19,8

23,2

Windungslänge, außen

cm

11,1

13,8

16,7

19,8

20,3

21,7

23,5

27,1

Fensterquerschnitt (brutto)

cm²

2,7

4

5,6

7,1

7,5

7,5

11,5

11,5

Wirkungsgrad

Prozent

60

70

77

83

84

85

87

89

Blechzahl bei 0,35 mm

Stück

41

54

72

86

86

118

95

138

Blechzahl bei 0,5 mm

Stück

26

34

46

55

55

78

60

90

Spannung je Windung

mV/Wdg.

45

88

134

184

232

320

298

440

Windungen je Volt

Wdg./Volt

22,1

11,4

7,5

5,4

4,3

3,1

3,3

2,3

Wingszahl 235V primär

Wdg./235V

5235

3100

1760

1280

1025

730

780

535

Wingszahl 220V sekundär

Wdg./220V

6400

2980

1790

1280

1010

715

770

510

Wingszahl 6,3 V sekundär

Wdg./6,3V

190

87

52

37

29

20

22

15

Stromdichte innen (prim.)

A/mm²

4,5

3,8

3,3

3,0

2,9

2,6

2,4

2,3

Stromdichte außen (sek.)

A/mm²

5,2

4,3

3,6

3,3

3,3

3,0

2,8

2,7


Siehe auch das folgende Diagramm "Leistung / Stromdichte" :



Die Tabellen enthalten auch bereits die für den jeweiligen Transformatortyp benötigten Wickeldaten für die 235-Volt-Primär-Wicklung, wodurch man hierfür nichts mehr berechnen muß. - Auch die Wickeldaten für eine 235-Volt- sowie eine 6,3-Volt-Sekundärwicklung sind schon mit angegeben, weil diese die am häufigsten benötigten Wicklungen sind.

Wichtiger Hinweis : In den Tabellen ist die jeweilige Fensterhöhe und -breite des jeweilig verwendeten Blechpaketes angegeben. Wenn der Kupferdraht nicht stramm genug gewickelt wird, kann es leicht passieren, daß der verfügbare Raum zu klein wird.. - und dann war die ganze Arbeit umsonst.
Es ist daher also dringendst zu empfehlen, den Drahtquerschnitt vorher überschlägig zu berechnen (z.b. 1,0 mm dicker Draht, Lage auf Lage, zu 10 Lagen = 10 mm plus Zugabe von ca. 0,5 mm = 10,5 mm Höhe, bei strammem Wickeln).
Auch die angegebene Voltzahl / pro Windung ist nur eine ca. - Angabe, es kann ohne weiteres passieren, daß man trotz genauer Berechnung und genauem Wickeln zum Schluß vielleicht 0,3 oder 0,5 Volt zu wenig hat.
Ich empfehle immer, etwa 1 - 5 Windungen mehr aufzuwickeln, je nach Höhe der Ausgangsspannung. - Ein zuviel an Spannung kann man leicht ausgleichen - ein zuwenig bleibt aber zu wenig !!

Mit der nachfolgenden Tabelle wird die Kupferdrahtstärke für den jeweils benötigten Strom (in Ampere) ermittelt :
Der erste Tabellenteil gilt von einer Drahtstärke von 0,03 mm bis zu 0,37 mm Durchmesser.

Tabelle zur Ermittlung des erzielbaren Höchst-Stromes ( Ampere) für den verwendeten Kupferdraht

Nenndurchmesser

 

mm

Durchmesser

für CuL

mm

Nenn-Querschnitt

mm²

Widerstand

pro Meter

Ohm

Windungszahl

je cm²

Wdg.

0,03

0,045

0,0007

24,82

45000

0,04

0,055

0,0013

13,96

25000

0,05

0,062

0,0020

8,94

20000

0,06

0,075

0,0028

6,21

15000

0,07

0,085

0,0039

4,56

11000

0,08

0,095

0,0050

3,49

9000

0,09

0,108

0,0064

2,76

7000

0,10

0,115

0,0079

2,23

6000

0,11

0,13

0,0095

1,84

5000

0,12

0,14

0,0113

1,55

4400

0,13

0,15

0,0133

1,32

3600

0,14

0,16

0,0154

1,14

3200

0,15

0,17

0,0177

0,99

2800

0,16

0,18

0,0211

0,87

2500

0,17

0,19

0,0227

0,773

2250

0,18

0,20

0,0254

0,689

2000

0,19

0,21

0,0284

0,619

1800

0,20

0,22

0,0314

0,557

1650

0,21

0,23

0,0346

0,507

1500

0,22

0,24

0,038

0,460

1400

0,23

0,25

0,042

0,422

1300

0,24

0,26

0,045

0,388

1250

0,25

0,27

0,049

0,357

1100

0,26

0,285

0,053

0,330

1000

0,27

0,295

0,057

0,306

950

0,28

0,305

0,062

0,285

870

0,29

0,315

0,066

0,266

800

0,30

0,33

0,071

0,248

770

0,31

0,34

0,075

0,232

720

0,32

0,35

0,080

0,218

690

0,33

0,36

0,086

0,2051

650

0,34

0,37

0,091

0,1932

600

0,35

0,38

0,096

0,1824

580

0,36

0,39

0,102

0,1724

540

0,37

0,40

0,108

0,1632

520


Der folgende Tabellenteil gilt für Drahtstärken von 0,38 mm bis zu 2,5 mm Durchmesser :

Nenndurchmesser

 

mm

Durchmesser

für CuL

mm

Nenn-Querschnitt

mm²

Widerstand

pro Meter

Ohm

Windungszahl

je cm²

Wdg.

