DE3613861A1

DE3613861A1 - Geraeuschgedaempftes induktives elektrisches bauelement

Info

Publication number: DE3613861A1
Application number: DE19863613861
Authority: DE
Inventors: Klaus Lorenzen
Original assignee: NKL NATURENERGIE und KLEINSPAN
Current assignee: NKL NATURENERGIE und KLEINSPAN
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-11-05

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein induktives elektrisches Bau element nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Bauelemente sind als Drosseln oder Übertrager auf dem Markt. Der (geschlossene) Kern dieser Bauelemen te ist meist ringförmig, kann jedoch auch quadratische oder rechteckige Form aufweisen. Eine den Kern umgebende, diesen elektrisch gegenüber mindestens einer Wicklung isolierende Hülle besteht in der Regel aus Kunststoff und kann z. B. durch Tauchlackieren oder Wirbelsintern auf den Kern aufgebracht werden.

Problematisch ist, daß den meisten Magnetkernwerkstoffen, die den Kern der erwähnten Bauelemente bilden, eine Eigen schaft anhaftet, die als Magnetostriktion bezeichnet wird und dazu führt, daß sich unter der Wirkung des mag netischen Flusses Volumenänderungen ergeben. Diese machen sich dann unangenehm bemerkbar, wenn die Magnetkerne pe riodischen Flußänderungen unterworfen sind, deren Fre quenzen im Hörbereich des menschlichen Ohres liegen. Es ist dann ein Summen oder Pfeifen der betreffenden Bauele mente wahrzunehmen, das in vielen Fällen - z. B. bei Funkentstördrosseln in Lichtdimmern - sehr störend sein kann, vor allem dann, wenn die Schall abgebenden induk tiven Bauelemente mit größeren resonanzfähigen mechani schen Teilen wie Leiterplatten oder Gehäusen mechanisch verbunden werden und sich dadurch die Schallabstrahlung noch verstärkt.

Es ist deshalb heute üblich, solche schallabgebenden in duktiven Bauelemente in Geräten, wo sie stören können, schallisoliert einzubauen, sie z. B. zwischen geräusch dämmenden Platten zu haltern. Solche Befestigungen sind aber aufwendig und beanspruchen viel Platz. Die Montage ist zudem oft umständlich und zeitraubend. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein induktives elektri sches Bauelement der eingangs beschriebenen Art zu schaf fen, dessen Schallabstrahlung gegenüber den bekannten derartigen Bauelementen einerseits erheblich reduziert ist, und das andererseits mit geringem Aufwand hergestellt und an Trägerplatten befestigt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße geräuschgedämpfte induktive elektrische Bauelement löst diese Aufgabe mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vor teil, daß trotz der nach wie vor vorhandenen Wirkungen der Magnetostriktion im Kern des Bauelements so wenig Schall abgestrahlt wird, daß darüber hinausführende wei tere Schallisolierungen entbehrlich sind. Es kann daher ohne besondere Schallisolationsmaßnahmen auf Leiterplat ten oder an Gehäuseteilen befestigt werden. Aufwendige Sonderbefestigungen oder schalldämmende Einbettungen des gesamten Bauelements können damit entfallen.

Vorteilhaft ist ferner, daß das die Hülle bildende gum mielastische Material in Verbindung mit der es umgebenden und insoweit auch weiter stabilisierenden Wicklung gleichzeitig eine Art innenliegendes Gehäuse für das Bau element bildet, die Wicklung gegen Kurzschluß durch das Kernmaterial schützt und in der Gehäusefunktion minde stens Lötstifte oder sonstige Befestigungsmittel für Wicklungsenden aufnehmen und lagern kann, die dann in entsprechende Durchführungsöffnungen einer tragenden Leiterplatte o. dgl. geführt und dort befestigt, bei spielsweise verlötet werden.

Die Befestigung eines solchen Bauelements an der Träger platte kann liegend oder stehend erfolgen, je nach den Einbauerfordernissen. Die Wirkung des gummielastischen, gleichzeitig elektrisch isolierenden Hüllenmaterials ist so, daß das vorzugsweise in sich selbst elastische Ma terial, welches daher auch als volumenelastisch bezeich net werden kann, einerseits die von dem Kern erzeugten Schallwellen auffängt und durch innere Reibung vernich tet, andererseits aber auch verhindert, daß über die Be festigungsmittel an der Trägerplatte eine Schallübertra gung stattfindet. Das gummielastische Material unter bricht daher auch die Weiterleitung und Übertragung der erzeugten Geräusche oder Schwingungen in Form von Kör perschall.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen geräuschgedämpften elektri schen Bauelements möglich. So wirkt es sich besonders vorteilhaft auf die Unterdrückung der Schallabstrahlung aus, wenn gemäß der in den Unteransprüchen 2 bis 6 be schriebenen Ausgestaltungen der Erfindung Lötstifte und andere, der Befestigung des Bauelementes dienende Vor richtungen an die, die isolierende Hülle bildenden gum mielastischen Spritzteile angespritzt oder in diese Spritzteile eingelagert werden. Es kann dann jegliche starre Verbindung zwischen Bauelement und Träger vermie den werden. Damit tritt neben die Dämmwirkung der den Magnetkern unmittelbar umgebenden isolierenden Hülle noch die Dämmwirkung der gummielastischen Einbettung der Befestigungselemente. Letztere entspricht an Wirksamkeit mindestens der Dämmwirkung eines schallisolierten Ein baus herkömmlicher Art.

