DE3434497A1

DE3434497A1 - Induktives bauelement mit einem bewickelten ringbandkern

Info

Publication number: DE3434497A1
Application number: DE19843434497
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Ing. 6451 Hammersbach Hoeflich
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-03-20
Also published as: EP0175069B1; DE3566187D1; ATE38581T1; EP0175069A1

Description

Vacuumsehmelze GmbH VP 84 P 9561 DE

Hanau

Induktives Bauelement mit einem "bewickelten Ringbandkern

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement mit einem Ringbandkern, der in einem Behälter mit einer an die Abmessungen des Ringbandkernes angepaßten Aussparung gehalten ist, und mit mindestens einer den Ringbandkern umschließenden Wicklung aus elektrischen Leitern.

Ringbandkerne für induktive Bauelement bestehen üblicherweise aus aufgewickelten weichmagnetischen Bändern. Sie werden im allgemeinen zu einem kreisringförmigen Ring aufgewickelt; es sind aber auch ovale und annähernd rechteckförmige Ausführungsformen für bestimmte Anwendungszwecke möglich. Bei derartigen Ringbandkernen besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß praktisch kein Luftspalt im magnetischen Kreis vorhanden ist, da gegenüber Schnittbandkernen Stoßstellen zwischen Kernhälften bzw. Kernteilen entfallen. Insbesondere in Verbindung mit hochwertigen weichmagnetischen Werkstoffen lassen sich mit derartigen Bauelementen bei kleinen Abmessungen gute magnetische Kopplungen zwischen den aufgebrachten Wicklungen erzielen oder - im Falle des Einsatzes als Drossel - eine hohe In~ duktivität bei kleinen Abmessungen realisieren.

Ein gewisser Nachteil der Ringbandkerne ergibt sich allerdings zwangsläufig aus diesem Aufbau. Er besteht darin, daß keine vorgefertigten Wicklungen verwendet werden können, vielmehr muß die Wicklung Windung für Windung um den Kern gex-ri.ekelt werden.

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Um eine gute mechanische Festigkeit des Ringbandkernes und eine Isolierung zwischen Ringbandkern und Wicklung sicherzustellen, ist es weiterhin üblich, diese Ringbandkerne in isolierende Behälter (Tröge) einzusetzen, die eine an die Abmessungen des Ringbandkerns angepaßte Aussparung enthalten und von einem Deckel verschlossen werden können. Hierdurch läßt sich eine mechanische Beanspruchung und die damit mögliche Verringerung der MagnetQualität des Ringbandkerns vermeiden. Diese Behälter besitzen in der Mitte eine öffnung, so daß die aufzubringenden Windungen um den im Behälter befindlichen Ringkern gewickelt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein derartiges induktives Bauelement anzugeben, das insbesondere für kleinere Abmessungen und für Ringbandkerne mit wenigen Windungszahlen erhebliche wirtschaftliche Vorteile bei der Aufbringung der Wicklung bietet. Obgleich diese mit der Erfindung erzielbaren Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Wicklung hauptsächlich für Anordnungen mit wenigen Windungen zu Buche schlagen, sind im Prinzip auch höhere Windungszahlen herstellbar.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter mehrere im wesentlichen parallel zur Mittelachse der Aussparung verlaufende Öffnungen mit darin befestigten Stiften aus elektrisch leitendem Material· besitzt und daß die Stifte U-förmig gebogen sind, so daß die Enden jedes Stiftes aus der gleichen Oberfläche des Behälters herausragen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

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Durch die so angeordneten U-förmigen Stifte entsteht zwar keine geschlossene Wicklung, es ist aber möglich, den Ringbandkern zwischen die Enden der U-förmigen Stifte einzusetzen, so daß eine teilweise Vorfertigung der späteren Wicklung ermöglicht wird. Die Windungen selbst werden dann durch elektrische Verbindungen der einzelnen aus dem Behälter herausragenden Stifte gebildet.

In den Figuren 1 bis 4- sind verschiedene Ausführungsbei-Ί0 spiele für das erfindungsgemäße Bauelement dargestellt, während Figur 5 ein Beispiel für eine besonders vorteilhafte Beschaltungsmöglichkeit der Stifte zeigt.

In Figur 1a ist ein Behälter dargestellt, der beispielsweise aus einem Kunststoffspritzgußkörper besteht und eine kreisringförmige Aussparung 2 für einen Ringbandkern aufweist. Vier U-förmig geformte Stifte 3 aus elektrisch leitendem Material sind bereits bei der Herstellung des Behälters 1 in diesen eingespritzt xirorden. Enden 4 der Stifte 3 ragen am äußeren Umfang der Aussparung aus der oberen Seite 5 des Behälters 1 heraus, während die zweiten Enden 6 jedes U-förmigen Stiftes 3 aus der gleichen Seite 5» aber innerhalb der Aussparung 2 aus dem Behälter 1 herausragt.

