DE19932475C2

DE19932475C2 - Induktives Bauelement

Info

Publication number: DE19932475C2
Application number: DE1999132475
Authority: DE
Inventors: Arnold Schaefer; Harald Hundt; Michael Friedrichs; Holger Grasmueck; Patricia Hebisch
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: DE19932475A1

Abstract

Ein induktives Bauelement weist einen Magnetkern (7) mit Wicklungen (10) auf, die durch ein Trennelement (1) separiert sind. Das Trennelement (1) weist einen Zentralbereich (2) auf, der beim Einbringen in den Magnetkern (7) gestaucht wird. Dadurch schließt das Trennelement (1) spielfrei an den Magnetkern (7) an.

Description

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Induktive Bauelemente sind beispielsweise in der Druckschrift "Anwendungshinweise zu Funkentstördrosseln für EMV-Netzfilter mit Ringbandkernen aus Vitroperm 500F", Vacuumschmelze GmbH, Hanau 1998 beschrieben. Die induktiven Bauelemente weisen einen ringförmigen Magnetkern auf, auf den Wicklungen aufgebracht sind, die durch Trennstege getrennt sind. Diese Trennstege dienen dazu, die vorgeschriebenen Luft- und Kriechstrecken zwischen den Wicklungen sicherzustellen, wie sie beispielsweise in der Norm EN 138000 gefordert sind.

Ein induktives Bauelement der eingangs genannten Gattung, eine sog. Ringkerndrossel, ist aus der DE 30 47 603 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Bauelement ist im Innenraum des Magnetkerns ein Trennelement in Form eines Isolierstoff-Plättchens angeordnet. Die durch das Plättchen gebildeten Trennstege liegen radial innen an dem ringförmigen Magnetkern an. Eine einfache Montage und ein zuverlässiger Ausgleich von Toleranzen des Innendurchmessers des Magnetkerns werden dadurch erreicht, daß die Plättchen schlitzartige Durchbrechungen aufweisen, wodurch sie federnd gegen den Magnetkern drücken. Die die Trennstege bildenden Plättchen mit den in Axialrichtung verlaufenden Durchbrechungen müssen in aufwendiger Weise als Einzelteile hergestellt werden.

Aus der DE-OS 22 45 208 ist eine Drossel bekannt, bei welcher in einen ringförmigen Magnetkern radiale Stege aus einem ferromagnetischen Material eingesetzt sind. Um einen magnetischen Spalt zwischen den ferromagnetischen Stegen und dem ringförmigen Magnetkern zu erzeugen, ist zwischen die Stege und den Magnetkern ein Isolierstoff eingesetzt, der gleichzeitig zur Befestigung der Stege dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein induktives Bauelement der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß eine einfachere und kostengünstigere Herstellung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Trennelement weist als Federmittel einen zylinderförmig ausgebildeten Zentralbereich auf, von dem sich die Trennstege radial nach außen erstrecken. Der Zentralbereich weist eine ausreichende elastische Verformbarkeit auf, so dass mit großzügigen Toleranzen beim Innendurchmesser des Magnetkerns und dem Längenmaß der Trennstege gearbeitet werden kann. Außerdem werden durch die elastische Federwirkung die Trennstege nach dem Einstecken in den Magnetkern sicher gehalten, so dass keine Klebeverbindung notwendig ist.

Die Produktion vereinfacht und verbilligt sich auf Grund der Zulässigkeit größerer Toleranzen. Insbesondere können die Trennelemente durch Extrudieren eines Profils und anschließendes Abtrennen der einzelnen Trennelemente kostengünstig hergestellt werden. Schließlich ist auch eine Maschinenbewicklung möglich, denn der Trennsteg kann auch nach der Bewicklung eingesteckt werden, so dass beim Bewickeln im Innenraum des Magnetkerns ausreichend Platz für ein Wickeldrahtmagazin ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Trennstegs mit einem mittig angeordneten Federelement;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Federelements;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des in einen Magnetkern eingebrachten Federelements aus Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht des fertigen induktiven Bauelements; und

Fig. 5 ein Querschnitt durch das induktive Bauelement aus Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Trennelement 1, das neben einem als Fe derelement dienenden, zylindrisch ausgebildeten Zentralbe reich 2 Trennstege 3 aufweist, die an diametral entgegenge setzten Richtungen an dem Zentralbereich 2 angesetzt sind. Das Trennelement 1 weist eine Höhe d und eine Länge L auf.

In Fig. 2 ist ein weiteres Trennelements 4 dargestellt. Bei diesem Trennelement 4 mit sternförmigen Querschnitt sind an den Zentralbereich 2 drei winkelmäßig um 120° versetzte Trennstege 5 angesetzt.

Das Querschnittsprofil der Trennelemente 1 und 4 ist zweckmä ßigerweise so ausgebildet, daß die Trennelement 1 und 4 als Profilschnur extrudiert werden können, die dann in die ein zelnen Trennelemente 1 und 4 zerschnitten wird.

