DE102016107818B4

DE102016107818B4 - Drosselanordnung mit einem Einsatz

Info

Publication number: DE102016107818B4
Application number: DE102016107818.2A
Authority: DE
Inventors: Mariusz Walczak; Mariusz Gwadera; Jakub Hachlowski; Zajac Tomasz
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: PL72606Y1; DE102016107818A1; US20190066896A1; WO2017186453A1; US11342104B2; PL127932U1; CN209657938U

Abstract

Eine Drosselanordnung (1) weist einen toroidalen Kern (2) mit einer zentralen Öffnung (3), eine um den Kern (2) angeordnete Wicklung (4) mit zwei Wicklungsenden (6, 7) und einen elektrisch isolierenden, in die zentrale Öffnung (3) klemmend eingeführten Einsatz (5) auf. Die Wicklungsenden (6, 7) sind hierbei in den Einsatz (5) klemmend eingeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselanordnung mit einem Einsatz in ihrem toroidalen Kern. Der Einsatz dient der klemmenden Halterung der Enden der auf den Kern aufgebrachten Wicklung.
Drosselanordnungen werden in vielen elektrischen Geräten, beispielsweise in Filteranordnungen, benötigt. Sie sollen vergleichsweise kompakt sein und gleichzeitig soll ihre Herstellung einfach und damit kostengünstig erfolgen.
Bekannt sind Spulenkörper mit Schneidklemmvorrichtungen, beispielsweise aus der DE 100 14 738 A1 . Ein Spulendraht wird hier in einem Schlitz geringer Tiefe durch Klemmen befestigt, bevor die Schneidklemmverbindung hergestellt wird. Ebenfalls bekannt ist ein Wickelkörper für eine Magnetbaugruppe mit zwei elektrischen Anschlussdomen aus der DE 10 2009 029 298 A1 . Die Wickeldrahtenden werden in Klemmspalten fixiert und nach erfolgtem Wickelvorgang durch ein Drahtabschneidewerkzeug vom übrigen Wickeldraht getrennt. Die DE 10 2010 031 292 A1 offenbart eine Spulenhalterung, die dazu dient, eine Spule mit zwei getrennten Wicklungen einerseits zu halten und andererseits dafür zu sorgen, dass die beiden Spulenwicklungen auch mechanisch voneinander getrennt sind. Die Halterung weist eine Sockelplatte mit zwei abragenden Armen auf, auf die der Spulenkern derart aufgeschoben wird, dass jeweils eine der beiden Spulenwicklungen auf einer Seite der Arme angeordnet ist. JP H09-237 717 A zeigt einen Einsatz zum Partitionieren von Wicklungen auf einem Spulenkern und zur Fixierung der Wicklungsenden. Nachteilig ist der weit über die Abmessungen der Spulenkörper hinaus ragende Aufbau dieser bekannten Verbindungs- bzw. Klemmanordnungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Drosselanordnung anzugeben, die Mittel zur Halterung und Isolation der Wicklungsenden und der zugehörigen Anschlüsse aufweist, dabei aber in ihren Aufbau kompakt bleibt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drosselanordnung nach Anspruch 1, wobei weitere vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
Die erfindungsgemäße Drosselanordnung weist einen toroidalen Kern mit einer zentralen Öffnung auf, in die ein elektrisch isolierender Einsatz klemmend eingeführt ist. Um den Kern ist eine Wicklung mit zwei Wicklungsenden angeordnet, wobei die Wicklungsenden in den Einsatz klemmend eingeführt sind. Die Wicklung weist dabei eine Vielzahl von Windungen eines um den Kern gewundenen Wickeldrahtes auf. Durch den in der zentralen Öffnung platzierten Einsatz ergibt sich ein kompakter Aufbau der Drosselanordnung, gleichzeitig sorgt der klemmende Halt der Wicklungsenden in dem elektrisch isolierender Einsatz für die notwenige elektrische Isolation der Wicklungsenden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung sind die beiden Wicklungsenden an einander gegenüberliegenden Seiten des Einsatzes eingeführt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung sind die beiden Wicklungsenden an der gleichen Seite des Einsatzes eingeführt. Je nach gewünschter Weiterverarbeitung oder Montage der Drosselanordnung kann eine der Ausführungsformen vorteilhafter sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung sind die beiden Wicklungsenden jeweils mit einem Anschlussdraht elektrisch verbunden. Der mit dem Anschlussdraht verbundene Abschnitt des jeweiligen Wicklungsendes wird in den Einsatz eingeführt, um dort klemmend gehalten zu werden. Die elektrische Verbindung der Wicklungsenden und der Anschlussdrähte kann beispielsweise durch einen Lötprozess hergestellt werden. Die klemmende Halterung des Verbindungsabschnittes in dem elektrisch isolierenden Einsatz bewirkt auch die notwenige elektrische Isolation der Wicklungsenden bzw. Anschlussdrähte zueinander. Dadurch erübrigt sich eine zusätzliche Isolation, die sonst nach erfolgter Verbindung von Wicklungsenden und Anschlussdrähte aufgebracht werden müsste. Es können Herstellungsschritte eingespart und damit Kosten reduziert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung weist die Wicklung am Übergang zu dem verbindenden Abschnitt einen Winkel auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung besteht der Einsatz aus einem Kunststoffmaterial, besonders bevorzugt wird der Einsatz als einstückiges Spritzgussteil gefertigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung weist der Einsatz eine Nase auf, mit der ein Mindestabstand zwischen den Wicklungsenden sichergestellt ist. Diese Nase kann sich am äußeren Umfang des Einsatzes befinden und bewirkt zusammen mit dem klemmenden Halt des Einsatzes in der zentralen Öffnung, dass die letzten Windungen vor den beiden Wicklungsenden sich nicht auf dem Kern aufeinander zu verschieben können. Gleichzeitig wird einem Verdrehen des Einsatzes innerhalb der zentralen Öffnung entgegen gewirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselanordnung ragt der Einsatz nicht aus der zentralen Öffnung über die Wicklung hinaus, sondern befindet sich vollständig innerhalb der zentralen Öffnung. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau der Drosselanordnung.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Heranziehung von Zeichnungen beschrieben, aus denen sich, in Zusammenschau mit den Merkmalen der Anspruche, weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben.