0,38

0,41

0,113

0,1547

500

0,39

0,42

0,120

0,1469

475

0,40

0,43

0,126

0,1396

450

0,42

0,45

0,139

0,1266

420

0,43

0,46

0,145

0,1209

390

0,45

0,48

0,159

0,1103

370

0,47

0,50

0,173

0,1012

330

0,48

0,51

0,181

0,0970

320

0,50

0,54

0,196

0,0894

300

0,55

0,59

0,238

0,0738

250

0,60

0,64

0,238

0,0621

210

0,65

0,69

0,334

0,0562

180

0,70

074

0,385

0,0455

160

0,75

0,79

0,444

0,0395

140

0,80

0,84

0,504

0,0348

120

0,85

0,90

0,570

0,0318

110

0,90

0,93

0,636

0,0275

100

0,95

1,00

0,711

0,0246

90

1,00

1,05

0,786

0,0223

83

1,10

1,16

0,951

0,0184

67

1,20

1,26

1,131

0,0155

55

1,30

1,36

1,329

0,0132

45

1,40

1,46

1,540

0,0114

40

1,50

1,56

1,770

0,0099

33

1,60

1,66

2,015

0,0087

28

1,70

1,76

2,275

0,0077

24

1,75

1,81

2,365

0,0073

20

1,80

1,86

2,545

0,0069

17

1,90

1,96

2,840

0,0062

14

2,00

2,07

3,142

0,0056

12

2,20

2,27

3,800

0,0046

10

2,50

2,57

4,910

0,0036

7



Wie ich nun erfuhr, ist diese metrische Tabelle inzwischen nicht mehr gültig - die Drahtstärken werden nicht mehr nach den metrischen Maßen sondern anch den Zoll-Maßen angegeben, der "Gauges" - Tabelle.
Der folgende Link zeigt, sauber ausgearbeitet, eine solche (AWG, American Wired Gauges) Tabelle:
www.ken-gilbert.com/techstuff/AWG_WIRE_TABLE.html

Und nun, nach all den Tabellen und Daten, noch ein kleines bißchen wichtiges Grundlagenwissen - damit der Bastler auch weiß, wie (in den Excel-Tabellen) bei einer bestimmten benötigten Spannung und Strom ein bestimmter Transformator ermittelt wird.
- Zunächst muß man wissen, daß die Ausgangs-Wechselspannung (für die Anodenspannung) hinter dem Vollweggleichrichter sowie dem Sieb-Elektrolyt-Kondensator in etwa mit dem Faktor 1,41 multipliziert wird. - Will man also eine Anodenspannung von 250 Volt zur Verfügung haben, muß diese erst durch den Faktor 1,41 geteilt werden, also wird hierfür eine Wicklung für eine Wechselspannung von ca. 180 Volt benötigt.

- Einmal angenommen, für eine bestimmte Anwendung benötigt man 350 Volt Anodenspannung, = 250 Volt Wechselspannung, bei einer Stromstärke von 75 mA sowie eine Heizspannung von 6,3 Volt mit 0,6 Ampere sowie eine weitere Heizspannung von 6,3 Volt mit 2,5 Ampere.
Die Rechnung wird also so aussehen:
250 V x 0,075 A = 18,8 VA
6,3 V x 2,5 A = 15,7 VA
6,3 V x 0,6 A = 3,8 VA
Nach dieser Berechnung ergibt sich eine Leistung P = 38,3 VA, nach der Tabelle aus dem Telefunken Laborbuch Band 1 Seite 192 ist das ein Kern M 74 (Zeile 2) was einer Eingangsleistung von 48 VA (Zeile 1) entspricht. Der Eingangsstrom bei Vollast ist somit P / U = 48 Watt / 235 Volt = 0,204 Amp. Dieses ist ein Drahtdurchmesser (s. Berechnung des Drahtdurchmessers und der Tabelle 2 Stromdichte prim.= von 0,3 mm.

Nun geht es an die Berechnung der Windungszahlen:
Prim. Windungen 235 Volt, nach Tabelle 2 = 1280.
Sek. Anodenwicklung 250 Volt mal 5,4 = 1360 Wdg.
Sek. Heizspannung (Tabelle 2) 6,3 Volt / 2,5 Amp., = 37 Wdg.
Sek. Heizspannung (Tabelle 2) 6,3 Volt / 0,6 Amp., = 37 Wdg.

