DE102014005118A1

DE102014005118A1 - Entstördrossel

Info

Publication number: DE102014005118A1
Application number: DE102014005118.8A
Authority: DE
Inventors: Willem Blakborn
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2015-10-08
Also published as: US20170018350A1; EP3129993A1; JP2017510996A; WO2015154858A1; CN106165034A; TW201539496A; KR20160142824A; CA2941891A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drossel (10), insbesondere Entstördrossel zur Dämpfung von Gleichtakt-Störströmen, mit einem Kern (20) und zumindest zwei den Kern (20) jeweils mehrfach umlaufenden Wicklungen (30, 32), wobei zumindest eine Windung (33, 34, 35) einer der Wicklungen (30, 32) zwei starre Bauteile (40, 42) aufweist, die jeweils einen Windungsabschnitt bilden und die zur Ausbildung der Windung (33) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drossel, insbesondere eine Entstördrossel zur Dämpfung von Gleichtakt-Störströmen. Die Drossel weist einen Kern und zumindest zwei den Kern jeweils mehrfach umlaufende Wicklungen auf.
Drosseln werden typischerweise als Entstördrosseln oder Entstörfilter in Hochstromsystemen eingesetzt. Eine Gleichtaktdrossel weist mehrere Wicklungen auf, die gegensinnig von Strom durchflossen werden, so dass sich deren magnetische Felder im Kern der Drossel aufheben. Durch den Einsatz von Entstördrosseln können in Hin- und Rückrichtung gleichermaßen auftretende Störströme unterdrückt werden. Gleichstrom oder niederfrequente Ströme werden durch die Drossel kaum beeinflusst. Solche Drosseln können bspw. an Ein- und Ausgängen von Netzteilen eingebaut werden, um Störemissionen abzudämpfen.
Entstördrosseln weisen regelmäßig einen geschlossenen Ferritkern in Ringform oder in einer anderen geschlossenen Geometrie auf, der von mindestens zwei Wicklungen umwickelt ist. Jede Wicklung besteht auf mehreren Windungen, die um den Kern gewunden sind. Die Wicklungen bestehen jeweils aus metallenen Wicklungsdrähten wie etwa Kupferdrähten. Insbesondere im Fall von geschlossenen Kernen ist das Umwickeln des Kerns zur Herstellung der Drossel zeit- und arbeitsaufwändig. Ferner ist bei herkömmlichen Entstördrossen die Entstörwirkung oftmals nicht optimal.
In Anbetracht dieser Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach herstellbare Drossel bereitzustellen, mit der Störströme wirksam unterdrückt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Drossel mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Drossel sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Drossel weist zumindest eine Windung einer der Wicklungen zwei bevorzugt starre Bauteile auf, die jeweils einen Windungsabschnitt bilden und die zur Ausbildung der Windung miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten sind die Wicklungen nicht aus einem fortlaufenden Wicklungsdraht gewickelt, also aus einem einstückigen Leiter hergestellt. Vielmehr weisen die Wicklungen zumindest zwei miteinander verbundene, stromleitende Bauteile auf, die zum Ausbilden einer oder mehrerer Windungen der Wicklung miteinander verbunden sind. Die Bauteile werden als separate Bauteile hergestellt und erst zum Ausbilden der Wicklung miteinander verbunden.