Es zeigen:
1 eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drosselanordnung
2 eine Schnittansicht der beispielhaften Ausgestaltung nach 1
3a, b, c beispielhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Einsatzes
1 zeigt als beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Drosselanordnung 1 mit einem toroidalen Kern 2 und einer zentralen Öffnung 3. Auf den Kern 2 wurde die Wicklung 4 mit einer Vielzahl an Windungen aufgewickelt. In die zentralen Öffnung 3 wurde ein Einsatz 5 eingeführt. Im noch nicht eingeführten, entspannten Zustand ist die räumliche Ausdehnung des Einsatzes 5 etwas größer als der Durchmesser der zentralen Öffnung 3. Beim Einführen des Einsatzes 5 in die zentralen Öffnung 3 wird der Einsatz 5 zusammengepresst, damit er anschließend klemmend in der zentralen Öffnung 3 festgehalten wird. Anschlussdrähte 8, 9 ragen aus dem Einsatz 5, wo sie mit den Wicklungsenden 6, 7 verbunden sind (siehe 2). Die Schlitze des Einsatzes 5 zur Aufnahme der Anschlussdrähte 8, 9 und Wicklungsenden 6, 7 sind von einander beabstandet, um die für die Isolation erforderlichen Kriech- und Luftstrecken bereitzustellen.
2 zeigt wie ein Wicklungsende 6 mit einem Anschlussdraht 8 in einem Abschnitt 12 elektrisch verbunden wurde, beispielsweise durch Löten oder Verpressen mit einer gemeinsamen metallischen Hülse. Dieser Abschnitt 12 wird anschließend durch Einführen in einen der sich verjüngenden Schlitze 14, 15 (siehe 3) des Einsatzes 5 klemmend gehalten. Einsatz 5 weist in etwa dieselbe oder eine geringere Dicke auf wie der Kern 2, so dass er nicht aus der zentralen Öffnung 3 über die Wicklung 4 hinausragt.
3a zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Einsatzes 5. Der Einsatz 5 ist aus isolierendem Material gefertigt, beispielsweise als einstückiges Spritzgussteil. Der äußere Umfangsring 20 des Einsatzes 5 ist nicht geschlossen, so dass der Umfangsring komprimiert und in die zentrale Öffnung 3 der erfindungsgemäßen Drosselanordnung 1 eingebracht werden kann. Nach dem Einsetzen in die zentrale Öffnung 3 dehnt sich der Umfangsring 20 wieder aus, so dass der Einsatzes 5 in der zentralen Öffnung 3 klemmend gehalten wird.
Der Einsatz 5 weist zwei Schlitze 14, 15 auf, die sich in einer Richtung verjüngen. Die Schlitze 14, 15 werden von Laschen 16–19 begrenzt. Im weiter geöffneten Teil des einen Schlitzes 14 kann der Abschnitt 12, in dem beispielsweise der Anschlussdraht 8 und das Wicklungsende 6 miteinander verbunden sind, eingeführt werden. Anschließend wird dieser Abschnitt 12 in den sich verjüngenden Bereich des Schlitzes 14 gedrückt. Analog wird Anschlussdraht 9 und das Wicklungsende 7 miteinander verbunden und in den sich verjüngenden Bereich des Schlitzes 15 gedrückt (nicht gezeigt). Mindestens eine der Laschen 16, 18 weisen im sich verjüngenden Bereich des einen Schlitzes 14 scharfe Kanten auf, so dass man den Abschnitt 12 in einer gewünschten Position festlegen kann. Der Abschnitt 12 wird dann zwischen den Kanten der Laschen 16, 18 klemmend gehalten. Durch den Abstand der Laschen 16, 17 ergibt sich ein Mindestabstand zwischen den Abschnitten 12 der beiden Wicklungsenden 6, 7 und damit auch zwischen den beiden Anschlussdrähten 8, 9, womit die für die Isolation erforderlichen Kriech- und Luftstrecken bereitgestellt werden.
Des Weiteren weist der Einsatz 5 mindestens eine Nase 10 auf, im Beispiel sind es zwei. Diese bewirken zusammen mit dem klemmenden Halt des Einsatzes 5, dass die erste Windung (beispielsweise die bei Wicklungsende 6) und die letzte Windung (bei Wicklungsende 7) sich auf dem Kern 2 nicht aufeinander zu verschieben können, sondern einen Mindestabstand einhalten.
3b zeigt weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Einsatzes 25. Der äußere Umfangsring 20 ist ähnlich gestaltet wie in 3a, anders sind die klemmenden Strukturen. Ein starrer innerer Stützring 26 mit einem ebenfalls starren Balken 29 trägt in seinem Inneren scharfe Kanten 28 und elastische Balken 27. An diesem elastischen Balken 27 können ebenfalls scharfe Kanten ausgebildet sein, so dass zwischen den scharfen Kanten 28 und 27 die miteinander verbundenen Anschlussdrähte 8, 9 bzw. Wicklungsenden 6, 7 in ihrem Abschnitt 12 in einer gewünschten Position festgelegt werden können, gleichzeitig aber durch den starren Balken 29 voneinander getrennt und damit isoliert sind
3c zeigt weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Einsatzes 35. Auch hier ist der äußere Umfangsring 20 ähnlich gestaltet wie in 3a, b. Ein starrer innerer Stützring 36 mit einem Balken 39 ist mit elastisch ausgebildeten Kanten 38, 40 ausgerüstet. Zur Verbesserung der Klemmwirkung sind die Kanten 38, 40 mit einer Riffelung ausgestattet. Zwischen diesen Kanten 38, 40 können die miteinander verbundenen Anschlussdrähte 8, 9 und Wicklungsenden 6, 7 in der einen Richtung bequem eingeführt werden, beispielsweise in der linken Seite der Figur von vorn nach hinten, und verklemmen dort.
Bezugszeichenliste

