DE10223995C1 - Spulenkörper und Kerndrossel mit dem Spulenkörper - Google Patents

Abstract

Zum Zweck der Vermeidung von Kurzschlüssen bei Drahtwicklungen (DW1, DW2) einer Kerndrossel, welche die Form eines geschlossenen Jochs und zumindest eine Drahtwicklung aufweist, wird vorgeschlagen, die Einhaltung des Rastermaßes mittels ausgebildeter Hervorhebungen in einem den Drosselkern (KE) umschließenden Spulenkörper (SK) sicherzustellen. Dabei ist die Potentialtrennung bei mehreren Drahtwicklungen in der Mitte des Bauteils durch einen als Bestandteil des Spulenkörpers (SK) ausgebildeten Trennsteg (TS) gewährleistet. Zum Zweck der Lagefixierung der Kerndrossel in Endgeräten sind Halterungen (HA1, HA2) auf der Stirnseite des Spulenkörpers ausgebildet. Greifflächen (GF1, GF2) zur automatischen Bestückung sind vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Ausführung des Spulenkörpers einer Kerndrossel, vorzugsweise einer Ring­ kerndrossel.

Ringkerndrosseln sind Bauelemente mit zumindest zwei um den ringartigen isolierten Kern gewickelten Drähten (Drahtwick­ lungen). Solche Bauelemente können z. B. zur Vermeidung von elektrischen Störungen in Industrieanlagen, Kfz- Steuergeräten, Unterhaltungselektronik oder in Haushaltsgerä­ ten eingesetzt werden.

Es ist bekannt, daß die Isolierung der Metalldrähte durch Verwendung eines Kupferlackdrahtes erreicht wird. Eine weite­ re Isolierungsmöglichkeit besteht darin, daß ein elektrisch leitender Kern selbst umsintert oder lackiert wird. Außerdem ist es bekannt, daß die Isolierung der Drahtwicklungen zum Kern dadurch gewährleistet werden kann, daß der Kern in einer dichten isolierenden Umhüllung aus Kunststoff angeordnet wird.

Die Potentialtrennung zwischen den Drahtwicklungen wird nor­ malerweise mit Einlagen aus Pappe realisiert. Die Poten­ tialtrennung kann außerdem durch eine zwei Drahtdurchführun­ gen trennende Mittelwand erreicht werden.

Der Nachteil von vielen herkömmlichen, bei Herstellung der Ringkerndrosseln eingesetzten Umhüllungen besteht darin, daß diese keine definierten Greifflächen für einen Greifarm zur automatischen Bestückung aufweisen, weswegen nur eine manuel­ le Bestückung möglich ist. Es sind jedoch Ausführungen der Umhüllungen bekannt, in welchen die genannten Greifflächen vorgesehen sind.

Aus der Druckschrift DE 100 13 143 ist eine Kernumhüllung mit einem eingearbeiteten Haltesockel bekannt, der bei der Monta­ ge auf einer Leiterplatte in eine dafür vorgesehene Vertie­ fung oder Öffnung eingeführt wird, wodurch die Kerndrossel auf der Leiterplatte fixiert wird.

Die Befestigung der Drosselwicklungen am Drosselkern bzw. die Einhaltung des Rastermaßes, d. h. des Abstandes zwischen den elektrischen Anschlüssen, wird üblicherweise mit einem Verguß sichergestellt. Der Verguß dient zusätzlich zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Bauteils und schützt den Ringkern vor Feuchtigkeit. Ein Verguß kann beispielsweise aus Klebema­ sse, Epoxiharz oder Polyurethan bestehen. Das Eingießen der Drosseln stellt jedoch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand bei Herstellung der Bauteile dar und ist mit entsprechend hohen Kosten verbunden.

Eine weitere schon bekannte Möglichkeit, die Drahtwicklungen um den Drosselkern anzubringen, ist eine lose Drahtanordnung um die Kernumhüllung. Die lose Drahtanordnung um den Kern ist von Nachteil, weil dabei die mechanische Instabilität der Konstruktion zur Labilität des Rastermaßes zwischen den elek­ trischen Anschlüssen und damit zu Kurzschlüssen führen kann.

Aus der Druckschrift DE 42 16 248 ist bekannt, zur Fixierung der Drahtwicklungen auf einer Kernumhüllung axiale Rillen auszubilden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kerndrossel, die einen Drosselkern in Form eines geschlossenen Jochs auf­ weist (vorzugsweise Ringkerndrossel), so zu verbessern, daß bei radialer Anordnung der Drahtanschlüsse die Gefahr von Kurzschlüssen verringert und der Herstellungsprozeß verein­ facht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit einem Spulenkörper mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.

Die Erfindung gibt einen Spulenkörper an, welcher zur Aufnah­ me eines magnetischen Drosselkerns dient.

