DE20221715U1

DE20221715U1 - Bauelement mit einem Wicklungsträger zur Montage auf einem Schaltungsträger

Info

Publication number: DE20221715U1
Application number: DE20221715U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2012-02-12

Abstract

Bauelement zur Montage auf einem Schaltungsträger, wie z.B. einer Leiterplatte, mit einem Wicklungsträger (10) zur Aufnahme von zumindest einer Wicklung, wobei der Wicklungsträger (10) an seiner Unterseite Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) aufweist, mittels welcher er an dem Schaltungsträger (100) befestigbar ist, wobei für die Wicklungsenden Halterungen (20) vorgesehen sind, in welchen der Draht des Wicklungsendes bis unmittelbar an den Schaltungsträger geführt und dort direkt mit der Leiterplatte verlötbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) einstückig mit dem Wicklungsträger (10) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Montage auf einem Schaltungsträger, wie z.B. einer Leiterplatte, mit einem Wicklungsträger zur Aufnahme von zumindest einer Wicklung, wobei der Wicklungsträger an seiner Unterseite Befestigungselemente aufweist, mittels welcher er an dem Schaltungsträger befestigbar ist, wobei für die Wicklungsenden Halterungen vorgesehen sind, in welchen der Draht des Wicklungsendes bis unmittelbar an den Schaltungsträger geführt und dort direkt mit der Leiterplatte verlötbar ist.
Bei der herkömmlichen Montage solcher Bauelemente, wie etwa Spulen, wird ein Schaltungsträger, etwa eine Leiterplatte, auf der Bauteilseite mit dem Bauelement bestückt. Zur Befestigung werden die Anschlusspins bzw. Anschlussstifte des Bauelementes mit der Leiterplatte verlötet. Um die Festigkeit dieser mechanischen Verbindung noch zu erhöhen, wird der Spulenkörper mit dem Schaltungsträger noch zusätzlich verschraubt. Dazu ist es notwendig, den Schaltungsträger zu wenden, damit die Schrauben durch die Leiterplatte in den Spulenkörper eingedreht werden können.
Nachteilig daran ist der mit dem Wenden des Schaltungsträgers und dem Eindrehen der Schrauben verbundene, zusätzliche Kosten verursachende Zeitaufwand. Außerdem besteht bei dem Verschrauben die Gefahr der Beschädigung von Leiterbahnen und Bauteilen beispielsweise durch das Abrutschen mit einem Schraubwerkzeug.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache, stabile Befestigung von Bauelementen mit einem Wicklungsträger, etwa Spulen, an einem Schaltungsträger zu ermöglichen, wobei oben genannte Nachteile vermieden sind.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Bauelement dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß die Befestigungselemente einstückig mit dem Wicklungsträger ausgebildet sind. Dadurch lässt sich der Wicklungsträger besonders einfach fertigen. Weiters zeichnet sich der Wicklungsträger in dieser Ausführungsform durch hohe Stabilität aus. Mit den Befestigungselementen kann der Wicklungsträger zudem zuverlässig an dem Schaltungsträger befestigt werden, ohne dass ein zusätzliches Verschrauben mit all den genannten Nachteilen notwendig ist.
Es ist von Vorteil, wenn Halterungen seitlich an dem Bauelement vorgesehen sind, in welchen die Wicklungsenden im wesentlichen parallel zu den Befestigungselementen senkrecht nach unten verlaufend geführt sind. Dadurch kann das Bauelement besonders stabil befestigt werden.
Zweckmäßig ist es, wenn die Befestigungselemente federnd ausgebildet sind. Dadurch ist beispielsweise ein nachträgliches Lösen des Bauelementes von dem Schaltungsträger ohne eine Beschädigung der Befestigungselemente möglich, und auch bei Belastungen sind diese gegen eine Beschädigung besser geschützt.
Bei einer erprobten Ausführungsform der Erfindung sind für die Befestigungselemente Bohrungen in dem Schaltungsträger vorgesehen, in welchen diese befestigbar sind.
Beispielsweise sind dabei die Befestigungselemente als Rasthaken ausgebildet. Diese Rasthaken werden in die entsprechenden Bohrungen in dem Schaltungsträger eingesteckt und mit diesem verrastet. Mit solchen Rasthaken ist ein stabiler, sicherer Sitz des Bauelementes auf der Leiterplatte gegeben, und bei Bedarf kann das Bauelement auch nochmals – insbesondere bei federnd ausgebildeten Rasthaken – von dem Schaltungsträger gelöst werden.
Insbesondere ist ein stabiler Sitz des Bauelementes dann gewährleistet, wenn die Befestigungselemente vom Wicklungsträger abstehende, federnde Zungen sind, die eine Rastfläche aufweisen, welche bei verrastetem Zustand mit der vom Wicklungsträger abgewandten Seite des Schaltungsträgers zusammenwirken.
