DE102023001337A1

DE102023001337A1 - secondary part

Info

Publication number: DE102023001337A1
Application number: DE102023001337.4A
Authority: DE
Inventors: Harald Wolf; Detlev Schroeder
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2023-04-04
Publication date: 2023-10-26
Also published as: WO2023202881A1

Abstract

Sekundärteil, insbesondere für ein System zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung,wobei das Sekundärteil einen Ferritkern aufweist,wobei eine Wicklung von einem Spulenträger aufgenommen ist,wobei ein an zumindest einem ersten Fußbereich des Spulenträgers abgestütztes erstes Federelement den Ferritkern an Auflagebereiche eines Gehäuseteils andrückt,wobei das Gehäuseteil mit einem Basisteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben,wobei der erste Fußbereich an einer ersten Stufe des Basisteils abgestützt ist.Secondary part, in particular for a system for the inductive transmission of electrical power, the secondary part having a ferrite core, a winding being received by a coil carrier, a first spring element supported on at least a first foot region of the coil carrier pressing the ferrite core onto support areas of a housing part, this Housing part is connected to a base part, in particular by means of screws, the first foot area being supported on a first step of the base part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sekundärteil.The invention relates to a secondary part.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Sekundärteil induktiv an ein Primärleitersystem koppelbar ist.It is generally known that a secondary part can be inductively coupled to a primary conductor system.

Aus der EP 3 420 625 B1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein induktives Ladegerät für tragbare Rechnergeräte bekannt.From the EP 3 420 625 B1 The closest prior art is an inductive charger for portable computing devices.

Aus der DE 10 2018 007 912 A1 ist ein System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie bekannt.From the DE 10 2018 007 912 A1 a system for the inductive transmission of electrical energy is known.

Aus der US 2013 / 0 002 039 A1 ist ein berührungsloser Verbinder bekannt.From the US 2013 / 0 002 039 A1 a non-contact connector is known.

Aus der US 2006 / 0 103 496 A1 ist eine elektrische Komponente bekannt, die einen variablen Luftspalteffekt aufweist.From the US 2006 / 0 103 496 A1 an electrical component is known which has a variable air gap effect.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sekundärteil weiterzubilden, wobei das Sekundärteil geräuscharm betreibbar sein soll.The invention is therefore based on the object of developing a secondary part, whereby the secondary part should be able to be operated with low noise.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Sekundärteil nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the secondary part according to the features specified in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Sekundärteil, insbesondere für ein System zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung, sind, dass das Sekundärteil einen Ferritkern aufweist,
wobei eine Wicklung von einem Spulenträger aufgenommen ist,
wobei ein an zumindest einem ersten Fußbereich des Spulenträgers abgestütztes erstes Federelement den Ferritkern an Auflagebereiche eines Gehäuseteils andrückt,
wobei das Gehäuseteil mit einem Basisteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben,

- wobei der erste Fußbereich an einer ersten Stufe des Basisteils abgestützt ist
- oder wobei der Spulenträger, insbesondere mittels seines Fußbereiches, an einer Leiterplatte abgestützt ist, welche zwischen dem Spulenträger und dem Basisteil angeordnet ist, insbesondere wobei der Spulenträger die Leiterplatte zum Basisteil hindrückt, insbesondere über eine zwischengeordnete Isolierschicht, insbesondere Isolierbeschichtung der Leiterplatte oder Isolierplatte.

Important features of the invention in the secondary part, in particular for a system for the inductive transmission of electrical power, are that the secondary part has a ferrite core,
wherein a winding is held by a coil carrier,
wherein a first spring element supported on at least a first foot area of the coil carrier presses the ferrite core onto support areas of a housing part,
wherein the housing part is connected to a base part, in particular by means of screws,