Der erfindungsgemäße Spulenkörper stellt eine isolierende Kernumhüllung dar, wobei der zu umhüllende Drosselkern als ein geschlossenes Joch ausgebildet ist.

Zur Isolierung einzelner Wicklungen einer Drahtwicklung von­ einander und zur Einhaltung eines Rastermaßes, womit der Ab­ stand zwischen radial angeordneten elektrischen Anschlüssen des Bauelements gemeint ist, sind erfindungsgemäß - stirnsei­ tig angeordnete Drahtführungseinrichtungen vorgesehen, welche als Bestandteil des Spulenkörpers ausgebildet sind. Die er­ findungsgemäße, in den Spulkörper integrierte Drahtführung erspart einen zusätzlichen Aufwand für die Befestigung der Drahtwicklungen am Spulenkörper und gewährleistet eine beson­ ders hohe Zuverlässigkeit der Kerndrossel im Hinblick auf Kurzschlüsse durch Sicherstellung des Rastermaßes.

Die genannten Drahtführungseinrichtungen können beispielswei­ se als Hervorhebungen an der Unterseite des Spulenkörpers bzw. des Trogs ausgebildet sein.

Der genannte Drosselkern ist vorzugsweise ringförmig ausge­ bildet. Er kann jedoch eine beliebige andere geschlossene Form haben, beispielsweise die eines zu einem Dreieck geboge­ nen geschlossenen Jochs. Er kann außerdem O-, D-förmig oder rechteckig im Querschnitt sein.

Der Spulenkörper kann aus festem hitzebeständigem isolieren­ dem Kunststoff, beispielsweise aus LCP, bestehen. Es ist mög­ lich, den Spulenkörper als einen dicht verschließbaren Trog mit einer Deckelplatte aus dem gleichen Material auszubilden.

Die Deckelplatte kann entweder eingeschnappt sein oder auf dem Trog aufliegen.

Der genannte Spulenkörper wird mit einem Drosselkern voll­ ständig oder - zur Einstellung vorgegebener magnetischer Ei­ genschaften des Bauteils - teilweise ausgefüllt. Der Drossel­ kern besteht aus einem zur Speicherung magnetischer Energie geeigneten Material mit magnetischen Eigenschaften, z. B. aus Ferriten, Eisenpulver oder amorphem Eisen. Der Spulenkörper kann mit einer oder mit zwei, auf einander gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers angeordneten Drahtwicklungen (durch die Drahtdurchführungen durch) umwickelt sein. Unter einer Drahtwicklung versteht man einen um den Drosselkern gewickel­ ten Draht einschließlich aller Wicklungen zwischen zwei An­ schlüssen an beiden Enden des Drahtes. Dieser Draht kann z. B. Kupferlackdraht, Alu-Draht, Aderleitung oder Metallitze sein. Die Isolierung der Wicklungen wird durch das Auftragen einer Lackschicht oder mittels eines isolierenden Kunststoff­ schlauchs erreicht.

Die Potentialtrennung zwischen mehreren Drahtwicklungen bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kerndrossel erfolgt durch eine entsprechende Anzahl von in der Mitte des Spulenkörpers ausgebildeten Trennstegen. Die Ausgestaltung der Trennstege hängt von der Anzahl der Draht­ wicklungen bzw. Drahtdurchführungen ab. Beispielsweise bei zwei Drahtdurchführungen verbindet ein solcher Trennsteg die gegenüberliegenden Seiten des Jochs. Bei mehr als zwei Draht­ wicklungen kann dieser beispielsweise sternförmig ausgebildet sein.

Die Lagefixierung der erfindungsgemäßen Kerndrossel im Gehäu­ se oder auf der Platine eines Endgeräts in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist z. B. mittels Haken durch auf zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers, bzw. auf zumindest einer der Stirnseite des Trogs oder der Deckelplat­ te ausgebildete Halterungen vorgesehen.

Der genannte Spulenkörper kann außerdem definierte Greifflä­ chen für einen Greifarm zur automatischen Bestückung aufwei­ sen. Das hat den Vorteil, daß die entsprechende manuelle Ar­ beit bei Herstellung der Endgeräte vermieden wird.

Der den Drosselkern umhüllende Spulenkörper übernimmt also in vorteilhaften Ausführungsbeispielen mehrere Funktionen gleichzeitig. Er dient zur Isolation des Drosselkerns, zur Potentialtrennung zwischen den Drahtwicklungen, zur Führung des Drahtes und Sicherstellung des Rastermaßes sowie zur La­ gefixierung der Drossel in Anwendungsgeräten. Durch die Ver­ wendung des erfindungsgemäßen Spulenkörpers wird das Herstel­ lungsverfahren einer Kerndrossel einfacher und kostengünsti­ ger als zuvor.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen und der dazugehörigen schematischen und daher nicht maßstabsgetreuen Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kerndrossel mit einem erfindungsgemäßen Spulenkör­ per von unten.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Spulenkörper in per­ spektivischer Darstellung von unten.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Spulenkörper in per­ spektivischer Darstellung von oben.

