DE102021203048A1 - Spiral device and method of making same - Google Patents

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Martin Helsper
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Andreas Rühl
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine elektrisch induktiv wirkende Spiraleinrichtung (40). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Spiraleinrichtung (40) eine erste plane Blechspirale (10) und eine zweite plane Blechspirale (20) aufweist, die zwei Blechspiralen (10, 20) parallel beabstandet und übereinander angeordnet sind, sich die erste Blechspirale (10) entlang einer vorgegebenen Spiraldrehrichtung ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss (11) spiralförmig nach innen dreht und im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss (12) der ersten Blechspirale (10) bildet, sich die zweite Blechspirale (20) ausgehend von einem inneren Spiralanschluss (22) der zweiten Blechspirale (10) entlang derselben Spiraldrehrichtung spiralförmig nach außen dreht und außen einen äußeren Spiralanschluss (21) der zweiten Blechspirale (10) bildet, die beiden inneren Spiralanschlüsse (12, 22) elektrisch mittels eines elektrischen Verbindungselements (30) verbunden sind und der äußere Spiralanschluss (12) eines der beiden Blechspiralen (10) einen Anschluss der Spiraleinrichtung (40) und der äußere Spiralanschluss (21) der jeweils anderen Blechspirale (20) einen anderen Anschluss der Spiraleinrichtung (40) bildet.The invention relates, inter alia, to an electrically inductive spiral device (40). According to the invention, the spiral device (40) has a first flat sheet metal spiral (10) and a second flat sheet metal spiral (20), the two sheet metal spirals (10, 20) being spaced parallel and one above the other, along the first sheet metal spiral (10). a predetermined direction of spiral rotation, starting from an outer spiral connection (11) and forming an inner spiral connection (12) of the first sheet metal spiral (10) in the inner area of the spiral, the second sheet metal spiral (20) starting from an inner spiral connection (22) of the second sheet metal spiral (10) spirally outwards along the same spiral rotation direction and forms an outer spiral connection (21) of the second sheet metal spiral (10) on the outside, the two inner spiral connections (12, 22) are electrically connected by means of an electrical connecting element (30) and the outer spiral connection ( 12) one of the two sheet metal spirals (10) a connection of the spiral device (40) and the outer spiral connection (21) of the respective other metal spiral (20) forms another connection of the spiral device (40).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch induktiv wirkende Spiraleinrichtung sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Spiraleinrichtung. Bekanntermaßen lassen sich Spiralen als elektrische Drosseln einsetzen.The invention relates to an electrically inductively acting spiral device and to a method for producing such a spiral device. It is known that spirals can be used as electrical chokes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spiraleinrichtung anzugeben, die sich mit wenig Aufwand herstellen lässt und beispielsweise für den Einsatz in Gleichspannungszwischenkreisen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, besonders geeignet ist.The invention is based on the object of specifying a spiral device that can be produced with little effort and is particularly suitable, for example, for use in DC voltage intermediate circuits of vehicles, in particular rail vehicles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spiraleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a spiral device having the features according to patent claim 1 . Advantageous configurations of the spiral device according to the invention are specified in the dependent claims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spiraleinrichtung eine erste plane Blechspirale und eine zweite plane Blechspirale aufweist, die zwei Blechspiralen parallel beabstandet und übereinander angeordnet sind, sich die erste Blechspirale entlang einer vorgegebenen Spiraldrehrichtung ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss spiralförmig nach innen dreht und im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss der ersten Blechspirale bildet, sich die zweite Blechspirale ausgehend von einem inneren Spiralanschluss der zweiten Blechspirale entlang derselben Spiraldrehrichtung spiralförmig nach außen dreht und außen einen äußeren Spiralanschluss der zweiten Blechspirale bildet, die beiden inneren Spiralanschlüsse elektrisch mittels eines elektrischen Verbindungselements verbunden sind und der äußere Spiralanschluss eines der beiden Blechspiralen einen Anschluss der Spiraleinrichtung und der äußere Spiralanschluss der jeweils anderen Blechspirale einen anderen Anschluss der Spiraleinrichtung bildet.According to the invention, it is provided that the spiral device has a first flat sheet metal spiral and a second flat sheet metal spiral, which two sheet metal spirals are spaced apart in parallel and arranged one above the other, the first sheet metal spiral rotates spirally inwards along a predetermined spiral direction of rotation starting from an outer spiral connection and in the spiral inner area one inner spiral connection of the first sheet metal spiral forms, the second sheet metal spiral, starting from an inner spiral connection of the second sheet metal spiral, spirals outwards along the same spiral direction of rotation and forms an outer spiral connection of the second sheet metal spiral on the outside, the two inner spiral connections are electrically connected by means of an electrical connecting element and the outer one Spiral connection of one of the two sheet metal spirals a connection of the spiral device and the outer spiral connection of the other sheet metal spiral another connection of the spiral facility forms.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung ist darin zu sehen, dass diese aufgrund des Einsatzes von Blechspiralen einen planaren und damit sehr platzsparenden Aufbau aufweist.An essential advantage of the spiral device according to the invention can be seen in the fact that it has a planar and therefore very space-saving structure due to the use of sheet metal spirals.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung besteht darin, dass eine Fertigung auf der Basis von Blechen sehr kostengünstig ist und die Spiraleinrichtung insgesamt mit sehr geringen Fertigungskosten hergestellt werden kann.Another significant advantage of the spiral device according to the invention is that production based on sheet metal is very economical and the spiral device can be produced overall with very low production costs.

Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung besteht in der Möglichkeit einer Fertigung ohne magnetisierbaren Kern, beispielsweise in Form einer sogenannten Luftspule, so dass vermieden werden kann, dass die Spiraleinrichtung im Falle eines Gleichstroms in Sättigung geht.Yet another significant advantage of the spiral device according to the invention is the possibility of manufacturing without a magnetizable core, for example in the form of a so-called air-core coil, so that it is possible to avoid the spiral device going into saturation in the event of a direct current.

Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung ist darin zu sehen, dass diese aufgrund ihres Aufbaukonzeptes mit sehr kleinen Induktivitätswerten von beispielsweise weniger als 10 µH sehr reproduzierbar herstellbar ist. Sie kann daher beispielsweise als ein induktives Entkopplungselement eingesetzt werden, das in vorteilhafter Weise keine bzw. allenfalls eine nur geringe thermische Verlustleistung aufweist. Die Spiraleinrichtung ist somit insbesondere dazu geeignet, bei Schaltanordnungen mit schnell schaltenden Schaltern, beispielsweise in Form von SiC-Transistoren, eingesetzt zu werden, beispielsweise am Ausgang von DC/DC-Stellern, die mit solchen Schaltern ausgestattet sind.Another important advantage of the spiral device according to the invention is that it can be produced very reproducibly due to its structural concept with very small inductance values of, for example, less than 10 μH. It can therefore be used, for example, as an inductive decoupling element, which advantageously has no thermal power loss or at most only a low level. The spiral device is therefore particularly suitable for use in switching arrangements with fast-switching switches, for example in the form of SiC transistors, for example at the output of DC/DC controllers that are equipped with such switches.

Das elektrische Verbindungselement bildet vorzugsweise einen mechanischen Abstandshalter, der die zwei Blechspiralen mechanisch verbindet und auf Abstand hält.The electrical connection element preferably forms a mechanical spacer which mechanically connects the two sheet metal spirals and keeps them at a distance.

Die einander zugewandten Seiten der zwei Blechspiralen sind bei einer vorteilhaften Ausgestaltung durch ein nichtleitendes Zwischenelement, insbesondere eine nichtleitende Platte oder eine nichtleitende Folie, elektrisch getrennt. Ein solches Zwischenelement kann der Stabilisierung dienen und vermeiden, dass die Blechspiralen bei äußerer mechanischer Krafteinwirkung deformiert und unter Bildung eines Kurzschlusses zusammengedrückt werden.In an advantageous embodiment, the mutually facing sides of the two metal spirals are electrically separated by a non-conductive intermediate element, in particular a non-conductive plate or a non-conductive foil. Such an intermediate element can serve to stabilize and prevent the sheet metal spirals from being deformed and compressed to form a short circuit when external mechanical forces are applied.

Alternativ kann bei entsprechender Blechstärke die Spiraleinrichtung als Luftspule ohne Zwischenelement ausgestaltet sein.Alternatively, with a corresponding sheet thickness, the spiral device can be designed as an air coil without an intermediate element.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spiraleinrichtung elektrisch einen Vierpol mit einen ersten und einer zweiten Anschlussseite bildet.It is particularly advantageous if the spiral device electrically forms a four-terminal network with a first and a second connection side.

Der äußere Spiralanschluss einer der beiden Blechspiralen bildet vorzugsweise einen ersten Anschluss auf der ersten Anschlussseite des Vierpols und der äußere Spiralanschluss der jeweils anderen Blechspirale einen ersten Anschluss auf der zweiten Anschlussseite des Vierpols.The outer spiral connection of one of the two sheet metal spirals preferably forms a first connection on the first connection side of the four-pole network and the outer spiral connection of the respective other sheet metal spiral forms a first connection on the second connection side of the four-pole network.

Ein zweiter Anschluss auf der ersten Anschlussseite des Vierpols und ein zweiter Anschluss auf der zweiten Anschlussseite des Vierpols werden vorzugsweise durch ein drittes Blechteil der Spiraleinrichtung gebildet oder durch dieses zumindest miteinander verbunden. Das dritte Blechteil dient vorzugsweise dazu, das magnetische Feld zu beeinflussen und die resultierende Induktivität der Spiraleinrichtung sehr reproduzierbar in engen Toleranzbereichen zu halten.A second connection on the first connection side of the four-pole network and a second connection on the second connection side of the four-pole network are preferably formed by a third sheet metal part of the spiral device or at least connected to one another by this. The third sheet metal part is preferably used to influence the magnetic field and the resulting inductance To keep spiral device very reproducible in narrow tolerance ranges.

Das dritte Blechteil liegt vorzugsweise in derselben Ebene wie eine der beiden Blechspiralen.The third sheet metal part is preferably in the same plane as one of the two sheet metal spirals.

Bei einer anderen als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spiraleinrichtung ein Zweitor in Form einer Induktivität mit zwei Anschlüssen bildet, von denen einer durch den äußeren Spiralanschluss der ersten Blechspirale und der andere durch den äußeren Spiralanschluss der zweiten Blechspirale gebildet wird.In another embodiment considered particularly advantageous, it is provided that the spiral device forms a two-port in the form of an inductor with two connections, one of which is formed by the outer spiral connection of the first sheet metal spiral and the other by the outer spiral connection of the second sheet metal spiral.

Die zwei Blechspiralen sind vorzugsweise jeweils auf ihrer von der jeweils anderen Blechspirale abgewandten Seite beschichtet, insbesondere laminiert, um eine elektrische Isolation nach außen zu gewährleisten.The two sheet metal spirals are preferably each coated, in particular laminated, on their side facing away from the other sheet metal spiral, in order to ensure electrical insulation to the outside.

Die Blechspiralen bzw. die zur Herstellung der Blechspiralen verwendeten Bleche haben vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,5 und 10 mm, besonders bevorzugt eine Dicke zwischen 2 und 6 mm. Besonders geeignet ist eine Dicke von 4 mm. Als Blechmaterialien sind Kupfer und Aluminium besonders geeignet.The metal spirals or the metal sheets used to produce the metal spirals preferably have a thickness between 0.5 and 10 mm, particularly preferably a thickness between 2 and 6 mm. A thickness of 4 mm is particularly suitable. Copper and aluminum are particularly suitable as sheet metal materials.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Herstellen einer Spiraleinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit einem ersten Blech eine erste plane Blechspirale und mit einem zweiten Blech eine zweite plane Blechspirale hergestellt wird, die zwei Blechspiralen parallel beabstandet zueinander übereinander angeordnet werden, derart, dass sich die erste Blechspirale entlang einer vorgegebenen Spiraldrehrichtung ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss spiralförmig nach innen dreht und im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss der ersten Blechspirale bildet und sich die zweite Blechspirale ausgehend von einem inneren Spiralanschluss der zweiten Blechspirale entlang derselben Spiraldrehrichtung spiralförmig nach außen dreht und außen einen äußeren Spiralanschluss der zweiten Blechspirale bildet, und die beiden inneren Spiralanschlüsse mittels eines leitfähigen Verbindungselements elektrisch verbunden werden und mit den äußeren Spiralanschlüssen der Blechspiralen Anschlüsse der Spiraleinrichtung gebildet werden.The invention also relates to a method for producing a spiral device. According to the invention, a first flat sheet metal spiral is produced with a first sheet metal and a second flat sheet metal spiral is produced with a second sheet metal The spiral connection spirals inwards and forms an inner spiral connection of the first sheet metal spiral in the inner area of the spiral and the second sheet metal spiral, starting from an inner spiral connection of the second sheet metal spiral, spirals outwards along the same direction of spiral rotation and forms an outer spiral connection of the second sheet metal spiral on the outside, and the two inner spiral connections are electrically connected by means of a conductive connecting element and connections of the spiral device are formed with the outer spiral connections of the sheet metal spirals.

Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung sowie deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.With regard to the advantages and advantageous configurations of the method according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the spiral device according to the invention and its advantageous configurations.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste plane Blechspirale durch Stanzen oder Schneiden, insbesondere Laserschneiden, des ersten Bleches und die zweite plane Blechspirale durch Stanzen oder Schneiden, insbesondere Laserschneiden, des zweiten Bleches hergestellt wird.It is advantageous if the first flat sheet metal spiral is produced by stamping or cutting, in particular laser cutting, the first sheet metal and the second flat sheet metal spiral is produced by stamping or cutting, in particular laser cutting, the second sheet metal.

Das elektrische Verbindungselement ist vorzugsweise eine Schraube, mit der die zwei Blechspiralen zusammengeschraubt werden.The electrical connection element is preferably a screw, with which the two sheet metal spirals are screwed together.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fahrzeug zumindest eine Spiraleinrichtung wie oben beschrieben aufweist. Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Spiraleinrichtung sowie deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.The invention also relates to a vehicle, in particular a rail vehicle. According to the invention, it is provided that the vehicle has at least one spiral device as described above. With regard to the advantages and advantageous configurations of the vehicle according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the spiral device according to the invention and its advantageous configurations.

Vorteilhaft ist es, wenn das Fahrzeug mit einem Gleichspannungszwischenkreis ausgestattet ist.It is advantageous if the vehicle is equipped with a DC link.

Der Gleichspannungszwischenkreis umfasst vorzugsweise einen ersten Stromleiter und einen zweiten Stromleiter.The DC voltage intermediate circuit preferably includes a first current conductor and a second current conductor.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest eine Spiraleinrichtung elektrisch in den ersten oder zweiten Stromleiter derart integriert ist, dass der Strom in dem jeweiligen Stromleiter die beiden Blechspiralen durchfließt.In a preferred embodiment, it is provided that at least one spiral device is electrically integrated into the first or second current conductor in such a way that the current in the respective current conductor flows through the two sheet metal spirals.

Die Spiraleinrichtung bildet vorzugsweise elektrisch einen Vierpol mit einer ersten und einer zweiten Anschlussseite. The spiral device preferably electrically forms a four-terminal network with a first and a second connection side.

Der äußere Spiralanschluss einer der beiden Blechspiralen bildet vorzugsweise einen ersten Anschluss auf der ersten Anschlussseite des Vierpols und der äußere Spiralanschluss der anderen der beiden Blechspiralen einen ersten Anschluss des Vierpols auf der zweiten Anschlussseite.The outer spiral connection of one of the two sheet metal spirals preferably forms a first connection on the first connection side of the four-pole network and the outer spiral connection of the other of the two sheet metal spirals forms a first connection of the four-pole network on the second connection side.

Ein zweiter Anschluss auf der ersten Anschlussseite des Vierpols und ein zweiter Anschluss auf der zweiten Anschlussseite des Vierpols sind vorzugsweise durch ein drittes Blechteil gebildet oder durch dieses zumindest miteinander verbunden.A second connection on the first connection side of the four-pole network and a second connection on the second connection side of the four-pole network are preferably formed by a third sheet metal part or at least connected to one another by this.

Der Vierpol bildet vorzugsweise einen Bestandteil des Gleichspannungszwischenkreises und unterteilt diesen in einen ersten Zwischenkreisabschnitt und einen zweiten Zwischenkreisabschnitt, und zwar derart, dass der erste Zwischenkreisabschnitt an die erste Anschlussseite des Vierpols und der zweite Zwischenkreisabschnitt an die zweite Anschlussseite des Vierpols angeschlossen ist.The four-terminal network preferably forms part of the DC voltage intermediate circuit and divides it into a first intermediate circuit section and a second intermediate circuit section in such a way that the first intermediate circuit section is connected to the first connection side of the four-terminal network and the second intermediate circuit section is connected to the second connection side of the four-terminal network.

Der erste Zwischenkreisabschnitt ist auf seiner dem Vierpol abgewandten Seite vorzugsweise an einen DC/DC-Steller und der zweite Zwischenkreisabschnitt auf seiner dem Vierpol abgewandten Seite vorzugsweise an einen Wechselrichter angeschlossen.The first intermediate circuit section is preferably connected to a DC/DC converter on its side facing away from the four-terminal network, and the second intermediate circuit section is preferably connected to an inverter on its side facing away from the four-terminal network.

Bei dem DC/DC-Steller handelt es sich vorzugsweise um einen Hochsetzsteller.The DC/DC converter is preferably a step-up converter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

  • 1-4 Verfahrensschritte zur Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Spiraleinrichtung,
  • 5-8 Verfahrensschritte zur Herstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Spiraleinrichtung,
  • 9-11 Ausführungsvarianten für die beiden Ausführungsbeispiele gemäß den 1-8,
  • 12 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das mit der Spiraleinrichtung gemäß den 1 bis 4 ausgestattet ist, und
  • 13 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das mit der Spiraleinrichtung gemäß den 5 bis 8 ausgestattet ist.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments; show examples
  • 1-4 Process steps for the production of a first exemplary embodiment for a spiral device according to the invention,
  • 5-8 Process steps for the production of a second exemplary embodiment for a spiral device according to the invention,
  • 9-11 Variants for the two embodiments according to 1-8 ,
  • 12 an embodiment of a rail vehicle according to the invention with the spiral device according to 1 until 4 is equipped, and
  • 13 an embodiment of a rail vehicle according to the invention with the spiral device according to 5 until 8th Is provided.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.For the sake of clarity, the figures always use the same reference symbols for identical or comparable components.