Die miteinander verbundenen Bauteile sind anders als ein herkömmlicher Wicklungsdraht nicht biegsam, sondern bevorzugt starr ausgebildet. Unter einem „starren” (oder formstabilen) Bauteil wird ein nur unter Kraftanstrengung verbiegbares oder verformbares Bauteil verstanden. Bspw. ist ein Kupferleiter ab einem Durchmesser von etwa 2 mm nicht mehr ohne Kraftanstrengung mit der Hand verformbar und damit ein starres Bauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, dass insbesondere im Fall eines geschlossen umlaufenden Drosselkerns eine Umwicklung des Kerns mit einem Wicklungsdraht besonders aufwändig ist, da der Wicklungsdraht bei jeder Windung durch die zentrale Öffnung des Kerns hindurchgeführt werden muss. Der Schritt des Hindurchfädelns des Wicklungsdrahtes durch die Kernöffnung ist regelmäßig auch für Wicklungsmaschinen problematisch. Hinzu kommt, dass Entstördrosseln regelmäßig von großen Strömen durchflossen werden und deshalb an hohe Stromstärken angepasst sind. Die hierfür erforderlichen großen Leiterquerschnitte verringern jedoch die Biegsamkeit der verwendeten Wicklungsdrähte und machen sie besonders starr, wodurch die Umwicklung des Kerns weiter erschwert wird. Da erfindungsgemäß zumindest eine der Windungen aus zwei miteinander verbundenen Bauteilen besteht, ist ein Durchfädeln durch die Kernöffnung zum Herstellen der erfindungsgemäßen Drossel nicht mehr erforderlich, was den Herstellungsaufwand verringert. Vielmehr werden die die Windungsabschnitte bildenden Bauteile bereits in ihrer endgültigen Form hergestellt, so dass bei der Wicklungserstellung keine Verbiegung oder Verformung eines Bauteils erforderlich ist.
Ferner hat sich herausgestellt, dass sich beim Umwickeln des Kerns mit einem Draht oftmals Wicklungsabweichungen oder Wicklungsfehler ergeben, die die Entstörwirkung der Drossel beeinträchtigen können. Da erfindungsgemäß bevorzugt starre Bauteile zur Herstellung der Wicklungswindungen verwendet werden, ist eine exaktere Reproduzierbarkeit des Wicklungsverlaufs gewährleistet als bei Verwendung eines biegsamen Drahts, der beim Durchfädeln durch die Kernöffnung leicht von dem eigentlich vorgesehenen Wicklungsdrahtverlauf abweicht. Dagegen ist eine versehentliche Verformung der die Windungsabschnitte bildenden Bauteile aufgrund deren Starrheit ausgeschlossen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Drossel kann weiter vereinfacht werden, wenn die die Windungsabschnitte bildenden Bauteile den Kern jeweils bogenartig um etwa 180° umlaufen. In diesem Fall bilden genau zwei Bauteile eine umlaufende Wicklungswindung.
Vorzugsweise weisen zwei, drei oder mehr Windungen jeder der beiden Wicklungen zwei miteinander verbundene Bauteile auf. Wenn alle oder nahezu alle Windungen der beiden Wicklungen zwei miteinander verbundene Bauteile aufweisen, ist ein Durchfädeln eines Wicklungsdrahts bei der Herstellung der Drossel an keiner Stelle erforderlich, wodurch die Herstellungskosten weiter gesenkt werden. Dabei können jeweils zwei Windungsabschnitte zusammen eine Windung ausbilden. Mit anderen Worten kann jede um 360° umlaufende Windung aus exakt zwei Bauteilen bestehen, die jeweils bogenartig um 180° um den Kern umlaufen und zum Ausbilden der ganzen Windung miteinander verbunden sind.
Im Hinblick auf die Vermeidung von Fehlen bei der Wicklungsherstellung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die die Windungsabschnitte bildenden Bauteile identisch geformt sind. In diesem Fall können die Wicklungen jeweils aus einer vorgegebenen Anzahl identischer Bauteile gefertigt werden. So können bspw. zur Fertigung einer drei Windungen aufweisenden Wicklung insgesamt sechs identische Bauteile miteinander verbunden werden, die jeweils als um 180° umlaufende Windungsabschnitte gebildet sind. Die Zusammensetzbarkeit der ganzen Wicklung aus einer Reihe von identischen Bauteilen verringert die Herstellungskosten weiter.
Eine formstabile Wicklung, die ihren Verlauf dauerhaft beibehält, ist dann herstellbar, wenn die die Windungsabschnitte bildenden Bauteile form-, kraft-, und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Die Bauteile bestehen vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer, um eine gute Leitfähigkeit zu gewährleisten. Sie können jeweils die Form von C- oder U-förmigen Bügeln haben. Bügelförmige Bauteile lassen sich aus einem Metallstrang mit geringem Aufwand herstellen. Die Bügel können jeweils bogenförmig, insbesondere etwa halbringförmig sein, so dass die Verbindung von mehreren Bügeln zu einer helixförmigen Wicklung führt. Solche Bügel sind besonders für einen toroidförmigen Kern geeignet. Alternativ können die Bügel U-förmig mit bspw. abgerundeten Ecken sein, deren Form an den Kernquerschnitt angepasst ist. Wenn die Bügel derart geformt sind, kann der Kern zwischen die freien Enden der Bügel eingelegt bzw. darin aufgenommen werden. Die freien Enden können zumindest in einem vorderen Abschnitt parallel zueinander verlaufen, was die Verbindung mit den freien Enden benachbarter Bügel vereinfacht.