Fig. 4 zeigt eine Rißzeichnung einer vorteilhaften Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers.

In Fig. 1 ist die Erfindung anhand einer Ansicht einer Kerndrossel mit einem erfindungsgemäßen Spulenkörper von un­ ten erläutert.

Die Drahtwicklungen DW1 und DW2 sind um den ringartigen Spu­ lenkörper SK durch die Drahfdurchführungen DD gewickelt und voneinander mittels Trennstegs TS getrennt. Die feste Anord­ nung der Drahtwicklungen im Bauteil sowie die Einhaltung des Rastermaßes zwischen den hier nach oben ausgeführten elektri­ schen Anschlüssen der beiden Drahtwicklungen DW1, DW2 ist durch stirnseitig zwischen Einzelwicklungen angeordnete Drahtführungen DF gewährleistet. Eine Greiffläche zur automa­ tischen Bestückung ist als GF1 gekennzeichnet. Eine Halterung HA1 ist zur Lagefixierung des Bauteils in Anwendungsgeräten vorgesehen.

Ein erfindungsgemäßer Spulenkörper SK ist in Fig. 2 in per­ spektivischer Ansicht von unten gezeigt.

Fig. 3 stellt eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Spulenkörpers SK in perspektivischer Ansicht von oben dar. Der Spulenkörper besteht aus einem Trog TR mit ei­ ner Deckelplatte DP. Es ist möglich, daß die Deckelplatte eingeschnappt ist oder auf dem Trog aufliegt. Die Greiffläche GF2 ist hier durch die planare Geometrie der Deckelplatte DP gewährleistet. Eine auf der Deckelplatte ausgebildete Halte­ rungsvorrichtung HA2 dient zur Lagefixierung des Bauteils.

In Fig. 4 ist ein weiterer Schnitt eines in Fig. 3 schon gezeigten erfindungsgemäßen Spulenkörpers einer Kerndrossel dargestellt. Die Deckelplatte DP ist in diesem Ausführungs­ beispiel eingeschnappt. Eine weitere Möglichkeit besteht dar­ in, daß die Deckelplatte auf dem Trog aufliegt. Der Trog TR und die Deckelplatte DP umschließen den Drosselkern KE.

Die Erfindung wurde der Übersichtlichkeit halber nur anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, ist aber nicht auf dieses beschränkt.

Claims (11)

1. Spulenkörper (SK) zur Aufnahme eines magnetischen Drossel­ kerns (KE) in Form eines geschlossenen Jochs,
bei dem zumindest eine in einem Mittelbereich angeordnete Drahtdurchführung (DD) ausgebildet ist,
bei dem stirnseitig angeordnete Drahtführungseinrichtungen (DF) zur Führung von einer oder mehreren Drahtwicklungen (DW1, DW2) mit bei einer der Drahtwicklungen radial ange­ ordneten elektrischen Anschlüssen und zur Einhaltung eines Rastermaßes ausgebildet sind.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, der aus einem Trog (TR) mit einer Deckelplatte (DP) be­ steht.

3. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem in einem Mittelbereich angeordnete Drahtdurchfüh­ rungen durch wenigstens einen Trennsteg voneinander iso­ liert sind.

4. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Greifflächen (GF1, GF2) für einen Greifarm zur au­ tomatischen Bestückung an zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers (SK) vorgesehen sind.

5. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eingearbeitete Halterungen (HA1, HA2) an zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers zur Lagefixierung des Bauteils in Endgeräten vorhanden sind.

6. Kerndrossel mit einem Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, und mit einem Drosselkern (KE) in Form eines geschlossenen Jochs, bei welcher der Spulenkörper (SK) mit zumindest ei­ ner durch die Drahtdurchführung (DD) geführten Drahtwick­ lung (DW1) umwickelt ist.

7. Kerndrossel nach Anspruch 6, die zumindest zwei Drahtwicklungen (DW1, DW2) und eine entsprechende Anzahl von in einem Mittelbereich angeorde­ ten Drahtdurchführungen (DD) aufweist.

8. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher der Drosselkern (KE) den Spulenkörper (SK) vollständig ausfüllt.

9. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher der Drosselkern (KE) den Spulenkörper (SK) nur teilweise ausfüllt.

10. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher die Drahtwicklungen aus Metalldraht, einer Aderleitung oder einer Metallitze bestehen.

11. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 10, bei welcher die Drahtwicklungen mit einer isolierenden Lackschicht oder einem Kunststoffschlauch versehen sind.