- Wherein the first foot area is supported on a first step of the base part
- or wherein the coil carrier, in particular by means of its foot area, is supported on a circuit board, which is arranged between the coil carrier and the base part, in particular wherein the coil carrier presses the circuit board towards the base part, in particular via an intermediate insulating layer, in particular insulating coating of the circuit board or insulating board.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die vom Federelement erzeugte Federkraft jegliches Spiel unterdrückbar ist und somit ein geräuscharmer Betrieb ermöglicht ist. Insbesondere ist das Sekundärteil auf einem Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, anordenbar und es werden keine Klappergeräusche erzeugt, wenn das Sekundärteil veränderlichen Beschleunigungen, wie Rucken, ausgesetzt ist. Denn das Federelement drückt die Teile aneinander und verhindert somit ein Spiel. Dadurch ist ein Aufeinanderprallen von Teilen des Sekundärteils vermeidbar und somit auch Betriebsgeräusche. Außerdem ist bei der Bestromung Wechselstrom verwendbar und durch die Unterdrückung des Spiels auch die durch Magnetostriktion oder Wechselmagnetfelder verursachbaren Verschiebungen von Teilen des Sekundärteils gegeneinander verhinderbar.The advantage here is that any play can be suppressed by the spring force generated by the spring element, thus enabling low-noise operation. In particular, the secondary part can be arranged on a vehicle, in particular a rail vehicle, and no rattling noises are generated when the secondary part is exposed to variable accelerations, such as jerks. The spring element presses the parts together and thus prevents play. This prevents parts of the secondary part from colliding and thus also avoids operating noise. In addition, alternating current can be used for the energization and, by suppressing the play, the displacements of parts of the secondary part relative to one another caused by magnetostriction or alternating magnetic fields can be prevented.