Im Zusammenhang mit den 1 bis 4 wird nachfolgend beispielhaft ein Verfahren zum Herstellen eines ersten Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Spiraleinrichtung erläutert.In connection with the 1 until 4 a method for producing a first exemplary embodiment of a spiral device according to the invention is explained below by way of example.

Die 1 zeigt eine erste plane Blechspirale 10, die durch Stanzen oder Schneiden, vorzugsweise Laserschneiden, eines Bleches hergestellt worden ist. Die erste Blechspirale 10 dreht sich ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss 11 im Uhrzeigersinn spiralförmig nach innen und bildet im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss 12 der ersten Blechspirale 10.the 1 shows a first planar sheet metal spiral 10, which has been produced by stamping or cutting, preferably laser cutting, a sheet metal. Starting from an outer spiral connection 11, the first sheet metal spiral 10 spirals inwards in a clockwise direction and forms an inner spiral connection 12 of the first sheet metal spiral 10 in the inner area of the spiral.

Die 2 zeigt eine zweite Blechspirale 20, die ebenfalls durch Stanzen oder Schneiden, vorzugsweise Laserschneiden, eines Bleches hergestellt worden ist. Die zweite Blechspirale 20 dreht sich ausgehend von einem inneren Spiralanschluss 22 ebenfalls entlang des Uhrzeigersinnes spiralförmig nach außen und bildet außen einen äußeren Spiralanschluss 21.the 2 shows a second sheet metal spiral 20, which has also been produced by stamping or cutting, preferably laser cutting, a sheet metal. Starting from an inner spiral connection 22, the second sheet metal spiral 20 also spirals outwards in a clockwise direction and forms an outer spiral connection 21 on the outside.

Die beiden Blechspiralen 10 und 20 werden übereinander gesetzt und mittels eines elektrischen Verbindungselements 30 im Bereich der inneren Spiralanschlüsse 12 und 22 unter Bildung einer Spiraleinrichtung 40 miteinander verbunden (vgl. 3). Bei dem elektrischen Verbindungselement 30 handelt es sich vorzugsweise um eine Schraube, die die beiden Bleche miteinander verschraubt.The two sheet metal spirals 10 and 20 are placed one on top of the other and connected to one another by means of an electrical connecting element 30 in the area of the inner spiral connections 12 and 22, forming a spiral device 40 (cf. 3 ). The electrical connection element 30 is preferably a screw that screws the two metal sheets together.

Das elektrische Verbindungselement 30 weist in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion auf: Zum einen verbindet das Verbindungselement 30 die beiden Blechspiralen 10 und 20 im Spiralinnenbereich und zum anderen dient es dazu, die beiden Blechspiralen 10 und 20 außerhalb des Verbindungsbereichs bzw. außerhalb der inneren Spiralanschlüsse 12 und 22 auf Abstand zu halten. Die räumliche Anordnung der beiden Blechspiralen 10 und 20 ist in der 4 gezeigt. Der Abstand zwischen den beiden Blechspiralen 10 und 20 ist mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet. Die erste Blechspirale 10 befindet sich dabei in einer ersten unteren Ebene E10 und die zweite Blechspirale 20 in einer darüber befindlichen zweiten Ebene E20.The electrical connecting element 30 advantageously has a dual function: on the one hand, the connecting element 30 connects the two sheet metal spirals 10 and 20 in the inner area of the spiral and, on the other hand, it serves to connect the two sheet metal spirals 10 and 20 outside of the connection area or outside of the inner spiral connections 12 and 12 22 to keep at a distance. The spatial arrangement of the two metal spirals 10 and 20 is in the 4 shown. The distance between the two sheet metal spirals 10 and 20 is identified by the reference character A. The first sheet metal spiral 10 is located in a first lower level E10 and the second sheet metal spiral 20 in a second level E20 located above it.

Aufgrund der räumlichen Anordnung der beiden Blechspiralen 10 und 20 übereinander befinden sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 die beiden äußeren Spiralanschlüsse 11 und 21 in unterschiedlichen Ebenen. Alternativ ist es möglich, einen der beiden äußeren Spiralanschlüsse oder beide äußeren Spiralanschlüsse im Endbereich zu verbiegen, wenn erreicht werden soll, dass die beiden äußeren Spiralanschlüsse 11 und 21 in derselben Ebene angeordnet sind; ein solchen Verbiegen kann beispielsweise aus Anschlussgründen vorteilhaft sein.Due to the spatial arrangement of the two sheet metal spirals 10 and 20 one above the other are in the embodiment according to the 1 until 4 the two outer spiral connections 11 and 21 in different levels. Alternatively, it is possible to bend one of the two outer spiral connections or both outer spiral connections in the end area if the aim is to ensure that the two outer spiral connections 11 and 21 are arranged in the same plane; such bending can be advantageous for connection reasons, for example.

Durch die Ausgestaltung der beiden Blechspiralen 10 und 20 und die beschriebene Anordnung der Blechspiralen übereinander mit der beschriebenen Orientierung der Spiraldrehrichtungen wird sichergestellt, dass die Spiraldrehrichtung für einen durch die Spiraleinrichtung fließenden Strom I stets identisch ist und ein in der ersten Blechspirale 10 erzeugtes Magnetfeld dieselbe Feldausrichtung aufweist wie ein in der zweiten Blechspirale 20 erzeugtes Magnetfeld und sich die Magnetfelder konstruktiv (also nicht destruktiv) überlagern.The design of the two sheet metal spirals 10 and 20 and the described arrangement of the sheet metal spirals one above the other with the described orientation of the directions of spiral rotation ensures that the direction of spiral rotation for a current I flowing through the spiral device is always identical and that a magnetic field generated in the first sheet metal spiral 10 has the same field alignment has like a magnetic field generated in the second sheet metal spiral 20 and the magnetic fields are superimposed constructively (ie not destructively).