Um die Drossel an hohe Stromstärken anzupassen, haben die Bügel vorzugsweise eine Querschnittsfläche von mehr als 10 mm², insbesondere mehr als 20 mm² und bevorzugt weniger als 200 mm², insbesondere weniger als 100 mm². Leiter mit einer solchen Querschnittsfläche sind für eine Stromstärke von mehr als 100 A, insbesondere 150 A oder mehr eingerichtet. Ferner machen große Bügeldurchmesser die Bügel besonders starr, wodurch Abweichungen vom vorgesehenen Wicklungsverlauf zuverlässig verhindert werden können. Derart große Leiterquerschnitte sind bei der Wicklungsherstellung der erfindungsgemäßen Drossel aus den oben angeführten Gründen anders als bei herkömmlichen Drosseln nicht hinderlich.
Eine einfache und schnelle Wicklungsherstellung wird dadurch ermöglicht, dass die Bügel jeweils ein als Einsteckende gebildetes erstes freies Ende mit einem Einsteckvorsprung und ein als Aufnahmeende gebildetes zweites freies Ende mit einer komplementär zu dem Einsteckvorsprung geformten Aufnahmevertiefung aufweisen. Durch Einstecken des Einsteckvorsprungs in die Aufnahmevertiefung des benachbarten Bügels ist eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der jeweils benachbarten Bügel möglich. Hierdurch ist eine formstabile Wicklung herstellbar. Ferner wird dadurch ein großflächiger elektrischer Kontakt gewährleistet, der für hohe Stromstärken erforderlich ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einsteckenden der Bügel jeweils in die Aufnahmevertiefungen der die Windung jeweils fortsetzenden Bügel eingepresst. Ein Pressvorgang ist besonders zeitsparend, insbesondere wenn alle Bügel, aus denen sich die beiden Wicklungen zusammensetzen, gleichzeitig verpresst werden, so dass ein einziger Pressschritt für die Wicklungsherstellung ausreichend ist. Zwei ineinander verpresste Bauteile greifen besonders stabil und dauerhaft ineinander ein. Abweichungen vom vorgesehenen Wicklungsverlauf sind somit ausgeschlossen, wenn die miteinander zu verpressenden Bügel vor dem Pressvorgang korrekt gegenseitig ausgerichtet sind.
Jedes einen Windungsabschnitt bildende Bauteil ist vorzugsweise flach und erstreckt sich in einer Bauteilebene, wobei die Bauteilebenen der einzelnen Bauteile mit den Bauteilebenen der jeweils benachbarten Bauteile, die die Windung jeweils fortsetzen, einen vorgegebenen Winkel einschließen. Somit kann der Wicklungsverlauf der Wicklungen in einer Draufsicht im Wesentlichen zickzackförmig sein.
Diese Gestaltung führt zu einer hohen Reproduzierbarkeit des Wicklungsverlaufs, da die einzelnen Bauteile vor ihrer Verbindung auf einfache Weise korrekt angeordnet werden können. Ferner können die beiden Wicklungen der Drossel zuverlässig einander gegenläufig entsprechend ausgeformt werden.
Vorzugsweise schließen die Bauteilebenen jeweils zweier miteinander verbundener Bauteile einen Winkel von mehr als 10° und weniger als 80°, insbesondere mehr als 20° und weniger als 60° ein. Im Falle eines nichtlinear verlaufenden Kerns wie etwa eines Toroidkerns können die Winkel variierend eingerichtet sein. Ferner können die Winkel an die Querschnittsfläche der die Windungsabschnitte bildenden Bauteile angepasst sein. Vorzugsweise entsprechen die Winkel der ersten Wicklung jeweils den Winkeln der zweiten Wicklung.