Weiter ist von Vorteil, dass der Ferritkern zusammengedrückt wird, also nicht gedehnt, sondern gestaucht wird. Somit ist es ermöglicht, dass der Ferritkern aus Ferritteilen, insbesondere Joch und Schenkel, zusammensetzbar ist. dadurch ist eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Vorzugsweise ist der Ferritkern U-förmig zusammengesetzt, sodass die beiden voneinander beabstandeten Schenkel jeweils flächig berührend am Joch anliegen.Another advantage is that the ferrite core is compressed, i.e. not stretched but compressed. This makes it possible for the ferrite core to be assembled from ferrite parts, in particular the yoke and legs. This enables cost-effective production. The ferrite core is preferably composed in a U-shape, so that the two legs, which are spaced apart from one another, are in contact with each other on the yoke.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Stufe auf der vom Federelement abgewandten Seite des ersten Fußbereichs angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das Federelement auf den Fußbereich drückt und somit eine vom Spulenträger weg gerichtete Federkraft in den Spulenträger einleitet.In an advantageous embodiment, the first step is arranged on the side of the first foot area facing away from the spring element. The advantage here is that the spring element presses on the foot area and thus introduces a spring force directed away from the coil carrier into the coil carrier.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ferritkern ein Joch und zwei Schenkel auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Ferritkern mehrstückig und somit kostengünstig herstellbar ist. Außerdem sind Luftspalte vermeidbar.In an advantageous embodiment, the ferrite core has a yoke and two legs. The advantage here is that the ferrite core can be produced in several pieces and therefore cost-effectively. In addition, air gaps can be avoided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt ein an zumindest einem zweiten Fußbereich des Spulenträgers abgestütztes zweites Federelement den Ferritkern an die Auflagebereiche des Gehäuseteils an,
wobei der zweite Fußbereich an einer zweiten Stufe des Basisteils abgestützt ist,
insbesondere wobei die zweite Stufe auf der vom zweiten Federelement abgewandten Seite des zweiten Fußbereichs angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Federkraft aufgeteilt wird.In an advantageous embodiment, a second spring element supported on at least a second foot area of the coil carrier presses the ferrite core against the support areas of the housing part,
wherein the second foot area is supported on a second step of the base part,
in particular, wherein the second stage is arranged on the side of the second foot area facing away from the second spring element. The advantage here is that the spring force is divided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt das erste Federelement auf das Joch des Ferritkerns, wobei das zweite Federelement auf das Joch des Ferritkerns drückt,
wobei das Joch eine Verengung, insbesondere Engstelle, aufweist,
welche zwischen dem ersten Federelement und dem zweiten Federelement angeordnet ist,
insbesondere wobei die Verengung zwischen demjenigen Berührbereich angeordnet ist, an welchem das erste Federelement das Joch berührt, und demjenigen Berührbereich angeordnet ist, an welchem das zweite Federelement das Joch berührt. Von Vorteil ist dabei, dass beidseitig der Verengung auf das Joch gedrückt wird und somit die Verengung möglichst wenig belastet wird.In an advantageous embodiment, the first spring element presses on the yoke of the ferrite core, with the second spring element pressing on the yoke of the ferrite core,
wherein the yoke has a narrowing, in particular a narrow point,
which is arranged between the first spring element and the second spring element,
in particular, the constriction being arranged between the contact area at which the first spring element touches the yoke and that area The contact area is arranged at which the second spring element touches the yoke. The advantage here is that the yoke is pressed on both sides of the narrowing and thus the narrowing is subjected to as little stress as possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste der beiden Schenkel quaderförmig ausgeführt,
wobei der zweite der beiden Schenkel quaderförmig ausgeführt ist,
wobei das Joch mit Ausnahme der Verengung quaderförmig ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Schenkel und das Joch senkrecht aufeinander anordenbar sind und somit die Federkraft geradlinig durch den Ferritkern durchleitbar ist.In an advantageous embodiment, the first of the two legs is cuboid,
whereby the second of the two legs is cuboid,
with the exception of the narrowing, the yoke is cuboid. The advantage here is that the legs and the yoke can be arranged perpendicular to one another and the spring force can therefore be passed through the ferrite core in a straight line.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste Schenkel eine ebene Seitenfläche auf, mit welcher der erste Schenkel an einer ebenen Seitenfläche des Jochs anliegt,
wobei der zweite Schenkel eine ebene Seitenfläche aufweist, mit welcher der zweite Schenkel an einer ebenen Seitenfläche des Jochs anliegt,
insbesondere wobei die Normalenrichtung der ebenen Seitenfläche des ersten Schenkels parallel zur Richtung der vom ersten Federelement erzeugten Federkraft ausgerichtet ist und/oder wobei die Normalenrichtung der ebenen Seitenfläche des zweiten Schenkels parallel zur Richtung der vom zweiten Federelement erzeugten Federkraft ausgerichtet ist, insbesondere und zur Normalenrichtung der ebenen Seitenfläche des ersten Schenkels. Von Vorteil ist dabei, dass die Schenkel relativ zum Joch nicht verkippen. Die Federkraft wird in Normalenrichtung in die Berührflächen eingeleitet.In an advantageous embodiment, the first leg has a flat side surface with which the first leg rests on a flat side surface of the yoke,
wherein the second leg has a flat side surface with which the second leg rests on a flat side surface of the yoke,
in particular, wherein the normal direction of the flat side surface of the first leg is aligned parallel to the direction of the spring force generated by the first spring element and/or wherein the normal direction of the flat side surface of the second leg is aligned parallel to the direction of the spring force generated by the second spring element, in particular and to the normal direction of the flat side surface of the first leg. The advantage is that the legs do not tilt relative to the yoke. The spring force is introduced into the contact surfaces in the normal direction.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Auflageflächen am Gehäuseteil einstückig, insbesondere einteilig, ausgeformt und ragt zum Ferritkern hervor,
insbesondere wobei das Gehäuseteil samt Auflageflächen als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Schenkel eine Punktberührung oder Zweipunktberührung zum Gehäuseteil hinaufweist. Die Federkraft des Federelements teilt sich also in die Auflageflächen auf. Somit ist der Ferritkern entsprechend der Auflageflächenpositionen ausgerichtet.In an advantageous embodiment, each of the contact surfaces on the housing part is formed in one piece, in particular in one piece, and protrudes towards the ferrite core,
in particular, the housing part including the supporting surfaces is designed as a plastic injection molded part. The advantage here is that the leg has a point contact or two-point contact with the housing part. The spring force of the spring element is therefore divided into the contact surfaces. The ferrite core is thus aligned according to the contact surface positions.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder der Fußbereiche am Spulenträger einstückig, insbesondere einteilig, als Hintergriff am Spulenträger ausgeformt,
insbesondere wobei der Spulenträger samt Fußbereichen als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Fußbereiche als Hintergriff geformt sind und somit das Federelement dort eingreifen kann und abgestützt werden kann, so dass der Spulenträger zum Basisteil hin, insbesondere auf eine Stufe des Basisteils, gedrückt wird und der Ferritkern von der Stufe aus gesehen weggedrückt wird.In an advantageous embodiment, each of the foot areas on the coil carrier is formed in one piece, in particular in one piece, as a rear grip on the coil carrier,
in particular, the coil carrier including the foot areas is designed as a plastic injection molded part. The advantage here is that the foot areas are shaped as a rear grip and thus the spring element can engage there and be supported, so that the coil carrier is pressed towards the base part, in particular onto a step of the base part, and the ferrite core is pushed away as seen from the step becomes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Gehäuseteil taschenförmige Aufnahmebereiche, insbesondere Vertiefungen, ausgeformt, in welchen die Schenkel aufgenommen sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Schenkel in und entgegen der Richtung der Wicklungsachse der Wicklung am Gehäuseteil anliegen, da die Schenkel in die taschenförmigen Aufnahmebereiche eingepresst sind.In an advantageous embodiment, pocket-shaped receiving areas, in particular depressions, are formed on the housing part, in which the legs are received. The advantage here is that the legs rest on the housing part in and against the direction of the winding axis of the winding, since the legs are pressed into the pocket-shaped receiving areas.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt das Joch durch eine durchgehende Ausnehmung des Spulenträgers hindurch,
wobei der Ferritkern vom Basisteil zusammen mit dem Gehäuseteil gehäusebildend umgeben ist. Von Vorteil ist dabei, dass die von der Wicklung erzeugte Feldstärke einen starken Magnetfluss verursacht, da Ferrit eine hohe magnetische Permeabilität aufweist. Der Spulenträger ist aus Kunststoff fertigbar und auf das Joch aufsteckbar. Die Wicklung ist dann auf den Spulenträger aufgewickelt und somit um das Joch herumgeführt.In an advantageous embodiment, the yoke protrudes through a continuous recess in the coil carrier,
wherein the ferrite core is surrounded by the base part together with the housing part to form a housing. The advantage here is that the field strength generated by the winding causes a strong magnetic flux, since ferrite has a high magnetic permeability. The coil carrier can be made from plastic and can be attached to the yoke. The winding is then wound onto the bobbin and thus guided around the yoke.