Die beiden Blechspiralen 10 und 20 können in vorteilhafter Weise identisch sein. Soll beispielsweise die erste Blechspirale 10 gemäß 1 auch als zweite Blechspirale 20 gemäß 2 eingesetzt werden, so ist bei der Montage durch Drehen der Blechspirale um 180 Grad um die Längsrichtung L in 1 nur zu gewährleisten, dass die beschriebene Kontinuität der Spiraldrehrichtungen nach der Montage übereinander erhalten bleibt.The two sheet metal spirals 10 and 20 can advantageously be identical. If, for example, the first sheet metal spiral 10 according to 1 also as a second sheet metal spiral 20 according to 2 are used, then during assembly by rotating the sheet metal spiral by 180 degrees around the longitudinal direction L in 1 only to ensure that the described continuity of the directions of spiral rotation is maintained after assembly one above the other.

Im Zusammenhang mit den 5 bis 8 wird nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Spiraleinrichtung 40 erläutert. Die 5 zeigt eine Blechspirale 10, die mit der Blechspirale 10 gemäß 1 identisch sein kann. Die 6 zeigt eine zweite Blechspirale 20 sowie ein drittes Blechteil 50. Die beiden Blechspiralen 10 und 20 werden übereinander gesetzt und mittels eines elektrischen Verbindungselements 30 miteinander verbunden, wie dies im Zusammenhang mit den 1 bis 4 oben bereits erläutert worden ist. Das elektrische Verbindungselement 30 hält die beiden Blechspiralen 10 und 20 auf Abstand, so dass diese, wie in 8 gezeigt, einen räumlichen Abstand A zueinander aufweisen. Die erste Blechspirale 10 befindet sich dabei wieder in der ersten unteren Ebene E10 und die zweite Blechspirale 20 in der darüber befindlichen zweiten Ebene E20. Das dritte Blechteil 50 wird mittels eines elektrisch nichtleitenden Zwischenelements 60 auf die erste Blechspirale 10 aufgesetzt.In connection with the 5 until 8th a second exemplary embodiment of a spiral device 40 according to the invention is explained below. the 5 shows a sheet metal spiral 10 with the sheet metal spiral 10 according to 1 can be identical. the 6 shows a second sheet metal spiral 20 and a third sheet metal part 50. The two sheet metal spirals 10 and 20 are placed one on top of the other and connected to one another by means of an electrical connecting element 30, as is the case in connection with FIG 1 until 4 has already been explained above. The electrical connection element 30 keeps the two sheet metal spirals 10 and 20 at a distance so that, as in 8th shown, have a spatial distance A from each other. The first sheet metal spiral 10 is again in the first lower level E10 and the second sheet metal spiral 20 is in the second level E20 above it. The third sheet metal part 50 is placed on the first sheet metal spiral 10 by means of an electrically non-conductive intermediate element 60 .

Die 7 zeigt die resultierende Spiraleinrichtung 60 in einer Draufsicht und die 8 in einem Querschnitt.the 7 shows the resulting spiral device 60 in a plan view and the 8th in a cross section.

Durch die Ausgestaltung der beiden Blechspiralen 10 und 20 wird auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sichergestellt, dass die Spiraldrehrichtung für einen durch die Spiraleinrichtung 40 fließenden Strom I stets identisch ist und das in der ersten Blechspirale 10 erzeugte Magnetfeld dieselbe Feldausrichtung aufweist wie ein in der zweiten Blechspirale 20 erzeugtes Magnetfeld.The design of the two sheet metal spirals 10 and 20 also ensures in the second exemplary embodiment that the spiral direction of rotation for a current I flowing through the spiral device 40 is always identical and the magnetic field generated in the first sheet metal spiral 10 has the same field orientation as in the second sheet metal spiral 20 generated magnetic field.

Um zu vermeiden, dass aufgrund äußerer Einflüsse, beispielsweise mechanischer Belastung, die beiden Blechspiralen 10 und 20 außerhalb ihres Verbindungsbereichs bzw. außerhalb des Verbindungselements 30 miteinander elektrisch kurzgeschlossen werden, kann bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel zwischen die beiden Blechspiralen 10 und 20 ein elektrisch nichtleitendes Zwischenelement eingesetzt werden, das beispielhaft in der 9 gezeigt und dort mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet ist.In order to prevent the two sheet metal spirals 10 and 20 from being electrically short-circuited with one another outside of their connection area or outside of the connecting element 30 due to external influences, for example mechanical stress, an electrically non-conductive Intermediate element are used, the example in the 9 shown and identified there by the reference numeral 70.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Außenseiten der beiden Blechspiralen 10 und 20 außenseitig mit einem nichtleitenden Material zu beschichten. Beispielsweise können die Außenseiten der beiden Blechspiralen 10 und 20 mit einer Folie laminiert werden, wie sie beispielhaft in der 10 gezeigt und mit dem Bezugszeichen 80 gekennzeichnet ist.In addition, it can be provided that the outer sides of the two metal spirals 10 and 20 are coated on the outside with a non-conductive material. For example, the outer sides of the two sheet metal spirals 10 and 20 can be laminated with a film, as exemplified in FIG 10 is shown and identified by the reference numeral 80.

Auch ist es möglich, alternativ oder zusätzlich zu dem in 9 gezeigten Zwischenelement 70, eine Beschichtung, beispielsweise in Form einer nichtleitenden Folie, auf der Innenseite der beiden Blechspiralen 10 und 20 vorzusehen, um einen Kurzschluss außerhalb des Bereichs des elektrischen Verbindungselements 30 zu vermeiden. Eine solche innenseitige Beschichtung in Form einer nichtleitenden Folie 90 ist beispielhaft in der 11 gezeigt.It is also possible, alternatively or in addition to the in 9 intermediate element 70 shown, to provide a coating, for example in the form of a non-conductive film, on the inside of the two sheet metal spirals 10 and 20 in order to avoid a short circuit outside the area of the electrical connecting element 30. Such an inside coating in the form of a non-conductive film 90 is exemplified in FIG 11 shown.