Der in Figur 1b dargestellte Ringbandkern 7 kann jetzt einfach in den schon mit Windungen versehenen Behälter 1 eingelegt werden. Beispielsweise wird der Behälter 1 dann mit einem Schnappdeckel 8 verschlossen, wie er in Figur 1c dargestellt ist.

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Bei der Anwendung dieses Bauelementes können die Enden 4 und 6 so miteinander verbunden werden, daß sich z.B. eine Wicklung mit vier Windungen oder zwei Wicklungen mit einer und drei Windungen oder zwei Wicklungen mit je zwei Windüngen ergeben. Auch drei oder vier Wicklungen sind mit dieser Anordnung durch entsprechende Anschlüsse der Enden 4 und 6 der Stifte 3 leicht erzielbar.

Diese in Figur 1 dargestellte Anordnung ist maschinell leicht herstellbar und erfordert keine komplizierten Wicklungsautomaten, wie es beim herkömmlichen Aufbringen einer Wicklung auf einen Ringbandkern der Fall ist.

Eine weitere Vereinfachung der maschinellen Herstellbarkeit ist möglich, wenn eine Anordnung entsprechend der Figur 2a gewählt wird.

Figur 2a zeigt den Behälter 1 mit eingegossenen oder eingepreßten Stiften 3j wie er vor dem Einsatz des Ringbandkerns 7 aussieht. Wie leicht zu erkennen ist, sind die Stifte 3 in diesem Fertigungszustand noch gestreckt und haben ihre endgültige U-Form noch nicht erreicht. Bei der Herstellung des Bauelementes wird dann der Ringbandkern 7 (Figur 2b) in die Aussparung 2 im Behälter 1 eingesetzt und es werden anschließend die in Figur 2a nach oben herausragenden längeren Teile der Stifte 3 mit ihren Enden 4 radial nach außen und dann nach unten umgebogen. Zum Verschließen des Behälters 1 dient eine in Figur 2c dargestellte Haube 9> deren Höhe an den Behälter angepaßt ist, so daß die Enden 4 in ihrer umgebogenen Lage in Nuten 10 fixiert werden, die sich z.B. an den Ecken des Behälters 1 befinden, wie Figur 2a zeigt.

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Figur 2c läßt weiterhin erkennen, daß sich Abstandhalter 11 unterhalb der oberen Seite der Haube 9 befinden. Diese bestehen im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 in segmentartigen Torsprüngen und fixieren den Ringbandkern 7 i& der Aussparung 2. Außerdem haben die Abstandhalter 11 die Aufgabe, einen Kontakt zwischen dem Ringbandkern 7 und den Stiften 3 zn verhindern, die jeweils zwischen zwei benachbarten Abstandhaltern 11 hindurchgeführt werden.

Figur 2d zeigt das fertige induktive Bauelement nach dem Zusammenbau und vor dem Aufsetzen der Haube 9· Wiederum ragen die Enden 4 und 6 der Stifte 3 auf einer Seite aus dem Behälter 1 heraus und können dort leicht verdrahtet werden.

Figur 3 zeigt eine Aufsieht auf einen Behälter 1, der ähnlich wie derjenige aus Figur 1a aufgebaut ist, mit dem Unterschied, daß er für einen im wesentlichen rechteckförmig gewickelten Ringbandkern vorgesehen ist und eine dementsprechend geformte Aussparung 2 besitzt. Von den U-förmig gebogenen Stiften 3 sind die Enden 4 und 6 erkennbar.

Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen entsprechend den Figuren 1 und 2 sind in Figur 3 die U-förmigen Stifte 3 alle in Reihe bzw. parallel zueinander angeordnet. Diese Anordnung kann auch bei nicht zu vielen erforderlichen Stiften vorgenommen werden, wenn man einen kreisringförmigen Ringbandkern verwendet. Sie besitzt den Vorteil, daß die Herstellung der U-förmigen Stifte in der endgültigen Lage durch Biegen geradliniger Stifte in nur zwei Richtungen möglich ist.

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Figur 4a zeigt die Aufsicht und Figur 4b eine Seitenansicht auf einen derartig ausgebildeten Behälter 1 mit den Stiften 3 und den Enden 4 und 6 dieser Stifte.

Figur 4b läßt erkennen, daß die Enden 4 und 6 der Stifte 3 gleich weit aus dem Behälter 1 herausragen. Hierdurch ist es wie bei anderen Bauelementen möglich, das induktive Bauelement auf eine Leiterplatte aufzulöten, wie sie im Ausschnitt in Figur 5 angedeutet ist.