Endgültige Wickeldaten des Trafos :

Prim. 235 Volt = 1280 Wdg. - 0,3 mm Cu
Sek. 250 Volt / 0,075 Amp. = 1360 Wdg. - 0,18 mm Cu
Sek 6,3 Volt / 2,5 Amp. = 37 Wdg. - 1,0 Cu
Sek. 6,3 Volt / 0,6 Amp. = 37 Wdg. - 0,48 mm Cu.

Bei der Berechnung der Drahtdurchmesser liegen eine primäre Stromdichte von 3,0 und eine sekundäre von 3,3 zugrunde.



Hier die vorhin erwähnte Telefunken-Laborbuch Band 1-Tabelle:



(Ich mußte die Tabelle mittig trennen und sie hier in zwei Teile getrennt übereinander stellen. Es wäre, der besseren Übersicht wegen, vorteilhaft sie ausgedruckt nebeneinander zu bringen.

Und nun geht's zum Kapitel Ausgangs-Übertragern - zu der entsprechenden Excel-Tabelle "Uebertrager.xls" zur Berechnung für Ausgangsübertrager-Trafo's im Eintakt - (A -) Betrieb.

Auch für Übertragertrafo's gelten die gleichen Regeln wie für Netztrafo's - strammes Wickeln ist auch hier erforderlich, auf die Fenstergröße achten! - Da aber, bei A - Betrieb, über die Primärspule eine Gleichspannung fließt, ist unbedingt zur Vermeidung der Gleichstrom-Vormagnetisierung ein Luftspalt erforderlich. Aus diesem Grund kann man für Ausgangs-Übertrager nur EI - Kerne verwenden !!

- Gleiches gilt übrigens auch für Netz-Drosseln, wie sie in der nachfolgenden Excel-Tabelle "Drossel.xls" beschrieben werden - auch hier muß auf einen Luftspalt geachtet werden, aus diesen Gründen kann auch für eine Netzdrossel nur ein EI - Kern verwendet werden. Bei der Drossel ist auch, genau wie bei der entsprechenden Berechnung für den Ausgangsübertrager, der eingegebene Luftspalt durch 2 zu teilen. - Wird z.B. ein Luftspalt von 2 mm eingegeben, wird der tatsächlich einzustellende Wert bei der fertigen Drossel auf 1 mm eingestellt.
Hinweis : Der beschriebene "Luftspalt" ist der Spalt zwischen dem Haupt-Blechpaket, dem "E" und dem "I" eines EI - Kerns; hierzwischen wird ein Pertinax - Streifen gelegt der den Abstand zwischen den Blechpaketen vergrößert. Hieraus ergibt sich bei Drosseln - und auch bei Übertrager-Tafo's - durch den höheren Gauss'schen Wert ein deutlich höherer Wirkungsgrad und als Resultat davon kann ein kleinerer Trafo-Typ gewählt werden. Auch ist es - logischerweise - bei Blechschichtungen die einen Luftspalt bekommen müssen wichtig, sie hier nicht gegensinnig aufeinander zu schichten - hier müßen alle E-Bleche in gleicher Lage geschichtet werden, die I-Bleche dann, auch in gleicher Schichtlage, auf der anderen Seite, um das offene "E" dadurch zu schließen (siehe auch die Skizzen am Ende dieses Artikels).

In dieser Tabelle (für die Drosseln) - oben rechts - kann zusätzlich die in der Schaltung vorhandene Brummspannung berechnet werden, in Verbindung mit dem Lade- und dem Sieb-Elektrolytkondensator. Hier kann man auch gut das Zusammenspiel - größerer Luftspalt = kleinerer magnetischger Fluß erkennen, wie der magnetische Fluß in die Berechnung der Brummspannung einfließt - einfach mal etwas mit der Tabelle herumspielen - es erklärt sich fast von selbst und man kann dabei eine ganze Menge dieser Zusammenhänge erlernen!
Wird der erforderliche Strom - im Kopf der Tabelle - eingetragen, kann man - unterhalb der Tabelle - als Ergebnis die anliegende Brummspannung direkt ablesen !
Wird der Lade- und/oder der Sieb-Elko verändert, ändert sich auch die Brummspannung. Somit hat man von vorneherein die Möglichkeit, die Größe der Elko's (die Kapazität) zu berechnen um die anliegenden Brummspannungen so gering wie möglich zu halten. - Eine feiner, äußerst nützlicher Zusatz... !!

Und nun zu der angekündigte Excel-Tabelle "Netztrafo.xls" zum Berechnen der Primär-Wicklung eines Netztransformators, nachdem die Sekundär-Wicklungen und der Kerntyp anhand der vorherigen Tabellen ermittelt wurden.
Zum Abschluß nachträglich noch eine Excel-Tabelle, die den verfügbaren Wickelraum berechnet. - Man weiß ja sonst nie so genau, ob der Transformator, den man sich ausgesucht hat (anhand der Tabellen) auch die benötigte Menge Draht aufnehmen kann - inclusive der Isolier-Lagen. Mit dieser Tabelle "Wickelraum.zip zur Berechnung des verfügbaren Wickelraumes (Frank, besten Dank!) - ist es kein Problem mehr !
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Holm schrieb im Forum diesen sehr wertvollen Tip:

Brummen im Output kann einen im SE Verstärker schon ganz schön nerven.
Ich hatte am unbelasteten 4 Ohm Ausgang an meinem 6C33C 40mv Uss 100Hz Brummen. Schuld war die im Prinzip zu kleine Drossel.
Also habe ich die Drosseln noch mal gewickelt, etwas dünneren Draht, die Drosseln haben jetzt 3,5H,47Ohm und vertragen 300mA. Ergebnis: noch 20mV Brumm....
Danach viel mir noch ein, daß ich zu DDR Zeiten mal gelesen habe, daß sich aus einem Klingeltrafo deutlich höhere Leistungen ziehen lassen, wenn man diesen in Resonanz betreibt, also kam ich auf die Idee die Drossel durch einen Kondensator zu einem 100Hz Parallelresonanzkreis zu ergänzen, dieser währe ja genau bie 100Hz am hochohmigsten...
Heute ausprobiert (hatte ca 1 µF geschätzt) - der optimale Kondensatorwert liegt bei 0,6 µF, habe also 2 Stck. 0.33er MKT's parallelgeschaltet. Restbrumm ist jetzt 5 mV Uss, allerdings keine sinusförmigen Beulen mehr, sondern "breite Nadeln". Man muß jetzt in die Lautsprecher kriechen, wenn man noch was höhren will.
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Dieses waren nun die - rein rechnerischen - Vorbereitungen, die notwendig sind um einen Transformator zu wickeln - oder auch nur Umzuwickeln. Der praktische Vorgang, das Wickeln selber, muß jedem selber überlassen bleiben.
Der eine wird sich eventuell für die reine "Hand-Arbeit" entscheiden - also das Wickeln von Hand, was sehr sehr mühsam und Zeitaufwändig ist - von den Blasen an den Fingern ganz zu schweigen. Sollte aber nur ein Transformator umgewickelt werden, ein paar Wicklungen geändert werden, ist diese Methode sicherlich nicht ganz abwägig.
Die andere Möglichkeit ist das maschinelle Wickeln. Derjenige, der Beziehungen zu einer Anker- oder Transformatorwickelei hat ist hier sicherlich fein raus.. - für die meisten trifft dieses aber leider wohl nicht zu. Deshalb muß man sich hier mit einer Eigenkonstruktion behelfen. Der Fantasie und dem Geschick des einzelnen sind hier kaum Grenzen gesetzt - mit einer Konstruktion mit einem langsam laufenden Accu-Schrauber oder einem Motor mit einem Getriebe - mit einer anschließenden Konstruktion die den Wickelkörper für den Draht frei hält, mit angeschlossenem Zähler (einem mechanischen oder einem elektronischen..), hier ist jeder für sich selbst gefordert.
Der Ziel und der Grund dieses Artikels sollte es auch nur sein, jedem, der einen Trafo (Um-) Wickeln will, das hierfür notwendige Grundlagenwissen zu vermitteln. - Ich hoffe sehr, dieses ist uns - Frank und mir - hiermit gelungen !

Ich würde mich - selbstverständlich !! - sehr darüber freuen, wenn mir vom einen oder anderen einfache und leicht nachzubauende Wickelkonstrukte zugesendet werden, in Wort (Schrift) und Bild, um sie anderen interessierten Besuchern meiner Homepage für den Nachbau vorzustellen.

- Also los, Ihr Bastler ! Zeigt mir - zeigt uns allen, was Ihr so drauf habt !!

Und nun, wie oben angekündigt, zum Schluß noch ein paar Skizzen die die einzelnen Blechformen zeigen.



Die Schichtung des M-Blechpaketes ist etwas komplizierter - die Mittel-Zungen müssen jeweils leicht hochgebogen werden, damit sie über den Wickelkern mit den Kupferwicklungen geschoben werden können. - Mit etwas Übung geht es aber doch ziemlich gut "von der Hand"...


Das folgende Bild zeigt eine (heute bereits antiquarisch zu nennende) Seite, die auch Trafoberechnungsbeispiele zeigt:



Ein Besucher meiner Homepage - Milan - sandte mir per E-Mail folgende Zeilen, die ich - weil sehr interessant - keinem vorenthalten möchte :
,,Mit dem Trafowickeln habe ich`s vor einiger Zeit auch mal probiert, mit mäßigem Erfolg, aber darum soll es jetzt nicht gehen. Meine dafür gebaute Wickeleinrichtung verdiente den Namen auch nicht - hatte aber einen sehr leicht zu realisierenden Zähler.
Und darum soll es gehen, die Idee ist nicht wirklich neu, aber gut: Man nehme einen billigen Taschenrechner, führe die Kontakte der "=" Taste mit zwei Drähten heraus (anlöten) und verbinde sie mit dem Geberkontakt der Wickelmaschine.
Tippt man nun eimal 1 + 1 ein, so wird nach der ersten Umdrehung eine 2 erscheinen und sich bei jeder weiteren Umdrehung um einen Zähler erhöhen. Dieses geht leider nicht mit allen Taschenrechnern - und ist nicht unbegrenzt Hochgeschwindigkeitstauglich - aber ich wollte die Idee einfach mal loswerden. "
- Wie ich (Jogi) - finde - ein durchaus beachtenswerter Vorschlag !