Eine gute Entstörwirkung kann erzielt werden, wenn der Kern aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere aus einem Ferritmaterial besteht.
Insbesondere wenn die Drossel als Entstördrossel verwendet wird, ist ein geschlossener Kern vorteilhaft. Bevorzugt hat der Kern einen ringförmigen Verlauf und ist besonders bevorzugt toroidförmid. Auch andere Kernformen wie etwa eine D-Form, E-Form, Rahmenform etc. sind vorstellbar.
Für eine besonders gute Entstörwirkung ist es wichtig, dass die beiden Wicklungen den Kern gegensinnig umlaufen. Dabei können sie jeweils zwei oder mehr, insbesondere drei, vier oder fünf Windungen aufweisen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Drossel, insbesondere einer Entstördrossel mit den folgenden Verfahrensschritten: Anordnen von bügelförmigen unteren Bauteilen in Bügelhalteabschnitten eines ersten Halters, Anordnen von bügelförmigen oberen Bauteilen in Bügelhalteabschnitten eines zweiten Halters, optional Anordnen eines Kerns zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter und Annähern des ersten Halters an den zweiten Halter, wobei die unteren Bauteile und die oberen Bauteile miteinander verbunden werden, so dass zwei bevorzugt den Kern jeweils mehrfach umlaufende Wicklungen aus den Windungsabschnitten gebildet werden.
Jedes bügelförmige Bauteil weist vorzugsweise zwei freie Enden auf. Beim dem Schritt des Verbindens wird das erste freie Ende eines oberen Bauteils mit dem zweiten freien Ende des die Windung in Axialrichtung fortsetzenden unteren Bauteils verbunden und das zweite freie Ende des oberen Bauteils wird mit dem ersten freien Ende des die Windung entgegen der Axialrichtung fortsetzenden unteren Bauteils verbunden. Entsprechend wird das erste freie Ende eines unteren Bauteils mit dem zweiten freien Ende des die Windung in Axialrichtung fortsetzenden oberen Bauteils verbunden und das zweite freie Ende des unteren Bauteils mit dem ersten freien Ende des die Windung entgegen der Axialrichtung fortsetzenden Bauteils verbunden. Das in Axialrichtung erste und das in Axialrichtung letzte Bauteil jeder Wicklung ist nur an einem der beiden freien Enden mit einem weiteren Bauteil verbunden. Auf diese Weise bilden die aneinandergereihten Bauteile eine helixartige Wendel, die den Kern umläuft.
Anders als bei der Herstellung herkömmlicher Wicklungen, bei denen der abzuwickelnde Leiter durch eine zentrale Öffnung des Kerns durchgefädelt werden muss, genügt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Drossel der Schritt der Annäherung der unteren Bauteile an die oberen Bauteile.
Vorzugsweise werden bei dem Schritt des Annäherns die freiliegenden Enden der unteren Bauteile auf die freiliegenden Enden der oberen Bauteile gepresst. Hierdurch entsteht eine kraftschlüssige Pressverbindung, die besonders haltbar ist und eine formstabile Wicklung sicherstellt.
Im Hinblick auf eine stabile Verbindung der Bauteile hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, dass bei dem Schritt des Annäherns die Einsteckvorsprünge an den ersten freien Enden der Bauteile jeweils in die Aufnahmevertiefungen an den zweiten freien Enden der jeweils die Windung fortsetzenden Bauteile eingepresst werden.
Zur Herstellung einer kompakten und flexibel einsetzbaren Drossel wird der mit den Wicklungen versehene Kern mit einem Kunststoffmaterial umspritzt und bevorzugt anschließend in eine elektrische Einheit wie etwa ein Netzteil oder einer Batterieeinheit eingebaut.
In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine schematische Handskizze einer erfindungsgemäßen Entstördrossel in einer Draufsicht.