Außerdem ist es auch noch günstig, wenn die federnden Zungen schräge Auflaufflächen aufweisen, welche an die Rastfläche anschließen. Bei einem Einschieben der Befestigungselemente des Bauelementes in die entsprechenden, zugeordneten Bohrungen in dem Schaltungsträger können die Befestigungselemente dabei leicht in diese Bohrungen entlang der Auflaufflächen hineingleiten, wobei die federnden Befestigungselemente gleichzeitig zurückgedrückt werden, und die Zungen sich an dem Schaltungsträger einhaken können.
Weiters kann der Wicklungsträger an der Unterseite zumindest einen Stützfortsatz aufweisen. Dadurch kann die Stabilität der Befestigung des Bauelementes noch erhöht werden, außerdem ist auch im Falle der Beschädigung von einem oder mehreren Befestigungselementen noch ein sicherer Sitz des Bauelementes garantiert. Der Stützfortsatz kann sich etwa an dem Schaltungsträger abstützen oder in einer entsprechenden Ausnehmung in dem Schaltungsträger eingesteckt sein.
Im Sinne einer einfachen Fertigung sowie einer hohen Stabilität des Wicklungsträgers ist es von Vorteil, wenn die Befestigungselemente und/oder Stützfortsätze einstückig mit dem Wicklungsträger ausgebildet sind.
Eine konkrete Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wicklungsträger und/oder die Befestigungselemente und/oder die Stützfortsätze aus glasfaserverstärktem Polyamid gebildet sind.
Beispielsweise ist dabei der Wicklungsträger im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen
1 eine perspektivische Ansicht einer Spule samt Spulenkern,
2 eine perspektivische Ansicht einer Spule ohne Spulenkern, und
3–5 weitere Drauf- bzw. Seitenansichten einer Spule nach der 1.
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Bauelement, nämlich eine Spule 1, die aus einem Wicklungsträger in Form eines Spulenkörpers 10 für eine oder mehrere, in den Zeichnungen nicht dargestellte Wicklungen besteht. Der Spulenkörper 10 ist gemäß der Erfindung mit Befestigungselementen 2, 3, 4, 5 an einem Schaltungsträger 100, etwa einer Leiterplatte, befestigbar. Dazu sind bei der gezeigten Ausführung die Befestigungselemente als Rasthaken 2, 3, 4, 5 ausgebildet. Mit diesen Rasthaken 2, 3, 4, 5 kann der Spulenkörper in entsprechend ausgebildete Bohrungen 2', 3', 4', 5' in der Leiterplatte 100 eingesetzt und dort verrastet werden. Auf diese Weise wird der Spulenkörper 10 stabil in der Leiterplatte 100 gehalten. Ein zusätzliches Verschrauben des Spulenkörpers 10 mit dem Schaltungsträger 100 ist nicht notwendig.
Die Befestigungselemente 2, 3, 4, 5 sind vorzugsweise federnd ausgebildet. Dadurch ist es einerseits möglich, falls notwendig den Spulenkörper 10 nochmals von dem Schaltungsträger 100 zu lösen, ohne dass dabei eine Beschädigung an den Befestigungselementen entsteht. Andererseits ist dann auch eine gewisse Nachgiebigkeit der Befestigungselemente gegeben, sodass die Gefahr eines Brechens der Befestigungselemente bei Krafteinwirkungen beispielsweise auf den Schaltungsträger 100 in Folge starker Vibrationen oder bei einem Transport gering ist.
Insbesondere ist ein stabiler Sitz des Bauelementes gewährleistet, wenn die Befestigungselemente 2, 3, 4, 5 vom Wicklungsträger 10 abstehende, federnde Zungen sind, die eine Rastflä che 3'' aufweisen, welche bei verrastetem Zustand mit der vom Wicklungsträger abgewandten Seite des Schaltungsträgers 100 zusammenwirken. Die federnden Zungen weisen dabei in der gezeigten Ausführungsform schräge Auflaufflächen 2''', 3''' auf, welche an die Rastfläche 3'' anschließen. Bei einem Einschieben der Befestigungselemente 2, 3, 4, 5 des Bauelementes 1 in entsprechende, zugeordnete Bohrungen 2', 3', 4', 5' in dem Schaltungsträger 100 können die Befestigungselemente dabei leicht in diese Öffnungen entlang der Auflaufflächen hineingleiten, wobei gleichzeitig die federnden Befestigungselemente zurückgedrückt werden, und die Zungen an dem Schaltungsträger mit der Rastfläche 3'' einrasten können.
Ein besonders guter Halt des Spulenkörpers 10 an dem Schaltungsträger 100 ist wie bei der gezeigten Ausführungsform mit vier Befestigungselementen 2, 3, 4, 5 gegeben. Allerdings kann auch mit drei oder auch nur mit zwei Befestigungselementen bei geeigneter Anordnung ein stabiler Halt gewährleistet sein. Unter Umständen kann es dann aber notwendig sein, den Spulenkörper 10 mit einem zusätzlichen Gegenlager abzustützen.
Bei größeren Spulenkörpern als dem gezeigten können natürlich auch mehr als vier Befestigungselemente zweckmäßig sein, beispielsweise fünf, sechs, sieben, acht, aber auch noch mehr.