Die Wickeldaten der VE-Netztransformatoren

Die Anschlußbezeichnungen beziehen sich auf die folgende Netztrafo-Skizze :


Netztransformator zum Gerät VE 301 dyn

(Leerlaufstrom: 220 V max. 80 mA)

Primär

110, 130 und 220 V (50Hz);

Wicklungen a, b, c

Sekundär

1 x 350 V, 24 mA (Wicklung d)

1 x 4 Volt, 1,0 A (Wicklung e)

1 x 4 Volt, 1,4 A (Wicklung f)

Windungszahlen

Wicklung a

600 Wdg. 0,32 CuL

Wicklung b

115 Wdg. 0,32 CuL

Wicklung c

500 Wdg. 0,24 CuL

Wicklung d

2100 Wdg. 0,10 CuL

Wicklung e

24 Wdg. 0,60 CuL

Wicklung f

24 Wdg. 0,70 CuL

 

Netztransformator zum Gerät VE 301 W

(Leerlaufstrom: 220 V max. 60 mA)

Primär

110, 130 und 220 V (50Hz);

Wicklungen a, b, c

Sekundär

1 x 300 V, 24 mA (Wicklung d)

1 x 4 V, 350 mA (Wicklung e)

1 x 4 V, 1,3 A (Wicklung f)

Windungszahlen

Wicklung a

750 Wdg. 0,24 CuL

Wicklung b

150 Wdg. 0,24 CuL

Wicklung c

680 Wdg. 0,18 CuL

Wicklung d

2400 Wdg. 0,08 CuL

Wicklung e

34 Wdg. 0,35 CuL

Wicklung f

34 Wdg. 0,70 CuL

 

Netztransformator zum Gerät VE 301 Wn

(Leerlaufstrom: 220 V max. 60 mA)

Primär

110, 130 und 220 V (50Hz);

Wicklungen a, b, c

Sekundär

1 x 300 V, 12 mA (Wicklung d)

1 x 4 V, 350 mA (Wicklung e)

1 x 4 V, 0,95 A (Wicklung f)

Windungszahlen

Wicklung a

795 Wdg. 0,24 CuL

Wicklung b

160 Wdg. 0,24 CuL

Wicklung c

625 Wdg. 0,18 CuL

Wicklung d

2400 Wdg. 0,08 CuL

Wicklung e

32 Wdg. 0,35 CuL

Wicklung f

32 Wdg. 0,70 CuL


Rechnet man die Trafowerte zusammen, ergibt sich für den VE 301 dyn ein Wert von 21 Watt, hier wird also ein Trafokern M 65 oder EI 78 benötigt. Bei dem VE 301 W kommt man auf 12 Watt, hier ist es ein M 55 oder ein EI 60; gleicher Trafokern ergibt sich bei dem VE 301 Wn - obwohl sich hier nur 10 Watt bei der Berechnung ergeben.

TIP ! Die Firma HSGM vertreibt, wie ich in Erfahrung bringen konnte, heute die guten alten Engel - Transformatoren, Drosseln und Ausgangsübertrager in der altbekannten überragenden Qualität, sogar die alten Bezeichnungen, Seriennummern etc. werden noch genau so, wie sie in den Funkschau-Heften und anderen Publikationen benannt wurden, geführt.
Hier die Adresse der Firma :

HSGM Heißschneidegeräte und - Maschinen GmbH
In der Rehbach 13
D-65396 Walluf
Telefon : 06123 / 99780
Telefax : 06123 / 997840
e-mail : hsgm@debitel.net
Ansprech-Partner dort: Herr Axel Alejniczew (alejniczew@hsgm.com)

Ist man auf der Hauptseite der Firma HSGM, muß man, nachdem man die Landessprache angewählt hat, auf der linken Bildseite unter "Produkte" den entsprechenden Bereich (ist ziemlich weit unten zu finden) - hier also "Engel-Transformatoren", anwählen.

Ich zeige Euch nun noch, auszugweise, die Preise für die Netzdrosseln und Ausgangsübertrager der Engel-Transformator-Serie. Mir liegen zwar alle Preise vor, ich denke aber das die hier angegebenen die für "uns" wichtigsten sind.

HSGM Heißschneide-Geräte u.- Maschinen GmbH

Preisliste Transformatoren Gültig ab 1.03.2000

Baureihe

Typ

DM

EUR

Rabatt

Cu-Gewicht

VPE

Siebdrosseln

ND 30

28,40

14,52

RA 01

0,06

1

Baureihe ND/Ü

ND 60

30,90

15,80

RA 01

0,13

1

ND 100

37,40

19,12

RA 01

0,15

1

ND 150

43,70

22,34

RA 01

0,28

1

ND 220

59,60

30,47

RA 01

0,30

1

Ausgangs-

AÜ 6

37,50

19,17

RA 01

0,13

1

Übertrager

AÜ 15

59,60

30,47

RA 01

0,24

1

Baureihe ND/Ü

AÜ 30

77,10

39,42

RA 01

0,35

1

A 2

30,90

15,80

RA 01

0,06

1

A4

37,50

19,17

RA 01

0,13

1

A10

92,80

47,45

RA 01

0,24

1

GA 10 Spez.