2 eine schematische Handskizze einer erfindungsgemäßen Entstördrossel in einer perspektivischen Ansicht, und
3 ein Bauteil zur Herstellung einer Wicklung einer erfindungsgemäßen Entstördrossel in einer Schnittansicht.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Entstördrossel 10 in einer Draufsicht dargestellt. Die Entstördrossel 10 weist einen im Wesentlichen toroidförmigen Kern 20 wie etwa einen Ferritkern oder Eisenkern auf, um den zwei gegenläufige Wicklungen 30, 32 gewickelt sind. Alternativ kann die erfindungsgemäße Drossel auch nur eine oder mehr als zwei Wicklungen aufweisen. Jede der Wicklungen 30, 32 besteht aus drei vollständig umlaufenden Windungen 33, 34, 35. Alternativ können die Wicklungen 30, 32 auch mehr oder weniger als drei Windungen, beispielsweise zwei, vier oder fünf Windungen aufweisen. Eine Wicklung weist nicht notwendigerweise eine ganzzahlige Anzahl an Windungen auf.
Die beiden Wicklungen 30, 32 sind derart gegenläufig auf einander gegenüberliegende Seiten des Kerns 20 aufgewickelt, dass insbesondere hochfrequente Störstrahlung und andere Störeinflüsse in den beiden Wicklungen wirksam unterdrückt werden können.
Die einzelnen Windungen 33, 34, 35 bestehen jeweils aus zwei identisch geformten Bauteilen 40, 42 in Form von Bügeln 50, die den Kern jeweils bogenartig um etwa 180° umlaufen, so dass zwei verbundene Bauteile eine vollständig umlaufende Windung ausformen. Alternativ umläuft mindestens ein Bauteil den Kern um weniger oder mehr als 180°. Bspw. besteht eine Windung aus mehr als zwei miteinander verbundenen Bauteilen, wie etwa vier Bauteilen, die jeweils um 90° umlaufen. Alternativ sind nicht alle Bauteile identisch geformt. Bspw. weisen die auf der einen Kernseite angeordneten Bauteile (untere Bauteile 42) zumindest abschnittsweise eine andere Form auf als die auf der anderen Kernseite angeordneten Bauteile (obere Bauteile 40). Alternativ oder zusätzlich kann bei Bedarf das erste oder letzte Bauteil einer Wicklung anders geformt sein als die übrigen Bauteile. Bei der in den 1 und 2 dargestellten Drossel weist jede Wicklung 30, 32 drei Windungen und damit sechs Bauteile 40, 42 auf. Insgesamt bestehen die beiden Wicklungen 30, 32 aus zwölf identisch geformten Bauteilen, von denen eines in 3 im Querschnitt dargestellt ist.
Die Bauteile 42, 44 sind jeweils formstabil bzw. starr. Sie können aus einem stabförmigen Metallleiter wie etwa einem Kupferleiter bestehen, der zu einer C- oder U-Form gekrümmt ist. Die Querschnittsfläche der Bauteile beträgt etwa 25 mm², wobei je nach Bedarf größere oder kleinere Querschnittsflächen verwendet werden können. Durch einen Kupferleiter mit einer Querschnittsfläche von etwa 25 mm² können Stromstärken zwischen 100 A und 150 A fließen, ohne dass der Leiter stark erwärmt bzw. beschädigt wird.
Da die Bauteile 40, 42 formstabil ausgebildet sind, kann deren versehentliche Verformung oder Verbiegung bei der Umwicklung des Kerns vermieden werden. Auch die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Bauteilen sind vorzugsweise so stabil eingerichtet, dass nach Herstellen der Verbindung keine gegenseitige Relativbewegung der verbundenen Bauteile mehr möglich ist. Die Wicklung einer erfindungsgemäßen Drossel hat dann dauerhaft den vorgesehenen Verlauf und ist besonders formstabil.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die Bauteile 40, 42 bei der dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen U-förmig. Sie weisen zwei freie Enden auf, die zur Verbindung mit die Windung jeweils fortsetzenden, identisch geformten Bauteilen 40, 42 eingerichtet sind. Zwischen den beiden freien Enden läuft der Kern 20 hindurch. Die Verbindungsebene, in der die Bauteile jeweils mit die Wicklung fortsetzenden Bauteilen verbunden sind, entspricht der durch die Mitte der Kernöffnung verlaufenden Radialebene.