Die Schenkel sind vorzugsweise von der Wicklung nicht bewickelt. Die Schenkel sind als quaderförmige Platten ausführbar. Das Joch ist ebenso als quaderförmige Platte ausführbar, wobei allerdings die Verengung mittig im Joch angeordnet ist.The legs are preferably not covered by the winding. The legs can be designed as cuboid plates. The yoke can also be designed as a cuboid plate, although the narrowing is arranged in the middle of the yoke.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Leiterplatte zwischen dem Basisteil und der Wicklung und/oder dem Spulenträger angeordnet,
wobei die Anschlüsse der Wicklung zur Leiterplatte geführt und mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der elastisch ausgeführten Anschlüsse die Leiterplatte von der Wicklung zum Basisteil hin drückbar ist. Somit wird Spiel unterdrückt und eine stabile steife Ausführung ermöglicht, so dass Klappergeräusche im Betrieb vermeidbar sind.In an advantageous embodiment, a circuit board is arranged between the base part and the winding and/or the coil carrier,
wherein the connections of the winding are led to the circuit board and are electrically connected to conductor tracks of the circuit board. The advantage here is that the circuit board can be pushed from the winding towards the base part by means of the elastic connections. This suppresses play and enables a stable, rigid design so that rattling noises during operation can be avoided.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der Leiterplatte und dem Basisteil eine Isolierschicht, insbesondere Isolierplatte, insbesondere zur elektrischen Isolation, angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Leiterplatte an das Basisteil andrückbar ist, insbesondere über die Anschlussleitungen der Wicklung, welche die Leiterplatte zum Basisteil hindrücken. Somit ist die Leiterplatte spielfrei mit dem Basisteil verbunden, wobei eine elektrische Isolierung zwischenordenbar ist. Diese kann als Beschichtung der bestückten Leiterplatte ausgeführt sein oder als zwischengeordnete Isolierplatte.In an advantageous embodiment, an insulating layer, in particular insulating plate, in particular for electrical insulation, is arranged between the circuit board and the base part. The advantage here is that the circuit board can be pressed onto the base part, in particular via the connecting lines of the winding, which press the circuit board towards the base part. The circuit board is therefore connected to the base part without play, with electrical insulation being able to be interposed. This can be designed as a coating on the assembled circuit board or as an intermediate insulating plate.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind auf der Leiterplatte Kondensatoren bestückt, welche zur Wicklung elektrisch in Reihe und/oder parallel zugeschaltet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Effizienz erreichbar ist, da wegen der resonanten Übertragung auch bei Schwankungen der induktiven Kopplungsstärke nur geringfügige Änderungen bei der Leistungsübertragung erreichbar sind. Zur resonanten Kopplung gleicht die Resonanzfrequenz des aus der Kapazität der Kondensatoren und der Induktivität der Wicklung gebildeten Schwingkreises der Frequenz des in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms.In an advantageous embodiment, capacitors are fitted on the circuit board, which are connected electrically in series and/or parallel to the winding. The advantage here is that a high Efficiency can be achieved because, due to the resonant transmission, only minor changes in the power transmission can be achieved even when the inductive coupling strength fluctuates. For resonant coupling, the resonance frequency of the resonant circuit formed from the capacitance of the capacitors and the inductance of the winding equals the frequency of the alternating current impressed into the primary conductor.