132,70

67,85

RA 01

0,33

1

GA 35

137,00

70,05

RA 01

0,60

1

GA 50

176,00

89,99

RA 01

0,90

1

GA 100

223,00

114,02

RA 01

1,80

1

GA-M8 PPP

116,00

59,31

RA 01

0,55

1


- Alle Angaben, natürlich, ohne Gewähr !

- Und damit man auch etwas mit den kryptischen Angaben anfangen kann hab ich mir erlaubt, die entsprechende Seite der HSGM-Homepage herunterzuladen und hier darzustellen. Sie erklärt die Angaben, z.B. was ein Trafo Namens GA 10 bedeutet ..

Typ ND/ü
S
iebdrosseln
Ausgangsübertrager

Siebdrosseln und Ausgangsübertrager
werden für den Bau vom Empfängern,
Kleinsendern, Verstärkern, Meßgeräten
usw. eingesetzt.


ND-Siebdrosseln behalten durch den Luftspalt im Blechpaket bei verschiedenen Belastungen
einen fast gleichbleibende Induktivität. A und GA-übertrager sind zur Erreichung
eines guten Frequenzganges im verschachtelten Wicklungen versehen.
Der Einsatz von hochwertigen, geschachtelten Kernblechen garantiert kleine Klirrgrade bei
tiefen Frequenzen.


Technische Daten:

Ausführung nach VDE 0550
Vorbereitet für Geräte der Schutzklasse I
Schutzart IP 00
Isolierstoffklasse E
Nennumgebungstemperatur ta 40°C
Befestigungswinkel, Befestigungsrahmen und Lötösen
Trafohauben auf Anfrage lieferbar


Siebdrosseln

Typ Induktivität
Hy (ca.)
Gleichstrom-
widerstand (Ohm)
Belastbarkeit
max. mA
Kerngröße Gewicht
kg
ND 30
ND 60
ND 100
ND 150
ND 220
15
15
10
10
10
1000
400
175
140
130
30
60
100
150
200
EI 40/16
EI 60/20
EI 60/30
M 65/35
M 74/32
0,240
0,450
0,650
1,140
1,300



Ausgangsübertrager ohne Anodenstrom-Vorbelastung

Typ Leistung
W
Anpassungswerte Kerngröße Gewicht
kg
Primär (Ohm) Sekundär (Ohm)
Aü 6
Aü 15
Aü 30
6
15
30
800-1600-3200
660-1220-2500
330-660-1220
4
2-4
2-4
EI 60/20
EI 65/26
EI 74/32
0,450
0,900
1,300



Ausgangsübertrager mit Anodenstrom-Vorbelastung

Typ Leistung
W
Anpassungswerte Max.
Anodenstrom
mA
Kerngröße Gewicht
kg
Ra (Raa) kOhm Sekundär (Ohm) Endröhren
A 2

A 4

A 10
2

4

10
8 - 15

5,2 - 7

0,3...20
4

4

0,5...35
ECL113,EL8,EL42,
EL 95 u.a
ECL41,EL84,EL86,
u.a
Universaltyp
30

50

70
EI 48/16

EI 60/20

EI 65/26
0,250

0,450

0,900



Gegentakt-Ausgangsübertrager

Typ Leistung
W
Anpassungswerte Max.
Anodenstrom
mA
Kerngröße Gewicht
kg
Ra (Raa) kOhm Sekundär (Ohm) Endröhren
GA 10 spez.

GA 35



GA 50




GA 100



GA-M8 PPP
18 HiFi


35



50




100



20
8


3,4



5
(Ua max. 650V)



10
(Ua max. 1000V)

0,90
7


4-8-16 Ohm
- 100V
(286 Ohm)

1-4-15-200




0,4-1-100
GeKo=16


3,75-7,5-15
2 x EL84


2 x EL34



2 x EL34, EL51,
EL60 u.a.


2 x EL34, EL51,
EL60, EL156 u.a.

2 x El34
2 x 50


2 x 100



2 x 100




2 x 120



2 x 100
EI 84/28


M 102/35



M 102/54




EI 130/46



M 85/32
1,200


2,900



3,400




5,50



1,700


Siebdrosseln und Ausgangsübertrager
mit seitlichen Lötfahnenanschlüssen.
(Kerngrößen M 65 bis M 102 sowie EI 84)

 

Siebdrosseln und Ausgangsübertrager
mit obenliegenden Lötfahnenanschlüssen.
(Kerngrößen M 48 bis EI 60)
Siebdrosseln mit 2 Lötfahnenanschlüssen
im oberen Spulenflansch.
(Kerngrößen  EI 48 bis EI 60)



Kerngrößen M 65 bis EI 130

Kern-Typ Maße in mm
L B h H C1 C2 I I1 b d d1
M 65/26
M 65/35
M 74/32
M 85/32

M 102/35
M 102/54
EI 130/46
65
65
74
85
102
102
105
57
67
63
62
77
93
96,5
71
71
78
90
108
108
135
  24,5
30
29
29
32,5
41,5
58
28,5
33
34
33
39
48
58


