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Die Erfindung geht aus von einer Induktionsspule mit einem Spulenkörper und einer auf dem Spulenkörper zwischen zwei Flanschen aufgewickelten Spulenwicklung.
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Es ist bereits eine Induktionsspule mit einem Spulenkörper und einer diesen umgebenden Abschirmung bekannt. Zwischen der Abschirmung und den beiden Flanschen des Spulenkörpers existiert ein Luftspalt (
EP 2 455 952 A1 ).
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Ebenfalls bekannt ist eine Induktionsspule mit einem Spulenkörper und einer diesen unter Bildung eines Luftspalts umgebenden Abschirmung, wobei die an der Unterseite des Spulenkörpers vorhandenen Kontaktelemente Abbiegungen aufweisen, die an der Außenseite der Abschirmung anliegen (
US 2002/0190829 A1 ).
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Die Bauteilparameter einer solchen Induktionsspule hängen unter anderem von der Größe des Luftspalts zwischen dem Kern und der Abschirmung ab. Je höher die Fertigungsgenauigkeit der den Luftspalt zwischen sich bildenden Bauteile und dadurch die Präzision der Größe des Luftspalts, desto geringer ist die Streuung der Bauteilparameter in der Massenfertigung solcher Spulen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Induktionsspule zu schaffen, bei der es möglich ist, in einer Massenfertigung den Luftspalt mit einer möglichst genauen Größe zu verwirklichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Induktionsspule mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die von der Erfindung vorgeschlagene Induktionsspule enthält also einen Spulenkörper mit zwei parallelen Flanschen, zwischen denen eine Spulenwicklung aufgewickelt ist, die einen Wicklungsanfang und ein Wicklungsende aufweist. Die Induktionsspule wird von einem Abschirmgehäuse umgeben, das eine Öffnung aufweist, die in der gleichen Ebene liegt wie der eine Flansch des Spulenkörpers. Zwischen dem Rand des Flanschs und dem Rand der Öffnung ist ein Luftspalt gebildet. Die Kontaktelemente, die dazu dienen, die elektrische und mechanische Verbindung der Induktionsspule mit einer Leiterplatte herzustellen, weisen insgesamt mindestens drei Vorsprünge auf, die zur Zentrierung des Abschirmgehäuses gegenüber dem Spulenkörper und damit zur Einhaltung des Luftspalts dienen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorsprünge der Kontaktelemente so ausgebildet sind, dass sie an ihrer jeweiligen radialen Innenseite an einem der beiden Flansche anliegen, während das Abschirmgehäuse an der radialen Außenseite der Vorsprünge anliegt.
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Die Vorsprünge erfüllen damit also eine Doppelfunktion.
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Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Vorsprung durch eine, eine Öffnung, eine Kerbe oder dergleichen bildende Ausklinkung eines der beiden Kontaktelemente gebildet ist.
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Diese Öffnung, Kerbe oder dergleichen ist von der Unterseite des Kontaktelements her optisch erkennbar, so dass bei der automatischen Herstellung vor dem Aufbringen der Spulenwicklung der mit den Kontaktelementen versehene Spulenkörper in einer bestimmten Orientierung positioniert werden kann. Damit soll beispielsweise der Wicklungsanfang bezüglich des Spulenkörpers definiert positioniert werden.
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Die Spulenwicklung hat, wie eingangs erwähnt, einen Wicklungsanfang und ein Wicklungsende. Es ist daher möglich, die Wicklung so auf den Spulenkörper aufzuwickeln, dass ein definiertes Ende des die Wicklung bildenden Drahts dem mit der Ausklinkung versehenen Kontaktelement zugeordnet und mit diesem verbunden wird. Insbesondere schlägt die Erfindung vor, den Wicklungsanfang dem mit der Öffnung versehenen Kontaktelement zuzuordnen und mit diesem zu verbinden.