Beim Einbau des Trennelements 1 in einen Innenraum 6 eines ringförmig ausbildeten Magnetkerns 7 wird das Trennelement 1 auf den Innendurchmesser L_i gestaucht, so daß die Trennstege 3 gegen eine Innenfläche 8 des Magnetkerns 7 drücken. Insbe sondere der zylinderförmig ausgebildete Zentralbereich 2 wird beim Einsetzen des Trennelements 1 in den Magnetkern 7 ge staucht. Je nach Materialauswahl und Konstruktion beträgt da bei die neue Länge L_i 5 bis 30% der ursprünglichen Länge L.

Bei der Dimensionierung des Trennstegs 1 ist darauf zu ach ten, daß die Länge L immer größer als der maximal vorkommende Innendurchmesser D_i der Magnetkerne 7 ist.

Beim Einschieben des Trennelements 1 in den Magnetkern 7 ver formen sich auch die Trennstege 3 des Trennelements 1. Insbe sondere Endflächen 9 der Trennstege 3 legen sich eng an die Innenfläche 8 des Magnetkerns 7 an und verhindern ein Abrut schen von Wicklungsdrähten in den freien Sektor.

Es sei angemerkt, daß beim Einschieben des Trennelements 4 in den Magnetkern 7 auch der zylindrische Zentralbereich 2 kom primiert wird, so daß die Trennstege 5 des Trennelements 4 spielfrei an die Innenfläche 8 des Magnetkerns 7 gedrückt werden.

Bei dem Magnetkern 7 handelt es sich um einen Ringbandkern, der aus einem weichmagnetischen Band aus einer amorphen oder nanokristallinen Legierung gewickelt ist. Das aufgewickelte Band ist dabei von einer Wirbelsinterschicht aus einem Epoxidharzpulver umgeben. Durch die Wirbelsinterschicht wird das gewickelte Band in seiner Form fixiert. Außerdem wird durch die Wirbelsinterschicht das aufgewickelte Band nach au ßen hin isoliert. Im Vergleich zu induktiven Bauelementen, bei denen das gewickelte Band in ein trogförmiges Kunst stoffspritzteil eingebracht wird, führt die Wirbelsinter schicht die im gewickelten Band entstehende Wärme aufgrund ihrer geringen Dicke wesentlich besser nach außen ab. Nach teil der Wirbelsinterschicht ist die verhältnismäßig hohe To leranzen, die sich für die Abmessungen des Magnetkerns 7 nach der Beschichtung ergeben. Neben Unrundheiten des gewickelten Magnetkerns 7 verursacht die ungleichmäßige Schichtdicke der Wirbelsinterschicht erhebliche Toleranzen. Derartige Toleran zen werden jedoch durch die elastischen Trennelemente 1 und 4 ausgeglichen.

Die Höhe d des Trennstegs 1 oder 4 wird zweckmäßigerweise, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, größer als die Höhe des Magnetkerns 7 einschließlich der darauf aufgebrachten Wicklungen 10 gewählt. Wenn die Höhe d der Trennelemente grö ßer als die Breite y eines Gehäuses 11 gewählt wird, kann das Trennelement 1 oder 4 zwischen die Wände des Gehäuses 11 ein geklemmt werden, was ein Einkleben oder Eingießen des Magnet kerns 7 in das Gehäuse überflüssig macht. Nach dem Einklemmen des Trennelements 1 oder 4 in das Gehäuse 11 können dann An schlußdrähte 12 an Anschlußstiften 13 angebracht werden.

Es sei schließlich angemerkt, daß bei entsprechender Bewick lung die Verbreiterung des Zentralbereichs 2 für eine Abstüt zung des Trennelements 1 oder 4 an den Wicklungen sorgt und ein seitliches Wegkippen verhindert.

Claims

1. Induktives Bauelement mit einem einen Innenraum (6) aufweisenden Magnetkern (7), in den ein Trennelement (1, 4) zum Trennen von auf den Magnetkern (7) aufgebrachten Wicklungen eingebracht ist, das sich im Innenraum nach außen zum Magnetkern (7) erstreckende Trennstege (3, 5) und Federmittel (2) aufweist, die die Trennstege (3, 5) gegen den Magnetkern (7) drücken, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (1, 4) als Federmittel einen zylinderförmig ausgebildeten Zentralbereich (2) aufweist, von dem aus sich die Trennstege (3, 5) zum Magnetkern erstrecken.

2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (d) des Trennelementes (1, 4) größer als die Höhe des Magnetkerns (7) und der darauf aufgebrachten Wicklungen ist.

3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (1, 4) aus einem Silikon hergestellt ist.

4. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (7) ein aufgewickeltes Band in Form eines Ringbandkerns umfaßt.

5. Induktives Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (7) aus einer weichmagnetischen amorphen oder nanokristallinen Legierung hergestellt ist.