DE202009000990U1

DE202009000990U1 - Induktionsspulenträgervorrichtung

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Publication number: DE202009000990U1
Application number: DE202009000990U
Authority: DE
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2019-01-28

Abstract

Induktionsspulenträgervorrichtung zum Befestigen eines Induktors (12a–12d) unter einer Abdeckplatte (14) eines Induktionskochfelds, umfassend wenigstens ein Abschirm- und Trägerelement (20) zum Fixieren des Induktors (12a–12d) und zum Abschirmen eines von dem Induktor (12a–12d) erzeugten Magnetfelds in wenigstens eine von der Abdeckplatte (14) abgewandte Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) zum Abschirmen und Fixieren eines einzigen Induktors (12a–12d) ausgelegt ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsspulenträgervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Induktionsspulenträgervorrichtungen bekannt, die zum Befestigen eines Induktors unter einer Abdeckplatte eines Induktionskochfelds dienen. Solche Induktionsspulenträgervorrichtungen umfassen häufig nierenförmige Abschirm- und Trägerelemente, die jeweils ein Paar von Induktoren tragen, deren Relativposition durch die Montage auf dem Abschirm- und Trägerelement festgelegt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Induktionsspulenträgervorrichtung bereitzustellen, die zur flexiblen Gestaltung eines Kochfelds geeignet ist und/oder besonders materialsparend ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht insbesondere aus von einer Induktionsspulenträgervorrichtung zum Befestigen eines Induktors unter einer Abdeckplatte eines Induktionskochfelds, umfassend wenigstens ein Abschirm- und Trägerelement zum Fixieren des Spulenträgers und zum Abschirmen eines von der Induktionsspule erzeugten Magnetfelds in wenigstens eine von der Abdeckplatte abgewandte Richtung.
Es wird vorgeschlagen, dass das Abschirm- und Trägerelement zum Abschirmen und Fixieren eines einzigen Induktors ausgelegt ist. Im Vergleich zu Abschirm- und Trägerelementen, die gleichzeitig mehrere Induktoren abschirmen und fixieren, kann die Relativposition der Induktoren einfach verändert werden. Dies kann dazu genutzt werden einen Muldenspiegel des die Induktionsspulenträgervorrichtung umfassenden Induktionskochfelds ohne großen konstruktiven Aufwand zu verändern und beispielsweise an Bedienerwünsche anzupassen.
Während in herkömmlichen Induktionskochfeldern, in denen jedes Abschirm- und Trägerelement ein Paar von Induktoren trägt, die Relativposition dieser Induktoren nur im Zusammenhang mit einer konstruktiven Veränderung des Abschirm- und Trägerelements verändert werden kann, kann im erfindungsgemäßen Induktionskochfeld ein einziges Trägerelement in einer Vielzahl von Muldenspiegel-Konfigurationen verwendet werden.
Der Induktor bildet ein Heizelement eines Induktionskochfelds und umfasst eine auf einen Spulenträger aufgewickelte Induktionsspule. Kochfelder mit gattungsgemäßen Induktionsspulenträgervorrichtungen umfassen im Allgemeinen vier Induktoren mit unterschiedlichen Durchmessern, die jeweils eine Heizzone beheizen. Die Durchmesser der Induktoren entsprechen üblichen Topfgrößen und liegen häufig zwischen 15 cm und 30 cm. Der Erfindungsgedanke ist jedoch auch auf so genannte Mikromodul-Kochfelder mit einer Vielzahl von rasterartig angeordneten Induktoren anwendbar, in denen mehrere Induktoren zum Beheizen eines einzigen Kochgeschirrelements zu einer Heizzone zusammengefasst werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Außenkontur des Abschirm- und Trägerelements zumindest im Wesentlichen einer Außenkontur des Spulenträgers entspricht. Dadurch können überstehende Bereiche des Abschirm- und Trägerelements vermieden werden, so dass Material und damit Kosten eingespart werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Abschirm- und Trägerelement eine Außenkontur des Induktors seitlich um weniger als 10% eines Durchmessers des Induktors überragt, und zwar insbesondere überall und über den gesamten Umfang der Außenkontur.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Abschirm- und Trägerelement einen Bodenbereich und einen insbesondere senkrecht und in der Richtung der Abdeckplatte von dem Bodenbereich abstehenden, seitlichen Flansch aufweist, der zumindest einen großen Teil eines Rands des Spulenträgers und der Induktionsspule umfänglich einfasst.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Höhe des seitlichen Flanschs wenigstens 30% eines Abstands zwischen dem Bodenbereich und der Abdeckplatte. Dadurch kann eine Abschirmwirkung in einer seitlichen, d. h. parallel zur Abdeckplatte verlaufenden Richtung ermöglicht werden.