40
50
60
60
55
55
60
72,5
80,5
80,5
78
44
54
49
49
60
77
81
6,0
6,0
6,3
7
8
8
11
4,6
4,6
4,3
4,2
5,3
5,3
5,8



Kerngrößen EI 48 bis EI 84

Kern-Typ Maße in mm
L B h H C1 C2 I I1 b d d1
EI 48/16
EI
60/20
EI
60/30
EI
84/28
75
96
96
71
18
23
33
58
42
52
52
88

58
58
18
20,5
26
30
18
20,5
26
30
62
81
81



80



45
7
6,5
6,5
6,0
3,2
4,2
4,2
4,6

Hinweis

Wir (Fa. HSGM) können auch defekte ENGEL-Transformatoren und übertrager aus historischen Geräten
wie z.B. aus Schaltungen aus der Funk-Technik oder Funkschau gemäß Orginal-Bauvorschriften nachfertigen.
So können Sie Ihre wertvollen Geräte orginalgetreu wieder instandsetzen und erhalten.


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Tip : Ausgangsübertrager gibt es jetzt auch als Ringkerntrafo's, die sehr hochwertig sind, unter www.plitron.com. - Diesen Tip bekam ich vom Konrad Wittig, bei dem ich hiermit nochmals herzlich bedanken möchte.

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Und noch ein heißer Tip : Die Firma PBE-Electronic (www.pbe-electronic.de) ist der deutsche Distributor fuer Hammondtrafos (www.hammondmfg.com) Es gibt sowohl Netztrafos als auch AÜ's. Eeinfach mal eine Mail zukommen lassen und nach dem Katalog fragen (oder einfach auf der Hammondseite schauen, da steht auch, was die haben).
Diesen Tip erhielt ich vom Thomas.

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Und noch ein Tip : Bei Oppermann - www.oppermann-electronic.de - kann man sehr kostengünstig Netztrafos bekommen. Bei Oppermann gibt es z.B. einen Netztrafo mit der Bestell-Numer NT 201; er bietet 260 V / 200 mA, 6,3 Volt 5 Amp., 14 Volt / 2 Amp. Dieser Trafo kostet nur sagenhafte 18,50 DM / Stück.
Oppermann bietet auch einen weiteren tollen Netztrafo an, Bestell-Nr. NT 3515, mit 380 Volt / 200 mA, 6,3 Volt / 6 Amp., 24 Volt / 1 Amp., er kostet nur 16,50 DM / Stück.
Und noch einen tollen Trafo gibt's dort : Der NT 202 bietet 270 Volt / 200 mA, 6,3 Volt / 1,6 Amp., 12 Volt / 1,5 Amp. zum Preis von 18,50 / Stück.

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Oft wird es vorkommen, daß man einen Ausgangsübertrager besitzt, aber nicht weiß wie hochohmig er ist - hier ist, wie man weiss, der Wellenwiderstand Z gemeint und nicht der Wert, den man mit einem Ohm-Meßgerät erkennt.
Für eine EL84 benötigt man beispielsweise einen Trafo-(Wellen-)Widerstand von 5,2 kOhm - mit einem Ohmmeter würden hier jedoch die unterschiedlichsten Werte, je nach Trafogröße, angezeigt, sie schwanken von ca. 20 - 100 Ohm.
Wie kann man nun den "richtigen" Wert ermitteln ? - Ganz einfach.. - schauen wir uns das folgende Bild an :


Links erkennt man einen Netztransformator, dieser ist notwendig um die Messung durchzuführen. Er sollte eine Ausgangsspannung von 10 - 20 Volt haben, - ein 12-Volt-Ausgang ist hervorragend. Weiter werden zwei Meßgeräte benötigt; ich verwende meine Multifunktions-Meßgeräte weil ich hiermit ganz einfach auf verschiedene Strom- und Spannungsbereiche ausweichen kann.
Einen Haken hat die Sache aber : Das Meßgerät muß Wechselstrom und das zweite Gerät Wechselspannung messen - und einfache, billige Geräte können dieses oft nicht.
Der im Bild zu erkennde rechte Transformator ist der zu prüfende Trafo, hier habe ich (darauf komme ich später) am Eingang (Primärseite) 220 Volt eingetragen. Im Moment geht es aber darum, einen vorhandenen Ausgangsübertrager zu prüfen, hier bedeuten also die eingezeichneten 220-Volt die hochohmige Eingangsseite.
Der Trafo-Ausgang (Sekundärseite), hier mit 12 Volt bezeichnet, muß immer mit einem Widerstand abgeschlossen werden, hier genügt ein kleiner 0,25-Watt-Typ, deren Wert hierbei in etwa dem Lautsprecherwert entsprechen sollte, in diesem Test also ca. 5 - 8 Ohm.
Nun schließt man den ersten (Netz-) Transformator am 220-Volt-Netz an. Im Amperemeßgerät (Milliamperebereich) wird man einen leichten Strom ablesen können, im Spannungsmeßgerät eine Spannung.
Der Strom wird mit I bezeichnet, die Spannung mit U.
Nun wird folgende einfache Formel angewandt : Z = U / I. Mißt man also beispielsweise einen Strom (I) von 18 mA und eine Spannung (U) von 12 Volt, rechnet man hier 12 / 0,018 = 666,6 Ohm Impedanz (Z). - Dieser Transformator wäre also sehr gut brauchbar für eine Triode.
Nun komme ich zu der Erklärung, warum ich in der Zeichnung am rechten Transformator 220 Volt, bzw. 12 Volt bezeichnet hatte.
Wie oft passiert's, daß kein Ausgangsübertrager zur Hand ist - im "Vorratsraum" (ich bezeichne die Ecke in meinem Keller, wo ich meine Ersatzteile lagere, gerne als Vorratsraum ..) sich aber die unterschiedlichsten Netztrafos stapeln ?
Ein Netztrafo ist fast immer ein M-Kern, diese besitzen, standardisiert, einen Luftspalt von 0,0 mm. Diese Trafos sind gewiß nicht schlechter, nicht weniger sorgfätig gewickelt als ein Ausgangsübertrager ! - Warum also sollte man einen solchen Trafo nicht auch als Ausgangsübertrager einsetzen können ?
Weil er keinen Luftspalt hat, ist er jedenfalls für HiFi-Zwecke nicht zu gebrauchen - aber für normale Anwendungen, wie beispielsweise ein Röhren-Radio, kann man einen solchen Netztrafo verwenden.