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Damit ist es nicht mehr erforderlich, nach dem Herstellen der Spulenwicklung nachträglich eine bestimmte Markierung anzubringen, die den Wicklungsanfang markiert. Die Öffnung kann ebenfalls bei der Montage der Induktionsspule auf einer Leiterplatte durch ein Lesegerät erkannt und damit einer gewünschten Ausrichtung auf der Leiterplatte zugeordnet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente an der Unterseite des unteren Flanschs anliegen, so dass nur ein geringer konstruktiver und Fertigungsufwand für die Vorsprünge erforderlich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Abschirmgehäuse auf die Kontaktelemente aufgesetzt und mit diesem verbunden, beispielsweise verklebt wird.
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In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente Ausbildungen, beispielsweise Vorsprünge mit Einkerbungen, aufweisen, um den Wicklungsanfang bzw. das Wicklungsende mit den Kontaktelementen zu verbinden. Beispielsweise kann der Draht mithilfe eines Lasers mit den Kontaktelementen verschweißt werden.
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In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Ausbildungen zur Anbringung der Enden der Spulenwicklung an einander gegenüberliegenden Seiten des Abschirmgehäuses angeordnet sind.
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In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Abschirmgehäuse quaderförmig mit einer offenen Unterseite ausgebildet ist, das dann mit seiner offenen Unterseite auf die Kontaktelemente aufgesetzt und der die offene Unterseite umgebende Rand des Gehäuses mit diesen verbunden wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Öffnung in der der offenen Unterseite gegenüberliegenden Wand des Abschirmgehäuses ausgebildet ist.
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Die Erfindung schlägt vor, die durch einen Vorsprung gebildete Öffnung dazu zu verwenden, den mit den Kontaktelementen versehenen Spulenkörper in einer bestimmten Positionierung so anzuordnen, dass beim Wickeln der Spulenwicklung der Wicklungsanfang dem den die Öffnung bildenden Vorsprung enthaltenden Kontaktelement zugeordnet und mit diesem verbunden wird.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Einzelmerkmale der verschiedenen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Seitenansicht der beiden Kontaktelemente;
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2 eine Draufsicht auf die beiden Kontaktelemente in lagerichtiger Anordnung;
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3 eine Ansicht der beiden Kontaktelemente von unten;
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4 eine perspektivische Ansicht der beiden Kontaktelemente;
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5 eine perspektivische Ansicht der Kontaktelemente mit dem darauf angeordneten Spulenkörper;
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6 eine der 5 entsprechende Darstellung aus einer um 90° versetzten Richtung;
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7 eine Seitenansicht der Induktionsspule mit Abschirmgehäuse;
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8 eine Draufsicht auf die Anordnung der 7;
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9 eine Ansicht der Anordnung der 7 von unten;
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10 eine Draufsicht auf einen lead frame.
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht der beiden in einer Ebene liegenden und daher hintereinander angeordneten Kontaktelemente der von der Erfindung vorgeschlagenen Induktionsspule. Die Kontaktelemente weisen ein ebenes Plattenelement 1 auf, an dessen einem Ende ein Bügel 2 ausgebildet ist, der gegenüber der Unterseite des Plattenelements 1 nach oben ausgebogen ist und etwa U-Form aufweist.
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Die 2 zeigt die beiden Kontaktelemente 3, 4 in ihrer lagerichtigen Anordnung von oben. Der zur Ankontaktierung dienende Bügel 2 ist bei beiden Kontaktelementen 3, 4 entgegengesetzt orientiert. Die beiden Kontaktelemente 3, 4 weisen einen gegenseitigen Abstand auf. Dadurch ist ein Zwischenraum mit parallelen Seitenkanten gebildet. Jedes der beiden Kontaktelemente 3, 4 weist eine Einprägung 5 auf, deren Rand auf einem Kreisbogen liegt. Die gegenseitige Zuordnung der beiden Kontaktelemente 3, 4 ist so gewählt, dass der Rand 6 der Einprägungen auf einem Kreis liegt.