In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Spulenkörper 10 im wesentlichen rohrförmig bzw. ein an seinen Deckflächen offen ausgebildeter Zylinder. Auf der Zylindermantelfläche können eine oder mehrere nicht dargestellte Spulenwicklungen angebracht werden, die dann über geeignete Führungen bzw. Halterungen 20 zu dem Schaltungsträger 100 geführt sind. Diese Halterungen 20 sind dabei möglichst genau an den Drahtdurchmesser angepasst und entweder halboffen oder den Draht völlig umfassend ausgebildet, sodass dieser stabil in den Halterungen 20 gehalten ist. Besonders stabil ist das Bauelement dann gehalten, wenn die für die Wicklungsenden vorgesehenen Halterungen 20 so angeordnet sind, dass der Draht des Wicklungsendes im wesentlichen parallel zu den Befestigungselementen senkrecht nach unten verlaufend geführt ist.
Die in den 1–5 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spulenkörpers weist weiters an der Unterseite noch zwei Stützfortsätze 6, 7 auf. In dem dargestellten Beispiel sind diese jeweils auf der kürzeren Seite in der Mitte zwischen den Befestigungselementen 2, 3 bzw. 4, 5 angeordnet. Beispielsweise sind nach der Zeichnung Ausnehmungen 6', 7' in dem Schaltungsträger 100 vorgesehen, in welche die Fortsätze 6, 7 bei der Befestigung des Spulenkörpers 10 gesteckt werden, um den Spulenkörper in Bezug auf den Schaltungsträger 100 noch besser zu stabilisieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Fortsätze 6, 7 sich lediglich auf der Leiterplatte 100 zusätzlich abstützen.
Von besonderem Vorteil sind die Stützfortsätze 6, 7 dann, wenn einer oder mehrere der Befestigungselemente 2, 3, 4, 5 brechen, da etwa bei nur mehr zwei funktionstüchtigen Befestigungselementen durch die Fortsätze der Spulenkörper 10 trotzdem immer noch sicher an dem Schaltungsträger abgestützt sein kann.
Grundsätzlich ist nach der Erfindung das Vorhandensein von zusätzlichen Stützfortsätzen nicht unbedingt notwendig. Bei der gezeigten Ausführungsform sind zwei Fortsätze verwendet. Es kann aber auch nur ein Fortsatz oder eine größere Anzahl davon (drei, vier, fünf, sechs, oder mehr) verwendet werden, je nach Einsatzgebiet, Größe und Gewicht des Spulenkörpers.
Wie bereits weiter oben beschrieben, sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform die Drahtenden einer Wicklung in den Halterungen 20 gehalten und in einem vorderen bzw. hinteren Bereich der liegend angeordneten Spule nach unten zu dem Schaltungsträger geführt. Der Zeichnung ist zu entnehmen, dass bei der gezeigten Ausführungsform Halterungen für die Drahtenden von drei Wicklungen vorgesehen sind. Die Enden der Drahtwicklungen können nun unmittelbar mit dem Schaltungsträger verlötet werden, was gegenüber herkömmlichen Spulen, bei denen die Wicklungsenden in Anschlusspins gehalten sind, welche dann mit dem Schaltungsträger verbunden – beispielsweise verlötet – werden, den Vorteil zusätzlicher Stabilität bietet, da die Spule zusätzlich durch die unmittelbar mit dem Schaltungsträger verlöteten Wicklungsenden zusätzlich stabilisiert wird. Besonders vorteilhaft ist diese Stabilisierungsmaßnahme natürlich insbesondere bei dickeren Drahtwicklungen.
Die gezeigte Spule ist bei der gezeigten Ausgestaltung in einer liegenden Position an dem Schaltungsträger 100 befestigt. Der beispielsweise ferromagnetische Kern 50 verläuft dabei im wesentlichen seitlich des Spulenkörpers 10, wozu an dem Wicklungsträger 10 waagrecht verlaufende obere und untere Vorsprünge 90, 91, 92, 93 angebracht sind, von welchen der Kern 50 gehalten ist.
Grundsätzlich ist es möglich, den Wicklungsträger 10, die Befestigungselemente 2, 3, 4, 5, sowie auch die Vorsprünge 90, 91, 92, 93 aus verschiedenen Bauteilen herzustellen und anschließend miteinander zu verbinden. Vorteilhaft ist es allerdings, wenn die Befestigungselemente und auch die Vorsprünge einstückig mit dem Wicklungsträger ausgebildet sind, da dies neben einer höheren Stabilität insbesondere eine leichtere Fertigung erlaubt.
Eine konkrete Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Wicklungsträger und/oder die Befestigungselemente und/oder die Stützfortsätze aus glasfaserverstärktem Polyamid gebildet sind.
Natürlich ist auch eine stehende Montage eines erfindungsgemäßen Bauelementes, etwa einer Spule möglich. Die jeweils verwendete Form (stehend, liegend, etc.) hängt dabei hauptsächlich von dem elektronischen Gerät, in dem die entsprechende bestückte Leiterplatte untergebracht werden soll und dem in diesem Gerät zur Verfügung stehenden Platz zusammen.
Außerdem ist die Erfindung nicht nur auf Spulen beschränkt, sondern kann mit entsprechenden, für einen Fachmann einfach auszuführenden Modifikationen auch für andere Bauelemente mit zumindest einem Wicklungsträger – mit oder ohne Kerne -, wie Wechselstromwiderstände oder magnetische Speicher, beispielsweise in Form von Drosseln, elektrische Bauteile zum Transformieren von Wechselstrom und Wechselspannung, wie Transformatoren, oder Übertrager von Wechselstrom und Wechselspannung verwendet werden.