Wichtig ist bei dem System zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung mit einem Sekundärteil, dass ein langgestreckt verlegter Linienleiter zwischen den Schenkeln angeordnet ist,
insbesondere wobei der Linienleiter zu beiden Schenkeln den selben Abstand aufweist und/oder wobei der Linienleiter parallel zu den Oberflächen beider Schenkel ausgerichtet ist,
insbesondere wobei der Linienleiter senkrecht zur Normalenrichtung der Berührfläche zwischen dem Joch und dem erste und/oder zweiten Schenkel ausgerichtet ist.What is important in the system for the inductive transmission of electrical power with a secondary part is that an elongated line conductor is arranged between the legs,
in particular where the line conductor is at the same distance from both legs and/or where the line conductor is aligned parallel to the surfaces of both legs,
in particular, wherein the line conductor is aligned perpendicular to the normal direction of the contact surface between the yoke and the first and/or second leg.

Von Vorteil ist dabei, dass das einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisende Sekundärteil in Richtung des Linienleiters verschiebbar ist, ohne dass die induktive Kopplung sich ändert.The advantage here is that the secondary part, which has a substantially U-shaped cross section, can be displaced in the direction of the line conductor without the inductive coupling changing.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, further sensible combination options of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures arise, in particular from the task and/or the task posed by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Sekundärteil eines Systems zur induktiven Übertragung elektrischer Leistung im Querschnitt dargestellt.
In der 2 ist das Sekundärteil angeschnitten in Schrägansicht dargestellt.
In der 3 ist das Sekundärteil explodiert in Schrägansicht dargestellt.
In der 4 ist eine Seitenansicht des angeschnittenen Sekundärteils dargestellt.

The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:

In the 1 A first secondary part according to the invention of a system for the inductive transmission of electrical power is shown in cross section.
In the 2 The secondary part is shown cut in an oblique view.
In the 3 The secondary part is shown exploded in an oblique view.
In the 4 a side view of the cut secondary part is shown.

Wie in den Figuren dargestellt, weist der Sekundärteil ein wannenförmiges Basisteil 4 auf, das vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt ist.As shown in the figures, the secondary part has a trough-shaped base part 4, which is preferably made of metal, in particular aluminum.

Das Basisteil 4 weist dabei zwei hochstehende Wandbereiche auf, in welchen plattenförmige Schenkel eines Ferritkerns aufgenommen sind.The base part 4 has two upstanding wall areas in which plate-shaped legs of a ferrite core are accommodated.

Diese Schenkel 3 sind mittels eines ebenfalls plattenförmigen Jochs 6 des Ferritkerns miteinander verbunden.These legs 3 are connected to one another by means of a plate-shaped yoke 6 of the ferrite core.

Mit Ausnahme einer Verengung 7 des Jochs 6 ist das Joch 6 sowie jeder der Schenkel 3 vorzugsweise als jeweiliger Quader ausgeführt. Somit liegt jeweils einer der Quader an einem anderen der Quader berührend an, so dass die in Berührung stehenden Seitenflächen der Quader parallel zueinander sind.With the exception of a narrowing 7 of the yoke 6, the yoke 6 and each of the legs 3 are preferably designed as a respective cuboid. Thus, one of the cuboids lies in contact with another of the cuboids, so that the side surfaces of the cuboids that are in contact are parallel to one another.

Insgesamt weist der Ferritkern ein U-förmiges Aussehen auf.Overall, the ferrite core has a U-shaped appearance.

Die Verengung 7 ist vorzugsweise mittig im Joch 6 ausgebildet, so dass das Joch 6 in dem Bereich der Verengung eine erhöhte Brechgefahr aufweist, da das Joch 6 in diesem Bereich der Verengung 7 weniger stabil ist.The constriction 7 is preferably formed centrally in the yoke 6, so that the yoke 6 has an increased risk of breaking in the area of the constriction, since the yoke 6 is less stable in this area of the constriction 7.

Das Joch 6 ist durch einen vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführten Spulenträger 1 gesteckt, welcher die Wicklung 5 aufnimmt, welche um das Joch 6 herumgewickelt ist.The yoke 6 is inserted through a coil carrier 1, preferably made of plastic, which receives the winding 5, which is wound around the yoke 6.

Fußbereiche 9 auf, welche an jeweiligen Stufen anliegen, die am Basisteil 4 ausgebildet sind.Foot areas 9, which rest on respective steps that are formed on the base part 4.

Im Basisteil 4 ist auch eine Leiterplatte 8 aufgenommen, mit welcher die Anschlüsse 21 der Wicklung 5 elektrisch verbunden sind.A circuit board 8 is also accommodated in the base part 4, to which the connections 21 of the winding 5 are electrically connected.