Wenn der seitliche Flansch wenigstens ein Rastverbindungsmittel zum Herstellen einer Rastverbindung zwischen dem Abschirm- und Trägerelement umfasst, wobei das Rastverbindungsmittel wenigstens in einer Richtung senkrecht zu dem Bodenbereich wirken soll, kann eine einfache, insbesondere werkzeugfreie Montage erreicht werden. Dadurch können weitere Kosten eingespart werden.
In einer konstruktiv einfachen und robusten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Rastverbindungsmittel eine Öffnung zum Eingriff einer Rastnase an dem Spulenträger aufweist.
Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn der seitliche Flansch im Bereich des Rastverbindungsmittels eine größere Höhe aufweist als in einer Umgebung dieses Bereichs, so dass der seitliche Flansch in diesem Bereich eine Lasche bildet. Dadurch wird überflüssiges Material in der Umgebung vermieden und die korrekte Rastposition ist bei der Montage leicht erkennbar.
Wenn das Abschirm- und Trägerelement in einem Bodenbereich mehr als drei, besser noch mehr als zehn Löcher zum Befestigen des Abschirm- und Trägerelements in einem Montagerahmen des Kochfelds umfasst, kann eine besonders große Vielfalt von Konfigurationen und möglichen Muldenspiegeln ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Löcher in einer Polygonkontur bzw. entlang einer Polygonkontur auf dem Bodenbereich des Abschirm- und Trägerelements angeordnet sind. Dadurch kann die Vielfalt der möglichen Konturen insbesondere dann weiter erhöht werden, wenn das Abschirm- und Trägerelement auf zwei parallel verlaufenden Profilelementen befestigt wird.
Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn ein Bodenbereich des Abschirm- und Trägerelements wenigstens eine Vertiefung zur Aufnahme eines Formschlusselements des Induktors zum drehfesten Verbinden des Induktors mit dem Abschirm- und Trägerelement umfasst. Dadurch können Montagefehler vermieden werden, da durch das Formschlusselement unzulässige Lagen des Induktors bezogen auf das Abschirm- und Trägerelement vermieden werden können.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung als radial verlaufende Nut ausgebildet ist. Dadurch kann fertigungstechnisch besonders einfach und kostengünstig eine Formschlussverbindung realisiert werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Induktionskochfeld mit wenigstens einem Induktor und mit einer Induktionsspulenträgervorrichtung der oben beschriebenen Art zum Befestigen des Induktors. Solche Induktionskochfelder können flexibel nach Kundenwünschen gestaltet werden und insbesondere ein Muldenspiegel ist ohne konstruktiven Aufwand leicht veränderbar. Ferner können durch Materialeinsparungen die Kosten des Induktionskochfelds gering gehalten werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 ein Kochfeld mit einer Abdeckplatte, einem Montagerahmen und vier Induktoren,
2 einen Montagerahmen des Kochfelds aus 1 mit einem Profilelement zum Befestigen eines Abschirm- und Trägerelements,
3 einen Ausschnitt des Montagerahmens und des Profilelements aus 2,
4 den Montagerahmen mit fünf Profilelementen, auf welchen vier Abschirm- und Trägerelemente befestigt sind, und
5 ein Abschirm- und Trägerelement des Kochfelds in einer detaillierteren Darstellung.