Claims

Bauelement zur Montage auf einem Schaltungsträger, wie z.B. einer Leiterplatte, mit einem Wicklungsträger (10) zur Aufnahme von zumindest einer Wicklung, wobei der Wicklungsträger (10) an seiner Unterseite Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) aufweist, mittels welcher er an dem Schaltungsträger (100) befestigbar ist, wobei für die Wicklungsenden Halterungen (20) vorgesehen sind, in welchen der Draht des Wicklungsendes bis unmittelbar an den Schaltungsträger geführt und dort direkt mit der Leiterplatte verlötbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) einstückig mit dem Wicklungsträger (10) ausgebildet sind.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Halterungen (20) seitlich an dem Bauelement vorgesehen sind, in welchen die Wicklungsenden im wesentlichen parallel zu den Befestigungselementen (2, 3, 4, 5) senkrecht nach unten verlaufend geführt sind.
Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) federnd ausgebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) Bohrungen (2', 3', 4', 5') in dem Schaltungsträger (100) vorgesehen sind, in welchen diese befestigbar sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) als Rasthaken ausgebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (2, 3, 4, 5) vom Wicklungsträger (10) abstehende, federnde Zungen sind, die eine Rastfläche (3'') aufweisen, welche bei verrastetem Zustand mit der vom Wicklungsträger (10) abgewandten Seite des Schaltungsträgers (100) zusammenwirken.
Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Zungen (2, 3, 4, 5) schräge Auflaufflächen (2''', 3''') aufweisen, welche an die Rastfläche (3'') anschließen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (10) an der Unterseite zumindest einen Stützfortsatz (6, 7) aufweist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfortsätze (6, 7) einstückig mit dem Wicklungsträger (10) ausgebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (10) und/oder die Befestigungsmittel (2, 3, 4, 5) und/oder die Stützfortsätze (6, 7) aus glasfaserverstärktem Polyamid gebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (10) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.