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An der dem Bügel 2 entgegengesetzten Stirnkante 7 der beiden Kontaktelemente 3, 4 ist in einem schmalen Bereich 8 das Blech des jeweiligen Kontaktelements 3, 4 nach oben abgebogen und bildet dadurch jeweils einen Vorsprung 9. Das Ende des Vorsprungs 9 liegt etwa in der gleichen Ebene wie die Oberseite der beiden Bügel 2.
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Eines der beiden Kontaktelemente, nämlich das in 2 links dargestellte Kontaktelement 4, weist einen zusätzlichen nicht an dem Außenrand des Plattenelements angeordneten Vorsprung 10 auf. Dieser Vorsprung 10 ist ähnlich geformt wie die beiden anderen Vorsprünge 9 und endet ebenfalls in der gleichen Ebene wie die beiden anderen Vorsprünge 9. Dies kann man auch aus der 1 entnehmen.
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Die beiden Kontaktelemente 3, 4 sind aus jeweils einem Stück Blech durch Stanzen und Umbiegen hergestellt. Zur Herstellung des Vorsprungs 10 ist ein U-förmiger Schlitz eingebracht und das Material innerhalb des Schlitzes hochgebogen. Dadurch ist neben dem Vorsprung 10 eine Öffnung 11 gebildet. Mit Ausnahme der Öffnung 11 und des Vorsprungs 10 sind die beiden Kontaktelemente 3, 4 im Wesentlichen identisch.
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Die 3 zeigt die beiden Kontaktelementen 3, 4 von unten. Unter oben wird diejenige Seite der Kontaktelementen verstanden, zu der hin die Vorsprünge 9, 10 abgebogen sind, während unter der Unterseite die gegenüberliegende Seite verstanden wird.
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Die 4 zeigt nun eine perspektivische Ansicht der Kontaktelemente 3, 4 von oben. Die beiden Kontaktelemente 3, 4 sind in der lagerichtigen Anordnung dargestellt.
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Anschließend wird auf die beiden Kontaktelemente der Spulenkörper 12 aufgesetzt, wie dies in 5 und 6 dargestellt ist. Der Spulenkörper 12 weist zwei Flansche 13, 14 auf, die jeweils eben und parallel zueinander angeordnet sind und jeweils am Ende eines Spulenkerns 15 angeordnet sind. Der Durchmesser des unteren Flanschs 13 entspricht dem Kreis, auf dem die Innenseiten der Vorsprünge 9 und 10 liegen. Dadurch liegen die Vorsprünge 9, 10 an dem Rand 16 des unteren Flanschs 13 des Spulenkörpers 12 an. In der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser des oberen und des unteren Flanschs 13 identisch. Dies ist aber nicht erforderlich.
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Da die Vorsprünge 9, 10 aus dem Material des jeweiligen Kontaktelements 3, 4 hergestellt sind, haben sie alle in radialer Richtung die gleiche Dicke. Daher liegen auch die Außenseiten der Vorsprünge 9, 10 auf einem Kreis, der konzentrisch zu dem Rand 16 des unteren Flanschs 13 liegt.
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Die 5 und 6 zeigen die Anordnung des Spulenkörpers 12 auf den Kontaktelementen aus zwei verschiedenen Richtungen. Auch hier kann man sehen, dass die Bügel 2 der beiden Kontaktelemente 3, 4 an einander gegenüberliegenden Seiten der Anordnung angeordnet sind.
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Auf die in den 5 und 6 dargestellte Anordnung aus Kontaktelementen und Spulenkörper 12 kann nun eine Spule aufgewickelt werden, wobei die Spulenwicklung von der Seite des Bügels 2 des Kontaktelements 4 begonnen wird, der die Öffnung 11 mit dem Vorsprung 10 aufweist. Nach Herstellen der Spulenwicklung wird dann der Anfang der Spulenwicklung an diesem Bügel 2 elektrisch leitend befestigt.