Wieder wird die obige Schaltung eingesetzt, auch hier nicht der Abschlußwiderstand vergessen ! Der zu prüfende Netztrafo wird wie beschrieben angeschlossen, mit Wechselspannung (vom linken Trafo) versorgt, die Werte werden gemessen und dann in die Formel eingetragen. - Ich kann Euch sagen - ich habe hier bereits etliche herrliche Ausgangsübertrager entdeckt !!! - Die 6,3-Volt-Wicklung eines Netztrafos, mit der die Röhren beheizt wurden, passt sogar ziemlich genau mit der Impedanz für den Lautsprecher ...

Nachdem ein Besucher meiner Seite (Hallo, Thomas ..) Zweifel an meiner Behauptung mit den Netztrafos äußerte, rechnete ich das ganze noch einmal durch. Ich bemerkte daß meine Berechnung zwar prinzipiell richtig, aber trotzdem zu ungenau, zu oberflächlich war.
Nehmen wir einmal beispielsweise die Röhre 6C33C, mit einem Ra von etwa 300 Ohm.
Nach der Formel (die man überall nachlesen kann..) Ra = 300 / 4 (Ohm Ausgang), dann daraus die Wurzel gezogen, erhält man als Ergebnis = 8,6. Dieses ist das Übersetzungsverhältnis, welches ein Netztrafo bei einer solchen Triode wie die 6C33 haben muß.
Verwendet man einen Netztrafo mit 220 Volt Eingang, teilt diese 220 Volt durch diesen Faktor 8,6 -> also 220 / 8,6, ergibt sich eine notwendige Ausgangsspannung von 24 Volt. - Was, im Klartext, bedeutet: Man benötigst für ein Ra = 300 Ohm einen Netztrafo von 220 Volt primär sowie 24 Volt sekundär. Funktionieren würde ein solcher Trafo jedenfalls - man darf aber hierbei keinen HiFi-Klang erwarten.

Mit dem folgenden Link kommt man auf eine Seite, die den Ausgangstransformator in Formeln und Nomogrammen berechnen helfen.

Wie Ringkern-Transformatoren gewickelt werden, zeigt diese "YouTube"-Seite mit gleich mehreren unterschiedlichen Videos: Hier anklicken !

Von einem Freund erhielt ich das nachfolgende in Q-Basic programmierte Berechnungsprogramm für Netztransformatoren. Es ist ein DOS-Programm, es wird sich also nach dem Start der Datei "Transf.exe" ein Dos-Fenster öffnen.
Hinweis : Diese Programm kennt kein Komma. Will man also beispielsweise den Wert 6,3 Volt eingeben, so muß man 6.3 (6-Punkt-3) eingeben. Die Stromwerte werden in Ampere eingegeben, 100 mA also als 0.1, oder 3 Ampere als 3.
Ich habe diese Datei als Zip-Foile gespeichert, mit einem einfachen Mausklick auf diesen Link wird das Programm auf den heimischen Rechner übertragen.


Uwe Koch sandte mir einen Artikel aus der Funkschau zu, der sich mit PPP-Transformator - Berechnungen befasst. Er steht (Link, ca. 1MByte) als PDF-File zur Verfügung.

Tip ! Bei Jan Wuesten - www.die-wuestens.de - gibts ganz ordentliche Netztrafos zu einem "Sahnepreis"!
Einfach mal dorthingehen, linker Rand, 'Verkaufslisten' anwählen, dort drin dann 'Netztrafos und Drosseln' anwählen, die jeweilige Artikelnummer ist gleichzeitig der Link auf ein Foto des jeweiligen Trafos.