1 zeigt ein Kochfeld mit vier Heizzonen 10a–10d. Das Kochfeld ist als Induktionskochfeld ausgebildet, und jede der Heizzonen 10a–10d wird von einem als Induktor 12a– 12d ausgebildeten Heizelement beheizt. Die Induktoren 12a–12d sind jeweils unter einer Abdeckplatte 14 aus Glas oder Glaskeramik angeordnet, und die Position der Heizzonen 10a–10d ist durch hier nicht dargestellte Mittel, beispielsweise durch Leuchtringe und/oder eine Serigraphie, auf der Abdeckplatte 14 visualisiert. Die Induktoren 12a–12d sind zusammen mit weiteren Elektronikkomponenten des Kochfelds, beispielsweise mit einer Steuereinheit und Leistungselektronikbauteilen zum Betreiben der Induktoren 12a–12d in einem Montagerahmen 16 montiert. Der Montagerahmen 16 ist als Stanz-Biegeblechteil aus Stahlblech ausgebildet.
2 zeigt den Montagerahmen 16 mit einem Profilelement 18, das aus einem Strangprofil mit einem U-Profil mit seitlich auskragenden Stabilisierungsflanschen an den Schenkeln der U-Form hergestellt ist. Das Profilelement 18 dient zum Tragen von Abschirm- und Trägerelementen 20a–20d (4), die ihrerseits zum Tragen der Induktoren 12a–12d und zum Abschirmen der von den Induktoren 12a–12d erzeugten elektromagnetischen Strahlung dienen. Die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d sind aus einem gut leitenden Metall gefertigt, und zwar in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Aluminium.
Das Profilelement 18 ist an seinen beiden Enden in Längsrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Montagerahmens 16 verbunden. Die beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Montagerahmens 16 umfassen in einem periodischen Muster angeordnete Mittel 22 zum Befestigen des Profilelements 18 in mehreren Montagepositionen, wobei die Montagepositionen um einen der Periode des Musters entsprechenden Abstand gegeneinander verschoben sind.
Die Mittel 22 sind als im Wesentlichen vertikal verlaufende Laschen ausgebildet, die aus einer in der Montagekonfiguration des Kochfelds vertikal verlaufenden Seitenwand 24 des Montagerahmens 16 ausgestanzt und rechtwinklig abgekantet sind.
3 zeigt die Seitenwand 24 mit einem Muster von im Wesentlichen rechteckigen Löchern, aus welchen das Material der Laschen 22 ausgestanzt wurde, und mit mittig oberhalb der Laschen in die Seitenwand 24 eingearbeiteten Bohrungen 26 zum Fixieren des Profilelements 18 in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Seitenwand 24 des Montagerahmens 16.
In rechteckigen Öffnungen 54a, 54b des Montagerahmens 16 können hier nicht dargestellte Kunststoffschalen befestigt werden, die einen Unterboden eine Gehäuses des Kochfelds bilden.
Wie in 3 dargestellt, liegt das Profilelement 18 auf den als Laschen ausgebildeten Mitteln 22 auf, so dass die Verbindung zwischen dem Montagerahmen 16 und dem Profilelement 18 durch die federnden Eigenschaften der Mittel 22 orthogonal zu einer Erstreckungsebene des Montagerahmens 16 und orthogonal zu einer Längsrichtung des Profilelements 18 federnd ausgebildet ist.
Der Montagerahmen 16 erzeugt dabei über die federnden Laschen eine Anpresskraft der Induktoren 12a–12d gegen die Abdeckplatte 14 des Kochfelds, wenn der Montagerahmen 16 mit der Abdeckplatte 14 verbunden ist.
Auf die beiden Enden des Profilelements 18 sind jeweils Endstücke 28a, 28b aus Kunststoff aufgesteckt, die einerseits auf den als Laschen ausgebildeten Mitteln 22 aufliegen und andererseits je einen an die Stirnseiten der Endstücke 28a, 28b angeformten Stift 30 zum Eingriff in die Bohrung 26 in der Seitenwand 24 umfassen. Die Endstücke 28a, 28b dienen daher zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Profilelement 18 und dem Montagerahmen 16.
Die Seitenwände 24 des Montagerahmens 16 sind senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene leicht elastisch auslenkbar, so dass die Stifte 30 der Endstücke 28a, 28b in einer einfachen Weise werkzeugfrei in die Bohrungen 26 eingerastet werden können. Die Verbindung zwischen dem Montagerahmen 16 und dem Profilelement 18 ist daher eine werkzeugfrei herstellbare Rastverbindung.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das Profilelement 18 aus Kunststoff hergestellt sein, wobei dann die Endstücke 28a, 28b in einem Guss mit dem Profilelement 18 gefertigt sein können. Das Profilelement 18 ist mit einem periodischen Muster von Gewindebohrungen 32 ausgestattet, in welchen die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d verschraubt werden können.