An dem ersten freien Ende (Einsteckende 52) weist jedes Bauteil 40 einen Einsteckvorsprung 54 auf, der stiftförmig aus der ersten Frontfläche des Bauteils 40 vorragen kann. An dem zweiten freien Ende (Aufnahmeende 56) weist jedes Bauteil 40 eine Aufnahmevertiefung 58 auf, die komplementär zu dem stiftförmigen Einsteckvorsprung 54 in der zweiten Frontfläche des Bauteils 40 gebildet ist, und in die der Einsteckvorsprung 56 eines gleich geformten zweiten Bauteils 42, das die Wicklung fortsetzt, eingepresst werden kann. Auf diese Weise ist eine kraftschlüssige Verbindung der Bauteile 40, 42 zum Ausformen einer Windung möglich.
Die U-förmig gekrümmten Bauteile liegen jeweils in einer Bauteilebene. Die Bauteilebenen der die Wicklungen bildenden Bauteile sind besonders deutlich in 1 erkennbar. Die miteinander zu verbindenden Bauteile werden vor der Verpressung jeweils derart ausgerichtet, dass die Bauteilebenen benachbarter Bauteile jeweils einen vorgegebenen Winkel α, α', α'' einschließen, der jeweils bevorzugt größer ist als 20° und kleiner als 60°. Dadurch ergibt sich die in 1 erkennbare Zickzacklinie, die durch die aneinandergereihten oberen und unteren Windungshälften gebildet ist. Die Winkel α, α' und α'' sind insbesondere im Fall eines ringförmigen Kerns nicht notwendigerweise gleich groß. Vorzugsweise entsprechen die Winkel zwischen den Bauteilebenen einander gegenüberliegender Bauteile der ersten Wicklung 30 und der zweiten Wicklung 32 einander. Die vorgegebene Winkelabfolge α, α', α'' wird in Abhängigkeit von der Kernform, dem Leiterquerschnitt und der Windungsanzahl pro Wicklung so festgelegt, dass eine bevorzugt gleichmäßige Wicklung gebildet wird, die besonders gut und stabil an den Kern angepasst ist, ohne dass sich die einzelnen Windungen berühren können. Der Vorteil einer fest vorgegebenen Winkelabfolge α, α', α'' ist die exakte Reproduzierbarkeit der Wicklungen für eine besonders gute Störungsdämpfung durch die Entstördrossel.
Die erfindungsgemäße Drossel 10 kann wie folgt hergestellt werden: Zuerst werden bügelförmige untere Bauteile in Bügelhalteabschnitten eines ersten Halters und bügelförmige obere Bauteile in Bügelhalteabschnitten eines zweiten Halters angeordnet. Durch die Bügelhalteabschnitte werden die die Windungsabschnitte bildenden Bauteile 40, 42 jeweils in einer vorgegebenen Relativposition und Relativwinkelstellung gehalten, in der die Bauteile 40, 42 auch nach Bildung der Wicklungen 30, 32 relativ zueinander angeordnet sein sollen. Die Halter können Teil eines Montagewerkzeugs sein, das bspw. Aufnahmeplatten mit Vertiefungen zur Aufnahme der Bauteile aufweist. Die freien Enden der unteren Bauteile 42 (Einsteckende 52 und Aufnahmeende 56) sind dabei freigelegt, so dass sie auf die ebenfalls freigelegten freien Enden der oberen Bauteile 40 gepresst werden können. Anschließend wird der Kern 20 zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter angeordnet. Der erste Halter und der zweiten Halter werden dann einander angenähert, wobei die unteren Bauteile 42 und die oberen Bauteile 40 durch Verpressung miteinander verbunden werden, so dass zwei den Kern 20 jeweils mehrfach umlaufende Wicklungen 30, 32 aus den Windungsabschnitten gebildet werden.
Bei dem Schritt des Annäherns tauchen die Einsteckvorsprünge der Bauteile in die Aufnahmevertiefungen der jeweils nächsten Bauteile ein, so dass eine kraftschlüssige Verbindung der Bauteile erfolgt. Anschließend kann die Entstördrossel mit einem Kunststoffmaterial umspritzt und ggf. in eine elektrische Einheit wie etwa eine HV-Batterie eingebaut werden.
Durch das Umspritzen mit einem (nichtleitenden) Kunststoffmaterial kann der Wicklungsverlauf zum einen mechanisch dauerhaft fixiert werden. Zum anderen wird dadurch sichergestellt, dass die einzelnen Windungen sich nicht berühren und elektrisch isoliert zueinander sind.