Die mit elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatte 8 ist elektrisch isoliert zum Basisteil 4. Dies kann auch durch eine zusätzliche Isolierplatte erfolgen, welche zwischen Leiterplatte 8 und Basisteil 4 angeordnet ist.The printed circuit board 8 equipped with electronic components is electrically insulated from the base part 4. This can also be done by an additional insulating plate, which is arranged between the printed circuit board 8 and the base part 4.

Der Spulenträger 1 weist Fußbereiche 9 auf, an welchen Federelemente 10 abgestützt sind, die auf das Joch 6 drücken, das somit die Schenkel 3 an Auflagebereiche 20 eines Gehäuseteils 2 andrücken, das mit dem Basisteil 4 lösbar verbunden, insbesondere klipsverbunden und/oder schraubverbunden ist.The coil carrier 1 has foot areas 9 on which spring elements 10 are supported, which press on the yoke 6, which thus presses the legs 3 onto support areas 20 of a housing part 2, which is releasably connected to the base part 4, in particular clip-connected and/or screw-connected .

Insbesondere drücken zwar zwei Federelemente 10 auf den Spulenträger 1, jedoch ist die Verengung am Joch 6 zwischen den beiden Berührstellen der beiden Federelemente 10 am Joch 6 angeordnet.In particular, two spring elements 10 press on the coil carrier 1, but the narrowing on the yoke 6 is arranged between the two contact points of the two spring elements 10 on the yoke 6.

Erfindungsgemäß ist eine Dreipunktlagerung des Ferritkerns gegen das Gehäuseteil 2 vorgesehen, so dass Verkippungen eines Schenkels 3 relativ zum Joch 6 verhinderbar sind. Hierzu liegt der erste Schenkel 3 an zwei, voneinander beabstandeten Auflagebereichen 20 des Gehäuseteils 2 an und der andere Schenkel 3 über nur einen einzigen Auflagebereich 20 am Gehäuseteil 2 an.According to the invention, a three-point bearing of the ferrite core against the housing part 2 is provided, so that one leg 3 can tilt relatively to yoke 6 can be prevented. For this purpose, the first leg 3 rests on two spaced-apart support areas 20 of the housing part 2 and the other leg 3 rests on the housing part 2 via only a single support area 20.

Somit sind die Polflächen der Schenkel 3 insgesamt über drei Auflagebereiche 20 abgestützt und daher nicht überbestimmt gelagert.Thus, the pole surfaces of the legs 3 are supported overall over three support areas 20 and are therefore not stored in an overdetermined manner.

Die Auflagebereiche 20 sind am Gehäuseteil 2 ausgeformt und ragen zu den Polflächen der Schenkel 3 hervor.The support areas 20 are formed on the housing part 2 and protrude towards the pole surfaces of the legs 3.

Die Schenkel 3 sind vom Material des Basisteils 4 und des Gehäuseteils 2 umgeben, insbesondere aufgenommen und eingehaust.The legs 3 are surrounded, in particular accommodated and housed, by the material of the base part 4 and the housing part 2.

Der aus dem Joch 6 und den Schenkeln 3 zusammengesetzte Ferritkern wird von den Federelementen 10 gegen die Dreipunktlagerung gedrückt, welche aus den drei Auflagebereichen 20 gebildet ist. Somit liegen die planen Seitenflächen der Schenkel 3 an der ebenfalls planen Seitenfläche des Jochs 6 an. Zwei der Auflagebereiche 20 stützen den ersten Schenkel 3 ab und der dritte Auflagebereich 20 stützt den anderen Schenkel 3 ab.The ferrite core composed of the yoke 6 and the legs 3 is pressed by the spring elements 10 against the three-point bearing, which is formed from the three support areas 20. The flat side surfaces of the legs 3 thus rest on the also flat side surface of the yoke 6. Two of the support areas 20 support the first leg 3 and the third support area 20 supports the other leg 3.

Durch das flächige Anliegen der planen Seitenflächen ist das Entstehen von Luftspalten zwischen dem Joch 6 und den Schenkeln 3 verhindert.Due to the flat contact of the flat side surfaces, the formation of air gaps between the yoke 6 and the legs 3 is prevented.

Für die Aufnahme der Schenkel weist das Gehäuseteil 2 taschenförmige Vertiefungen auf, in welche die Schenkel 3 eingesteckt sind.To accommodate the legs, the housing part 2 has pocket-shaped recesses into which the legs 3 are inserted.

Das Gehäuseteil 2 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.The housing part 2 is preferably made of plastic.