Die Gewindebohrungen 32 bilden Befestigungsstrukturen der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d in verschiedenen, frei wählbaren Montagepositionen. Ein Abstand zwi schen benachbarten Gewindebohrungen 32 beträgt 15–20 mm. Weitere Bohrungen an den Enden der Profilelemente 18 dienen beispielsweise zum Aufstecken und Befestigen der Endstücke 28a, 28b.
Die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d dienen zum Tragen der Induktoren 12a–12d unter der Abdeckplatte 14 des Induktionskochfelds. Die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d sind daher zum Fixieren eines aus Keramik ausgebildeten Spulenträgers 38 und zum Abschirmen eines von den Induktionsspulen 40 erzeugten Magnetfeldes in wenigstens einer von der Abdeckplatte 14 abgewandte Richtung ausgelegt. Um eine gute Abschirmwirkung zu erreichen, sind die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d aus einem gut leitenden Material hergestellt, insbesondere aus Aluminium.
Jedes der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d ist zum Abschirmen und Fixieren eines einzigen, als Induktor 12a–12d ausgebildeten Heizelements ausgelegt und in seiner Form an den Induktor 12a–12d angepasst.
5 zeigt ein Abschirm- und Trägerelement 20a des Kochfelds in einer detaillierteren Darstellung. Die Außenkontur der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d ist kreisförmig und hat nur einen nur unwesentlich größeren Durchmesser, insbesondere einen um weniger als 10% größeren Durchmesser, als der entsprechende Induktor 12a–12d.
Insgesamt sind die Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d tellerförmig ausgebildet und umfassen einen Bodenbereich 34 (4) und einen in der Richtung der Abdeckplatte 14 von dem Bodenbereich 34 abstehenden seitlichen Flansch 36, der den gesamten umfänglichen Rand des Induktors 12a–12d einfasst. Der Induktor 12a–12d umfasst einen Spulenträger 38 und eine Induktionsspule 40.
Die Höhe des seitlichen Flansches 36 beträgt wenigstens 30% eines Abstands zwischen dem Bodenbereich 34 und der Abdeckplatte 14. Der seitliche Flansch 36 weist in drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Bereichen 42a, 42b, 42c eine größere Höhe auf als in einer Umgebung dieser Bereiche 42a, 42b, 42c, so dass der seitliche Flansch 36 in diesen Bereichen 42a, 42b, 42c eine in Richtung der Abdeckplatte 14 abstehende Lasche bildet. In diesen Bereichen 42a, 42b, 42c ist jeweils eine schlitzförmige Öffnung 44 in den seitlichen Flansch 36 eingearbeitet, die ein Rastverbindungsmittel zum Eingriff einer Rastnase des Spulenträgers 38 bildet.
In den Bodenbereich 34 der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d ist jeweils eine Vielzahl von Löchern 46 zum Befestigen des jeweiligen Abschirm- und Trägerelements 20a–20d an dem Profilelement 18 eingearbeitet, über welches das Abschirm- und Trägerelement 20a–20d in den Montagerahmen 16 des Kochfelds befestigt wird.
Größere Induktoren bzw. Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d können mit zwei parallel angeordneten Profilelementen 18 verschraubt werden, während kleinere Induktoren bzw. Abschirm- und Trägerelemente wie das Abschirm- und Trägerelement 20d in 4, mit einem einzigen Profilelement 18 montiert werden können.
Die Löcher 46 im Bodenbereich 34 der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d sind in einer Polygonkontur angeordnet, so dass im Fall der Montage der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d auf zwei Profilelementen 18, die einen vorgegebenen Abstand aufweisen, eine besonders große Vielfalt von möglichen Montagepositionen des Abschirmund Trägerelements 20a–20d und damit eine besonders große Vielfalt von Muldenspiegeln erreichbar ist.