Bezugszeichenliste

10: Drossel
20: Kern
30: erste Wicklung
32: zweite Wicklung
33, 34, 35: Windungen der zweiten Wicklung
40, 42: Bauteile
50: Bügel
52: Einsteckende (erstes freies Ende)
54: Einsteckvorsprung
56: Aufnahmeende (zweites freies Ende)
58: Aufnahmevertiefung

Claims

Drossel (10), insbesondere Entstördrossel zur Dämpfung von Gleichtakt-Störströmen, mit einem Kern (20) und zumindest zwei den Kern (20) jeweils mehrfach umlaufenden Wicklungen (30, 32), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Windung (33, 34, 35) einer der Wicklungen (30, 32) zwei starre Bauteile (40, 42) aufweist, die jeweils einen Windungsabschnitt bilden und die zur Ausbildung der Windung (33) miteinander verbunden sind.
Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) den Kern (20) jeweils bogenartig um etwa 180° umlaufen.
Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder mehr, insbesondere alle Windungen (33, 34, 35) der beiden Wicklungen zwei miteinander verbundene Bauteile (40, 42) aufweisen, wobei bevorzugt jeweils zwei Bauteile (40, 42) zusammen eine Windung (33) ausbilden.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) identisch geformt sind.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) form-, kraft-, und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) jeweils im Wesentlichen C- oder U-förmige Bügel (50), bevorzugt Metallbügel, insbesondere Kupferbügel sind.
Drossel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügel (50) eine Querschnittsfläche von mehr als 10 mm², insbesondere mehr als 20 mm² und weniger als 100 mm² aufweisen, so dass die Wicklungen für eine Stromstärke von mehr als 100 A, insbesondere 150 A oder mehr eingerichtet sind.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) jeweils ein Einsteckende (52) mit einem Einsteckvorsprung (54) und ein Aufnahmeende (56) mit einer komplementär zu dem Einsteckvorsprung geformten Aufnahmevertiefung (58) aufweisen.
Drossel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckvorsprünge (54) jeweils in die Aufnahmevertiefungen (58) des die Windung (33) jeweils fortsetzenden Bauteils eingepresst sind.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (40, 42) jeweils in einer Bauteilebene liegen, wobei die Bauteilebenen der Bauteile mit den Bauteilebenen der jeweils benachbarten Bauteile, die die Windung jeweils fortsetzen, einen vorgegebenen Winkel (α) einschließen, der vorzugsweise größer ist als 10° und kleiner als 80°, insbesondere größer ist als 20° und kleiner als 60°.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (20) aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere aus einem Ferritmaterial besteht.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (20) geschlossen, bevorzugt ringförmig, insbesondere im Wesentlichen toroidförmig ist.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wicklungen (30, 32) den Kern gegensinnig umlaufen und jeweils zwei oder mehr, insbesondere drei oder vier Windungen (33, 34, 35) aufweisen.
Verfahren zum Herstellen einer Drossel, insbesondere Entstördrossel, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Anordnen von bügelförmigen unteren Bauteilen (42) in Bügelhalteabschnitten eines ersten Halters, • Anordnen von bügelförmigen oberen Bauteilen (40) in Bügelhalteabschnitten eines zweiten Halters, • Anordnen eines Kerns (20) zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter, • Annähern des ersten Halters an den zweiten Halter, wobei die unteren Bauteile (42) und die oberen Bauteilen (40) miteinander verbunden werden, so dass mindestens zwei den Kern (20) jeweils mehrfach umlaufende Wicklungen (30, 32) aus den Bauteilen gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Annäherns freiliegende Enden (52, 56) der unteren Bauteile (42) auf freiliegende Enden (52, 56) der oberen Bauteile (40) gepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Annäherns Einsteckvorsprünge (54) der Bauteile jeweils in Aufnahmevertiefungen (58) der jeweils die Wicklung fortsetzenden Bauteile eingepresst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstördrossel (10) mit einem Kunststoffmaterial umspritzt und bevorzugt anschließend in eine elektrische Einheit wie etwa ein Netzteil oder eine Batterieeinheit eingebaut wird.