Jedes der Federelemente 10 ist an zwei Fußbereichen 9 abgestützt.Each of the spring elements 10 is supported on two foot areas 9.

Ein langgestreckt in einer Anlage verlegter Linienleiter wird mit einem mittelfrequenten Wechselstrom beaufschlagt, der eine Frequenz zwischen 10 kHz und 1 MHz aufweist.A long line cable laid in a system is subjected to a medium-frequency alternating current with a frequency between 10 kHz and 1 MHz.

Der Linienleiter ist induktiv an die Wicklung 5 gekoppelt, wobei er senkrecht zur Wicklungsachse der Wicklung 5 ausgerichtet ist. Der Linienleiter ist zwischen den Schenkeln 3 angeordnet, so dass das Sekundärteil entlang dem Linienleiter verschiebbar ist, ohne dass sich die induktive Kopplung zwischen Wicklung 5 und Linienleiter verändert.The line conductor is inductively coupled to the winding 5, being aligned perpendicular to the winding axis of the winding 5. The line conductor is arranged between the legs 3, so that the secondary part can be moved along the line conductor without changing the inductive coupling between the winding 5 and the line conductor.

Auf diese Weise ist eine elektrische Leistung induktiv vom Linienleiter ans Sekundärteil übertragbar.In this way, electrical power can be transferred inductively from the line conductor to the secondary part.

Auf der Leiterplatte 8 sind vorzugsweise Kapazitäten angeordnet, welche der Wicklung 5 in Reihe oder parallel zugeschaltet sind, wobei die Resonanzfrequenz des so entstehenden Schwingkreises der Frequenz des in den Linienleiter eingeprägten Wechselstroms gleicht. Somit ist ein hoher Wirkungsgrad bei der induktiven Übertragung erreichbar.Capacitors are preferably arranged on the circuit board 8 and are connected to the winding 5 in series or parallel, the resonance frequency of the resulting resonant circuit being equal to the frequency of the alternating current impressed into the line conductor. This means that a high degree of efficiency can be achieved with inductive transmission.

Vorzugsweise ist der Linienleiter an einer Schiene, insbesondere einer Einschienenhängebahn, befestigt, so dass ein Schienenfahrzeug mittels des mit ihm verbundenen Sekundärteils des Fahrantrieb und die Steuerung des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Leistung versorgt.The line conductor is preferably attached to a rail, in particular a monorail monorail, so that a rail vehicle is supplied with electrical power by means of the secondary part of the travel drive and the control of the rail vehicle connected to it.

Die vom Federelement 10 erzeugte Federkraft wird also zum Zusammendrücken des Federkerns verwendet. Für das Andrücken der Leiterplatte 8 an das Basisteil 4 ist beispielsweise ein elastisches Teil, insbesondere zweites Federelement, verwendbar, das zwischen der Leiterplatte 8 und dem Spulenträger 1, insbesondere dem jeweiligen Fußbereich 9 des Spulenträgers 1, angeordnet ist. Somit sind derjenige Kraftbetrag, welcher zum Andrücken der Leiterplatte 8 verwendet wird, durch das elastische Teil bestimmt und derjenige Kraftbetrag, welcher zum Zusammendrücken des Ferritkerns verwendet wird, unterschiedlich. Vorzugsweise ist eine höhere Kraft aufgewendet zum Zusammendrücken des Ferritkerns verwendet als zum Andrücken der Leiterplatte 8.The spring force generated by the spring element 10 is therefore used to compress the spring core. For pressing the circuit board 8 onto the base part 4, an elastic part, in particular a second spring element, can be used, for example, which is arranged between the circuit board 8 and the coil carrier 1, in particular the respective foot area 9 of the coil carrier 1. Thus, the amount of force used to press the circuit board 8 is determined by the elastic member and the amount of force used to compress the ferrite core are different. Preferably, a higher force is used to compress the ferrite core than to press the circuit board 8.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird jedes der Federelemente 10 an nur einem einzigen Fußbereich abgestützt.In further exemplary embodiments according to the invention, each of the spring elements 10 is supported on only a single foot area.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der Spulenträger 1 nicht an einer Stufe des Basisteils 4 abgestützt, sondern drückt mittels seiner Fußbereiche 9 die Leiterplatte 8 zum Basisteil 4 hin, insbesondere also an die zwischengeordnete Isolierschicht oder Isolierplatte.In further exemplary embodiments according to the invention, the coil carrier 1 is not supported on a step of the base part 4, but rather presses the circuit board 8 towards the base part 4 by means of its foot areas 9, in particular onto the intermediate insulating layer or insulating plate.