Figur 5 zeigt in der Aufsicht eine Leiterplatte 12, die aufgebrachte Leiterbahnen 13 enthält. Die Leiterplatte besitzt Bohrungen 14 zum Durchstecken der Stifte 3 des in Figur 4 dargestellten Bauelementes und kann außer den dar gestellten Leiterbahnen 13 beliebig viele andere Leiterbahnen und weitere induktive kapazitive und elektronische Bauelemente enthalten.

In Figur 5 sind die Anschlüsse des fertig verdrahteten Bauelementes für eine Windung mit A1 und E1 und für eine Wicklung mit fünf Windungen mit A5 und E5 bezeichnet. Bei Verwendung von Leiterplatten zur Beschaltung der Stiftenden ergibt sich durch die notwendige Mehrverdrahtung der einseitig offenen Windungen kein nennenswerter Mehraufwand der Serienfertigung, da die Stifte mit den Leiterbahnen in einem Arbeitsgang zusammen mit allen eingesteckten Bauelementen auf der Leiterplatte 12 maschinell verlötet werden können und zusätzliche Leiterbahnen die Herstellkosten einer Leiterplatte nicht wesentlich erhöhen.

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Für Anwendungen, bei denen nicht eine Leiterplatte die Herstellung der zusätzlichen Verbindungen übernimmt, ist es beispielsweise möglich, den Schnappdeckel 8 entsprechend dem Gesamtquerschnitt des Behälters 1 auszubilden und diesen mit Öffnungen zum Durchstecken der Stifte sowie mit der jeweiligen gewünschten Schaltung angepaßten Leiterbahnen zu versehen, die die Öffnungen miteinander verbinden. Auch hier sorgt beispielsweise eine Verlötung der Stifte in den durchgesteckten Öffnungen für eine gute und sichere elektrische Verbindung; es sind allerdings auch Klemmverbindungen und ähnliche Anschlußtechniken einsetzbar.

In gleicher Weise ist es auch nicht notwendig, bei der Anordnung nach Figur 1a die Bügel in den Körper einzugießen, sie können auch von unten maschinell in den Behälter 1 eingepreßt werden. Hierbei findet vorzugsweise der mittlere Teil der Stifte 3 in Nuten an Boden des Behälters 1 Platz.

Claims

Vacuumschmelze GmbH VP 84 P 9561 DE

Hanau

Patentansprüche

Induktives Bauelement mit einem Ringbandkern, der in einem Behälter mit einer an die Abmessungen des Ringbandkerns angepaßten Aussparung gehalten ist, und mit mindestens einer den Ringbandkern umschließenden Wicklung aus elektrischen Leitern,

dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mehrere im wesentlichen parallel zur Mittelachse der Aussparung (2) verlaufende Öffnungen mit darin befestigten Stiften (3) aus elektrisch leitendem Material besitzt und daß die Stifte (3) U-förmig gebogen sind, so daß die Enden (4-, 6) jedes Stiftes (3) aus der gleichen Oberfläche (Seite 5) des Behälters herausragen.
2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß U-förmige Stifte (3) so im Behälter (1) befestigt sind, daß die einen Enden (4) außerhalb und die anderen Enden (6) jedes Stiftes (3) innerhalb der Aussparung (2) aus dem Behälter (1) herausragen.
3. Induktives Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Stifte (3) in den Behälter (1) eingegossen sind.

19.9.1984 C/Bz

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4. Induktives Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die U-förmigen Stifte (3) in Öffnungen sowie Nuten im Behälter (1) eingepreßt sind.
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5. Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauelementes nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zunächst geradlinige Stifte (3) im Behälter (1) vorgesehen und nach Einsetzen des Ringbandkerns (7) U-förmig abgebogen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5>
dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmig abgebogenen Stifte (3) durch Aufstecken einer Haube (9) in Nuten (10) fixiert werden, die sich außen am Behälter (1) befinden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (9) unterhalb ihrer oberen Abdeckung Abstandhalter (11) besitzt, die bei aufgesetzter Haube in die Aussparung (2) hineinragen und damit den Ringbandkern (7) auf Abstand zu den Stiften (3) halten und ihn so fixieren.
8. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Stifte (3) zueinander parallel angeordnet sind.

19.9.1984 C/Bz

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9. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ovaler bzw. annähernd rechteckig gewickelter Ringbandkern (7) vorgesehen ist.
10. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und die Lage der Enden (4, 6) der Stifte (3) an die Lage von Bohrungen (14) in einer Leiterplatte (12) angepaßt sind, so daß sich die Beschaltung der Enden (4, 6) durch Leiterbahnen (13) auf der Leiterplatte (12) ergibt.

19-9.1984 C/Bz