1: Drosselanordnung
2: Kern
3: zentrale Öffnung
4: Wicklung
5, 25, 35: Einsatz
6, 7: Wicklungsende
8, 9: Anschlussdraht
10: Nase
12: Abschnitt
14, 15: Schlitze
16, 17, 18, 19: Lasche
20: Umfangsring
26, 36: Stützring
27, 29, 39: Balken
28, 38, 40: Kante

Claims

Drosselanordnung (1), aufweisend: – einen toroidalen Kern (2) mit einer zentralen Öffnung (3), – eine um den Kern (2) angeordnete Wicklung (4) mit zwei Wicklungsenden (6, 7), – einen elektrisch isolierenden, vollständig in die zentrale Öffnung (3) klemmend eingeführten Einsatz (5), wobei die Wicklungsenden (6, 7) in den Einsatz (5) klemmend eingeführt sind.
Drosselanordnung nach Anspruch 1, wobei die beiden Wicklungsenden (6, 7) an einander gegenüberliegenden Seiten des Einsatzes (5) eingeführt sind.
Drosselanordnung nach Anspruch 1, wobei die beiden Wicklungsenden (6, 7) an der gleichen Seite des Einsatzes (5) eingeführt sind.
Drosselanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Anschlussdraht (8, 9) mit den beiden Wicklungsenden (6, 7) in einem in den Einsatz eingeführten Abschnitt (12) der Wicklungsenden (6, 7) elektrisch verbunden ist.
Drosselanordnung nach Anspruch 4, wobei die Wicklungsenden (6, 7) am Übergang zu ihrem jeweiligen Abschnitt (12) einen Winkel aufweist.
Drosselanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einsatz (5) aus Kunststoff gefertigt ist, bevorzugt als einstückiges Spritzgussteil.
Drosselanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einsatz (5) eine Nase (10) aufweist, mit der ein Mindestabstand zwischen den Wicklungsenden (6, 7) sichergestellt ist.
Drosselanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einsatz (5) nicht aus der zentralen Öffnung (3) über die Wicklung (4) hinausragt.