Die 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 100, das mit einem elektrischen Gleichspannungszwischenkreis 110 ausgestattet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 12 verbindet der Gleichspannungszwischenkreis 110 einen DC/DC-Steller 120 und einem Umrichter 130. Der Umrichter 130 kann mit aus Gründen der Übersicht in der 12 nicht gezeigten Antriebskomponenten des Schienenfahrzeugs 100 in Verbindung stehen.the 12 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 100 which is equipped with an electrical intermediate DC voltage circuit 110 . In the embodiment according to 12 connects the DC voltage link 110 a DC / DC controller 120 and a converter 130. The converter 130 can for reasons of clarity in the 12 not shown drive components of the rail vehicle 100 are connected.

In einen der beiden Stromleiter des Gleichspannungszwischenkreises 110, beispielsweise den in der 12 oberen Stromleiter 111, ist die Spiraleinrichtung 40 gemäß den 1 bis 4 zwischengeschaltet. Die Spiraleinrichtung bildet einen Zweipol, der den Stromleiter 111 in zwei Abschnitte 111a und 111b unterteilt.In one of the two conductors of the DC link 110, for example in the 12 upper conductor 111, the spiral device 40 is according to 1 until 4 interposed. The spiral device forms a dipole, which divides the current conductor 111 into two sections 111a and 111b.

Die Spiraleinrichtung 40 dient als Drossel, die elektrisch mit Kondensatoren C1 und C2 zusammenwirkt. Die Kondensatoren C1 und C2 können separate Komponenten sein, wie beispielhaft in der 12 gezeigt, oder Bestandteile des DC/DC-Stellers 120 bzw. des Umrichters 130 sein.Spiral device 40 serves as a choke which electrically interacts with capacitors C1 and C2. The capacitors C1 and C2 can be separate components, as exemplified in FIG 12 shown, or components of the DC / DC controller 120 and the converter 130 may be.

Die 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 100, bei dem die Spiraleinrichtung 40 gemäß den 5 bis 8 zwischen die beiden Stromleiter 111 und 112 des Gleichspannungszwischenkreises 110 geschaltet ist. Die Spiraleinrichtung 40 bildet einen Vierpol 210, der den Gleichspannungszwischenkreis 110 elektrisch in einen ersten Zwischenkreisabschnitt 110a und in einen zweiten Zwischenkreisabschnitt 110b unterteilt.the 13 shows an embodiment of a rail vehicle 100, in which the spiral device 40 according to the 5 until 8th is connected between the two current conductors 111 and 112 of the DC voltage intermediate circuit 110 . The spiral device 40 forms a four-terminal network 210, which electrically subdivides the DC voltage intermediate circuit 110 into a first intermediate circuit section 110a and a second intermediate circuit section 110b.

Der Vierpol 210 bildet mit einem äußeren Spiralanschluss einer der beiden Blechspiralen einen ersten Anschluss 211a auf der in der 13 linken, ersten Anschlussseite 211 des Vierpols 210 und mit einem äußeren Spiralanschluss der anderen der beiden Blechspiralen einen ersten Anschluss 212a des Vierpols 210 auf der rechten, zweiten Anschlussseite 212. Ein zweiter Anschluss 211b auf der ersten Anschlussseite 211 des Vierpols 210 und ein zweiter Anschluss 212b auf der zweiten Anschlussseite 212 des Vierpols 210 werden durch das dritte Blechteil 50 (vgl. 5 bis 8) gebildet oder zumindest miteinander verbunden.The quadrupole 210 forms a first connection 211a with an outer spiral connection of one of the two sheet metal spirals on the 13 left, first connection side 211 of the four-pole network 210 and with an outer spiral connection of the other of the two sheet metal spirals a first connection 212a of the four-pole network 210 on the right, second connection side 212. A second connection 211b on the first connection side 211 of the four-pole network 210 and a second connection 212b on the second connection side 212 of the four-pole network 210 are connected by the third sheet metal part 50 (cf. 5 until 8th ) formed or at least connected to each other.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not complete the examples disclosed are limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (15)