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Anschließend, d. h. nach dem Aufwickeln der Spulenwicklung, wird auf die den 5 und 6 dargestellte Anordnung das Abschirmgehäuse 17 aufgesetzt und mit der Oberseite der Plattenelemente der beiden Kontaktelemente verbunden, beispielsweise verklebt. Das Abschirmgehäuse 17 ist quaderförmig ausgebildet, enthält also vier Seitenwände 18 und eine Oberseite 19, die parallel zu der Unterseite der beiden Plattenelemente 1 verläuft. Die Seitenwände 18, die dem Bügel 2 entsprechen, weisen jeweils eine von der Unterkante des Gehäuses ausgehende Aussparung 20 auf, so dass die Bügel 2 in dieser Aussparung 20 angeordnet sind. Die Kante der Aussparung 20 ist so gewählt, dass gegenüber der Oberseite der Bügel 2 noch ein Abstand vorhanden ist.
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Die Oberseite 19 des Abschirmgehäuses 17 weist eine zentrale kreisrunde Öffnung 21 auf, wie sich dies aus 8 ergibt, auf die jetzt Bezug genommen wird. Die Oberseite 22 der Oberseite 19 des Abschirmgehäuses 17 liegt in einer Ebene mit der Oberseite des oberen Flanschs 14 des Spulenkörpers 12. Die zentrale Öffnung 21 ist so orientiert, dass ihr Rand 23 auf einem Kreis liegt, der konzentrisch zu dem Kreis verläuft, auf dem der Rand 16 des oberen Flanschs 14 des Spulenkörpers 12 liegt. Dadurch wird ein Kreisringspalt 24 zwischen dem Abschirmgehäuse und dem oberen Flansch 14 des Spulenkörpers gebildet, der überall die gleiche radiale Dicke aufweist. Dieser einen Luftspalt bildende Kreisringspalt 24 ist signifikant für die Eigenschaften der auf den Spulenkörper auf gewickelten Spule. Er wird dadurch exakt eingehalten, dass die Vorsprünge 9 und 10 das Abschirmgehäuse 17 zentrieren.
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Die 9 zeigt die Anordnung von der entgegengesetzten Seite, also von unten in 7. Die Zuordnung zwischen den beiden Kontaktelementen 4 und 3 ist ähnlich wie in 3. Zwischen den einander zugewandten Kanten der beiden Kontaktelemente 3, 4 ist der untere Flansch 13 des Spulenkörpers 12 zu sehen. An der Außenseite der Vorsprünge 9 liegt die Innenseite 25 der Seitenwand 18 des Abschirmgehäuses 17 an. Das gleiche gilt auch für den einzelnen Vorsprung 10, dessen Außenseite aber durch das Plattenelement 1 des Kontaktelements 4 verdeckt ist. Da aber beide Flansche 13, 14 des Spulenkörpers 12 bei der dargestellten Ausführungsform den gleichen Durchmesser haben, ist der einzelne Vorsprung 10 durch den Kreisringspalt 24 in 8 zu sehen.
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10 zeigt einen Ausschnitt aus einem lead frame 26, aus dem die Kontaktelemente 3, 4 hergestellt werden. In benachbarten Anordnungen sind die beiden Kontaktelemente 3, 4 jeweils vertauscht. Der Spulenkörper wird auf die den Boden des Gehäuses bildenden Kontaktelemente noch während ihrer Verbindung mit dem lead frame aufgesetzt. Die Öffnung 11 bildet sowohl eine Markierung bei dem Aufbringen der Spulenwicklung als auch später, wenn ein einzelnes Induktionselement auf einer Leiterplatte angebracht wird, da die Öffnung 11 an der Unterseite der Induktionsspule optisch erkennbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2455952 A1 [0002]
- US 2002/0190829 A1 [0003]