In den Bodenbereichen 34 der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d sind jeweils drei radial verlaufende Nuten 48a–48c eingearbeitet, die eine Vertiefung zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten Formschlusselements des Induktors bilden. Die Nuten 48a–48c dienen zum drehfesten Verbinden des Induktors mit dem Abschirm- und Trägerelement 20a–20d.
Schließlich weist der Bodenbereich 34 der Abschirm- und Trägerelemente 20a–20d jeweils ein rundes, mittig angeordnetes Loch 52 auf, welches zum Durchführen von Versorgungsleitungen und Sensorleitungen zum Auslesen eines hier nicht dargestellten Temperatursensors ausgelegt ist.

10: Heizzone
12: Induktor
14: Abdeckplatte
16: Montagerahmen
18: Profilelement
20: Abschirm- und Trägerelement
22: Mittel
24: Seitenwand
26: Bohrung
28: Endstück
30: Stift
32: Gewindebohrung
34: Bodenbereich
36: Flansch
38: Spulenträger
40: Induktionsspule
42: Bereich
44: Öffnung
46: Loch
48: Nut
50: Rastverbindungsmittel
52: Loch
54: Ausnehmung

Claims

Induktionsspulenträgervorrichtung zum Befestigen eines Induktors (12a–12d) unter einer Abdeckplatte (14) eines Induktionskochfelds, umfassend wenigstens ein Abschirm- und Trägerelement (20) zum Fixieren des Induktors (12a–12d) und zum Abschirmen eines von dem Induktor (12a–12d) erzeugten Magnetfelds in wenigstens eine von der Abdeckplatte (14) abgewandte Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) zum Abschirmen und Fixieren eines einzigen Induktors (12a–12d) ausgelegt ist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur des Abschirm- und Trägerelements (20) zumindest im Wesentlichen einer Außenkontur des Induktors (12a–12d) entspricht.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) eine Außenkontur des Induktors (12a–12d) seitlich um weniger als 10% eines Durchmessers des Induktors (12a–12d) überragt.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) einen Bodenbereich (34) und einen in der Richtung der Abdeckplatte (14) von dem Bodenbereich abstehenden seitlichen Flansch (36) aufweist, der zumindest einen großen Teil eines Rands des Induktors (12a–12d) umfänglich einfasst.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des seitlichen Flanschs (36) wenigstens 30% eines Abstands zwischen dem Bodenbereich (34) und der Abdeckplatte (14) beträgt.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Flansch (36) wenigstens ein Rastverbindungsmittel (50) zum Herstellen einer Rastverbindung zwischen dem Abschirm- und Trägerelement (20) und dem Induktor (12a–12d) wenigstens in einer Rich tung senkrecht zu dem Bodenbereich (34) umfasst.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastverbindungsmittel (50) eine Öffnung (44) zum Eingriff einer Rastnase an einem Spulenträger (38) des Induktors (12a–12d) aufweist.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Flansch (36) im Bereich (42) des Rastverbindungsmittels (50) eine größere Höhe aufweist als in einer Umgebung dieses Bereichs (42), so dass der seitliche Flansch (36) in diesem Bereich (42) eine Lasche bildet.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) in einem Bodenbereich (34) mehr als drei Löcher (46) zum Befestigen des Abschirm- und Trägerelements (20) in einem Montagerahmen (16) des Kochfelds umfasst.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirm- und Trägerelement (20) in einem Bodenbereich (34) mehr als zehn Löcher (46) zum Befestigen des Abschirm- und Trägerelements (20) in einem Montagerahmen (16) des Kochfelds umfasst.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (46) entlang einer Polygonkontur auf dem Bodenbereich des Abschirm- und Trägerelements (20) angeordnet sind.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bodenbereich (34) des Abschirm- und Trägerelements (20) wenigstens eine Vertiefung zur Aufnahme eines Formschlusselements des Induktors (12a–12d) zum drehfesten Verbinden des Induktors (12a–12d) mit dem Abschirm- und Trägerelement (20) umfasst.
Induktionsspulenträgervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung als radial verlaufende Nut (48a–48c) ausgebildet ist.
Induktionskochfeld mit wenigstens einem Induktor (12a–12d) und mit einer Induktionsspulenträgervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Befestigen des Induktors (12a–12d).