Elektrisch induktiv wirkende Spiraleinrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, dass - die Spiraleinrichtung (40) eine erste plane Blechspirale (10) und eine zweite plane Blechspirale (20) aufweist, - die zwei Blechspiralen (10, 20) parallel beabstandet und übereinander angeordnet sind, - sich die erste Blechspirale (10) entlang einer vorgegebenen Spiraldrehrichtung ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss (11) spiralförmig nach innen dreht und im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss (12) der ersten Blechspirale (10) bildet, - sich die zweite Blechspirale (20) ausgehend von einem inneren Spiralanschluss (22) der zweiten Blechspirale (20) entlang derselben Spiraldrehrichtung spiralförmig nach außen dreht und außen einen äußeren Spiralanschluss (21) der zweiten Blechspirale (20) bildet, - die beiden inneren Spiralanschlüsse (12, 22) elektrisch mittels eines elektrischen Verbindungselements (30) verbunden sind und - der äußere Spiralanschluss (11) eines der beiden Blechspiralen (10) einen Anschluss der Spiraleinrichtung (40) und der äußere Spiralanschluss (21) der jeweils anderen Blechspirale (20) einen anderen Anschluss der Spiraleinrichtung (40) bildet.Electrically inductively acting spiral device (40), characterized in that - the spiral device (40) has a first flat sheet metal spiral (10) and a second flat sheet metal spiral (20), - the two sheet metal spirals (10, 20) are spaced apart in parallel and arranged one above the other , - the first sheet metal spiral (10) spirals inwards along a predetermined spiral direction of rotation starting from an outer spiral connection (11) and forms an inner spiral connection (12) of the first sheet metal spiral (10) in the inner area of the spiral, - the second sheet metal spiral (20) starting from an inner spiral connection (22) of the second sheet metal spiral (20) spirally outwards along the same spiral direction of rotation and forms an outer spiral connection (21) of the second sheet metal spiral (20) on the outside, - the two inner spiral connections (12, 22) electrically by means of a electrical connecting element (30) are connected and - the outer spiral connection (11) of one of the two sheet metal spiral en (10) forms a connection of the spiral device (40) and the outer spiral connection (21) of the respective other metal spiral (20) forms another connection of the spiral device (40). Spiraleinrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Seiten der zwei Blechspiralen (10, 20) durch ein nichtleitendes Zwischenelement (70), insbesondere eine nichtleitende Platte oder eine nichtleitende Folie, elektrisch getrennt sind.Spiral device (40) after claim 1 , characterized in that the mutually facing sides of the two sheet metal spirals (10, 20) are electrically separated by a non-conductive intermediate element (70), in particular a non-conductive plate or a non-conductive foil. Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (30) einen mechanischen Abstandshalter bildet, der die zwei Blechspiralen (10, 20) mechanisch verbindet und auf Abstand hält.Spiral device (40) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical connecting element (30) forms a mechanical spacer which mechanically connects the two sheet metal spirals (10, 20) and keeps them at a distance. Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Spiraleinrichtung (40) elektrisch einen Vierpol (210) bildet mit einer ersten und einer zweiten Anschlussseite (211, 212), - wobei der äußere Spiralanschluss einer der beiden Blechspiralen (10, 20) einen ersten Anschluss (211a) auf der ersten Anschlussseite (211) des Vierpols (210) und der äußere Spiralanschluss der jeweils anderen Blechspirale (20) einen ersten Anschluss (212a) auf der zweiten Anschlussseite (212) des Vierpols (210) bildet.Spiral device (40) according to one of the preceding claims, characterized in that - the spiral device (40) electrically forms a quadrupole (210) with a first and a second connection side (211, 212), - the outer spiral connection of one of the two sheet metal spirals ( 10, 20) a first connection (211a) on the first connection side (211) of the four-pole network (210) and the outer spiral connection of the other metal spiral (20) has a first connection (212a) on the second connection side (212) of the four-pole network (210 ) forms. Spiraleinrichtung (40) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Anschluss (211b) auf der ersten Anschlussseite (211) des Vierpols (210) und ein zweiter Anschluss (212b) auf der zweiten Anschlussseite (212) des Vierpols (210) durch ein drittes Blechteil (50) der Spiraleinrichtung (40) gebildet oder durch dieses zumindest miteinander verbunden sind.Spiral device (40) after claim 4 , characterized in that a second connection (211b) on the first connection side (211) of the four-pole (210) and a second connection (212b) on the second connection side (212) of the four-pole (210) by a third sheet metal part (50) of Spiral device (40) are formed or at least connected to one another by this. Spiraleinrichtung (40) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Blechteil (50) in derselben Ebene liegt wie eines der beiden Blechspiralen (10, 20).Spiral device (40) after claim 5 , characterized in that the third sheet metal part (50) lies in the same plane as one of the two sheet metal spirals (10, 20). Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiraleinrichtung (40) einen Zweipol mit zwei Anschlüssen bildet, von denen einer durch den äußeren Spiralanschluss (11) der ersten Blechspirale (10) und der andere durch den äußeren Spiralanschluss (21) der zweiten Blechspirale (20) gebildet wird.Spiral device (40) according to any one of the preceding Claims 1 until 4 , characterized in that the spiral device (40) forms a dipole with two connections, one of which is formed by the outer spiral connection (11) of the first sheet metal spiral (10) and the other by the outer spiral connection (21) of the second sheet metal spiral (20). becomes. Verfahren zum Herstellen einer Spiraleinrichtung (40), insbesondere einer Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mit einem ersten Blech eine erste plane Blechspirale (10) und mit einem zweiten Blech eine zweite plane Blechspirale (20) hergestellt wird, - die zwei Blechspiralen (10, 20) parallel beabstandet zueinander übereinander angeordnet werden, derart, dass sich die erste Blechspirale (10) entlang einer vorgegebenen Spiraldrehrichtung ausgehend von einem äußeren Spiralanschluss (11) spiralförmig nach innen dreht und im Spiralinnenbereich einen inneren Spiralanschluss (12) der ersten Blechspirale (10) bildet und sich die zweite Blechspirale (20) ausgehend von einem inneren Spiralanschluss (22) der zweiten Blechspirale (20) entlang derselben Spiraldrehrichtung spiralförmig nach außen dreht und außen einen äußeren Spiralanschluss (21) der zweiten Blechspirale (20) bildet, und - die beiden inneren Spiralanschlüsse (12, 22) mittels eines leitfähigen Verbindungselements (30) elektrisch verbunden werden und mit den äußeren Spiralanschlüssen (11, 21) der Blechspiralen (10, 20) Anschlüsse der Spiraleinrichtung (40) gebildet werden.Method for producing a spiral device (40), in particular a spiral device (40) according to one of the preceding claims, characterized in that - a first flat sheet metal spiral (10) is produced with a first sheet metal and a second flat sheet metal spiral (20) is produced with a second sheet metal - the two sheet metal spirals (10, 20) are arranged parallel and spaced one above the other in such a way that the first sheet metal spiral (10) spirals inwards along a predetermined direction of spiral rotation starting from an outer spiral connection (11) and in the spiral inner area an inner spiral connection (12) of the first sheet metal spiral (10) and the second sheet metal spiral (20) spirals outwards starting from an inner spiral connection (22) of the second sheet metal spiral (20) along the same direction of spiral rotation and outside an outer spiral connection (21) of the second sheet metal spiral (20) forms, and - the two inner spiral connections (12, 22) medium s of a conductive connecting element (30) are electrically connected and with the outer spiral connections (11, 21) of the sheet metal spirals (10, 20) connections of the spiral device (40) are formed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste plane Blechspirale (10) durch Stanzen oder Schneiden, insbesondere Laserschneiden, des ersten Bleches und - die zweite plane Blechspirale (20) durch Stanzen oder Schneiden, insbesondere Laserschneiden, des zweiten Bleches hergestellt wird.procedure after claim 8 , characterized in that - the first flat sheet metal spiral (10) by punching or cutting, in particular laser cutting, the first sheet metal and - the second flat sheet metal spiral (20) by punching or cutting, in particular laser cutting, of the second metal sheet. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (30) eine Schraube ist, mit der die zwei Blechspiralen (10, 20) zusammengeschraubt werden.Method according to any of the foregoing Claims 8 until 9 , characterized in that the electrical connection element (30) is a screw with which the two sheet metal spirals (10, 20) are screwed together. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zumindest eine Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7 und/oder zumindest eine Spiraleinrichtung (40), die nach einem der voranstehenden Ansprüche 8 bis 10 hergestellt worden ist, aufweist.Vehicle, in particular rail vehicle (100), characterized in that the vehicle has at least one spiral device (40) according to one of the preceding Claims 1 until 7 and/or at least one spiral device (40) according to one of the preceding Claims 8 until 10 has been manufactured. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - das Fahrzeug einen Gleichspannungszwischenkreis (110), der einen ersten Stromleiter (111) und einen zweiten Stromleiter (112) umfasst, aufweist und - in den Gleichspannungszwischenkreis (110) zumindest eine Spiraleinrichtung (40) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7 und/oder zumindest eine Spiraleinrichtung (40), die nach einem der voranstehenden Ansprüche 8 bis 10 hergestellt worden ist, elektrisch in den ersten oder zweiten Stromleiter (111, 112) derart integriert ist, dass der Strom (I) in dem jeweiligen Stromleiter die beiden Blechspiralen (10, 20) durchfließt.vehicle after claim 11 , characterized in that - the vehicle has a DC voltage intermediate circuit (110) which comprises a first current conductor (111) and a second current conductor (112), and - in the DC voltage intermediate circuit (110) at least one spiral device (40) according to one of the preceding ones Claims 1 until 7 and/or at least one spiral device (40) according to one of the preceding Claims 8 until 10 has been produced, is electrically integrated into the first or second current conductor (111, 112) in such a way that the current (I) flows through the two sheet metal spirals (10, 20) in the respective current conductor. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - die Spiraleinrichtung (40) elektrisch einen Vierpol (210) bildet mit einen ersten und einer zweiten Anschlussseite (211, 212), - der äußere Spiralanschluss einer der beiden Blechspiralen (10, 20) einen ersten Anschluss (211a) auf der ersten Anschlussseite (211) des Vierpols (210) und der äußere Spiralanschluss der anderen der beiden Blechspiralen (10, 20) einen ersten Anschluss (212a) des Vierpols (210) auf der zweiten Anschlussseite (212) bildet, - ein zweiter Anschluss (211b) auf der ersten Anschlussseite (211) des Vierpols (210) und ein zweiter Anschluss (212b) auf der zweiten Anschlussseite (212) des Vierpols (210) durch ein drittes Blechteil (50) gebildet oder durch dieses zumindest miteinander verbunden sind, und - der Vierpol (210), der einen Bestandteil des Gleichspannungszwischenkreises (110) bildet, diesen in einen ersten Zwischenkreisabschnitt (110a) und einen zweiten Zwischenkreisabschnitt (110b) unterteilt, und zwar derart, dass, der erste Zwischenkreisabschnitt (110a) an die erste Anschlussseite (211) des Vierpols (210) und der zweite Zwischenkreisabschnitt (110b) an die zweite Anschlussseite (212) des Vierpols (210) angeschlossen ist.vehicle after claim 12 , characterized in that - the spiral device (40) electrically forms a quadrupole (210) with a first and a second connection side (211, 212), - the outer spiral connection of one of the two sheet metal spirals (10, 20) has a first connection (211a) on the first connection side (211) of the four-pole network (210) and the outer spiral connection of the other of the two sheet metal spirals (10, 20) forms a first connection (212a) of the four-pole network (210) on the second connection side (212), - a second connection (211b) on the first connection side (211) of the four-pole (210) and a second connection (212b) on the second connection side (212) of the four-pole (210) are formed by a third sheet metal part (50) or are at least connected to one another by this, and - the four-terminal network (210), which forms part of the DC voltage intermediate circuit (110), divides it into a first intermediate circuit section (110a) and a second intermediate circuit section (110b), in such a way that the first Intermediate circuit section (110a) is connected to the first connection side (211) of the four-port (210) and the second intermediate circuit section (110b) to the second connection side (212) of the four-port (210). Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zwischenkreisabschnitt (110a) auf seiner dem Vierpol (210) abgewandten Seite an einen DC/DC-Steller (120) und der zweite Zwischenkreisabschnitt (110b) auf seiner dem Vierpol (210) abgewandten Seite an einen Wechselrichter (130) angeschlossen ist.vehicle after Claim 13 , characterized in that the first intermediate circuit section (110a) on its side facing away from the four-terminal network (210) to a DC/DC converter (120) and the second intermediate circuit section (110b) on its side facing away from the four-terminal network (210) to an inverter ( 130) is connected. Fahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zwischenkreisabschnitt (110a) auf seiner dem Vierpol (210) abgewandten Seite an einen Hochsetzsteller angeschlossen ist.vehicle after Claim 13 or 14 , characterized in that the first intermediate circuit section (110a) is connected to a step-up converter on its side facing away from the four-terminal network (210).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080278275A1 (en) 2007-05-10 2008-11-13 Fouquet Julie E Miniature Transformers Adapted for use in Galvanic Isolators and the Like
JP2016134487A (en) 2015-01-19 2016-07-25 新電元工業株式会社 Winding connection structure of transformer and manufacturing method of transformer
DE202016104380U1 (en) 2016-08-09 2016-08-24 Abb Schweiz Ag traction
DE102012214371B4 (en) 2012-02-14 2017-09-14 Mitsubishi Electric Corp. On-vehicle conversion apparatus for electric power
DE102018209371A1 (en) 2018-06-12 2019-12-12 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Printed circuit board, transformer and arrangement with a printed circuit board or transformer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4122796A1 (en) * 1991-07-10 1993-01-21 Abb Patent Gmbh INDUCTIVE COMPONENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US8179223B2 (en) * 2006-10-31 2012-05-15 Mitsubishi Electric Corporation Sheet type transformer and discharge lamp lighting apparatus
KR101897725B1 (en) * 2014-04-08 2018-09-12 지멘스 악티엔게젤샤프트 Method for protecting an electrical modular unit from overcurrent damage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080278275A1 (en) 2007-05-10 2008-11-13 Fouquet Julie E Miniature Transformers Adapted for use in Galvanic Isolators and the Like
DE102012214371B4 (en) 2012-02-14 2017-09-14 Mitsubishi Electric Corp. On-vehicle conversion apparatus for electric power
JP2016134487A (en) 2015-01-19 2016-07-25 新電元工業株式会社 Winding connection structure of transformer and manufacturing method of transformer
DE202016104380U1 (en) 2016-08-09 2016-08-24 Abb Schweiz Ag traction
DE102018209371A1 (en) 2018-06-12 2019-12-12 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Printed circuit board, transformer and arrangement with a printed circuit board or transformer

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