Somit ist nicht nur der Federkern von der Federkraft zusammengehalten, sondern auch die Leiterplatte 8 spielfrei angedrückt an das Basisteil 4.Thus, not only is the spring core held together by the spring force, but also the circuit board 8 is pressed against the base part 4 without play.

Auf diese Weise ist derselbe Kraftbetrag zum Zusammenhalt des Federkerns wie auch zum Andrücken der Leiterplatte 8 verwendet.In this way, the same amount of force is used to hold the spring core together as well as to press the circuit board 8.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: SpulenträgerCoil carrier
22: GehäuseteilHousing part
33: Schenkelleg
44: BasisteilBase part
55: Wicklungwinding
66: Jochyoke
77: Verengung, insbesondere EngstelleConstriction, especially narrow area
88th: LeiterplatteCircuit board
99: Fußbereich des Spulenträgers 1Foot area of the coil carrier 1
1010: FederelementSpring element
2020: AuflagebereichSupport area
2121: Anschluss der Wicklung 5Connection of the winding 5

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3420625 B1 [0003]
DE 102018007912 A1 [0004]
US 20130002039 A1 [0005]
US 20060103496 A1 [0006]

Claims

Secondary part, in particular for a system for inductive transmission of electrical power, wherein the secondary part has a ferrite core, a winding being received by a coil carrier, characterized in that a first spring element supported on at least a first foot region of the coil carrier presses the ferrite core onto support areas of a housing part , wherein the housing part is connected to a base part, in particular by means of screws, - with the first foot region being supported on a first step of the base part - or wherein the coil carrier, in particular by means of its foot region, is supported on a circuit board, which is between the coil carrier and the Base part is arranged, in particular wherein the coil carrier presses the circuit board towards the base part, in particular via an intermediate insulating layer, in particular insulating coating of the circuit board or insulating plate.

Secondary part after Claim 1 , characterized in that the first step is arranged on the side of the first foot area facing away from the spring element.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that the ferrite core has a yoke and two legs.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that a second spring element supported on at least a second foot region of the coil carrier presses the ferrite core onto the support regions of the housing part, the second foot region being supported on a second step of the base part, in particular the second step is arranged on the side of the second foot area facing away from the second spring element.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that the first spring element presses on the yoke of the ferrite core, the second spring element pressing on the yoke of the ferrite core, the yoke having a narrowing, in particular a constriction, which is between the first spring element and the second spring element is arranged, in particular wherein the constriction is arranged between the contact area at which the first spring element touches the yoke and the contact area at which the second spring element touches the yoke.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that the first of the two legs is designed in the shape of a cuboid, the second of the two legs being designed in the shape of a cuboid, the yoke being designed in the shape of a cuboid with the exception of the narrowing.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that the first leg has a flat side surface with which the first leg rests on a flat side surface of the yoke, the second leg having a flat side surface with which the second leg rests on a flat side surface of the yoke, in particular wherein the normal direction of the flat side surface of the first leg is aligned parallel to the direction of the spring force generated by the first spring element and / or wherein the normal direction of the flat side surface of the second leg is aligned parallel to the direction of the spring force generated by the second spring element, in particular and to the normal direction of the flat side surface of the first leg.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that each of the bearing surfaces on the housing part is formed in one piece, in particular in one piece, and protrudes towards the ferrite core, in particular wherein the housing part together with the bearing surfaces is designed as a plastic injection molded part.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that each of the foot regions on the coil carrier is formed in one piece, in particular in one piece, as a rear grip on the coil carrier, in particular wherein the coil carrier together with the foot regions is designed as a plastic injection molded part.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that pocket-shaped receiving areas, in particular depressions, are formed on the housing part, in which the legs are received.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke has a continuous recess of the coil carrier protrudes through, the ferrite core being surrounded by the base part together with the housing part to form a housing.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that a circuit board is arranged between the base part and the winding and/or the coil support, the connections of the winding being led to the circuit board and electrically connected to conductor tracks of the circuit board.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that an insulating layer, in particular an insulating plate, in particular for electrical insulation, is arranged between the circuit board and the base part.

Secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that capacitors are fitted on the circuit board, which are connected electrically in series and/or parallel to the winding.

System for inductive transmission of electrical power with a secondary part according to one of the preceding claims, characterized in that an elongated line conductor is arranged between the legs, in particular wherein the line conductor is at the same distance from both legs and/or wherein the line conductor is parallel to the surfaces both legs are aligned, in particular wherein the line conductor is aligned perpendicular to the normal direction of the contact surface between the yoke and the first and / or second leg.