Eine im Patentanspruch 7 beschriebene Ausgestaltung der Erfindung erfüllt erhöhte Anforderungen an die Maßhaltig keit der Positionen der Anschlüsse und Befestigungsvor richtungen des Bauelementes, etwa zur automatischen Be stückung von Leiterplatten.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert ein induktives Bauelement mit ring förmigem Kern und einer aus gespritzten Halbscha len bestehenden isolierenden Hülle, in perspek tivischer Darstellung und einer möglichen liegen den Befestigung auf einer nicht gezeigten Träger platte, mit teilweise weggeschnittenen Teilen;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines induktiven Bauelements, welches mittels Rasthaken auf einer Trägerplatte befestigt ist, und

die Fig. 3a und 3b eine dritte Ausführungsform eines induktiven Bauelements in Form eines Übertragers oder einer Doppeldrossel in Seitenansicht und Draufsicht und stehender Befestigung auf einer Leiterplatte.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines indukti ven elektrischen Bauelements dargestellt, das einen ringförmigen Kern 1 besitzt, der von einem gummielasti schen und daher stark schallisolierend bzw. -dämmend wirkenden Isoliermaterial umgeben ist. Das Isoliermate rial ist bevorzugt von zwei gespritzten Halbschalen 2 a, 2 b gebildet, die den Kern 1 zwischen sich aufnehmen und von einer Wicklung 3 gegeneinander und gegen den Kern gepreßt sind. Zur Befestigung und zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse der Wicklungsenden sind Lötstif te 4 in besondere, an die beiden Halbschalen angespritz te Aufnahmen 6 eingesetzt oder unmittelbar eingespritzt. Die untere Halbschale 2 a trägt außerdem Abstandsnoppen 5, damit das Bauelement auch unmittelbar auf einer Leiter platte montiert werden kann, ohne daß die Wicklung mit der Leiterplattenoberfläche und dort befindlichen Lei terbahnen in Berührung kommt.

Als gummielastisches Isoliermaterial kommen neben natür lichem oder synthetischem Gummi vor allem Weich-PVC und andere gummielastische Kunststoffe in Betracht, auch alle volumenelastischen Materialien, ferner Silikon, Elastomere u. dgl.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Halbschalen können auch anders geformte Spritzteile die isolierende Hülle bilden. Zum Beispiel kann ein den Kernquerschnitt auf drei Seiten umschließendes Unterteil mit einem Deckel verwendet werden oder ein einziges taschenartiges Spritz teil mit ringförmiger Grundfläche, dessen nach oben über den Kern überstehende Seitenflächen beim Bewickeln des Bauelementes zusammengedrückt werden und so den Kern einschließen.

Schließlich ist es möglich, anstelle der Verwendung gum mielastischer Spritzteile, den Kern unmittelbar - etwa durch Tauchen - mit einer gummielastischen Umhüllung zu versehen und auf dieser eine oder mehrere Wicklungen an zubringen. Lötstifte und andere Befestigungselemente können dann, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, in ein gegebenenfalls gesondertes, dann formstabiles Spritz teil 7 eingelassen sein, welches mittels der Wicklung 9 an den gummielastisch umhüllten Kern 8 angewickelt und so sicher gehalten ist. Die Verwendung eines zusätzli chen formstabilen Spritzteiles ist vor allem dann zweck mäßig, wenn das Bauelement mittels federnder Rasthaken 10 auf einem Träger 11 befestigt werden soll.

Die in den Figuren dargestellten Bauelemente tragen, je weils angedeutet, eine einzige Wicklung. Die Anzahl der Wicklungen kann jedoch durchaus höher sein. So wird man zur Realisierung von Übertragern oder stromkompensier ten Drosseln mindestens zwei Wicklungen vorsehen, die durch angespritzte Trennstege voneinander getrennt sein können.

Bei quadratisch oder rechteckig geformten Kernen ist es auch möglich, auf eine Umhüllung der gesamten Kernober fläche zu verzichten und die gummielastische Umhüllung, in der Art eines Spulenkörpers, nur dort anzubringen, wo sich die Wicklungen befinden. Eine gewisse Schallab strahlung über die nicht umhüllten Teile der Kernober fläche muß dann allerdings in Kauf genommen werden.

Die Fig. 3a und 3b zeigen schließlich noch das soeben erwähnte doppelspulige Bauelement in in diesem Fall stehender Befestigung auf einer Leiterplatte 12, wobei die beiden Spulen 3 a und 3 b durch vorzugsweise an die spezielle Spritzgußform der Hüllen-Halbschalenteile an gesetzte, radial hervortretende Lappen oder Vorsprünge 13 getrennt sein können.

Ist ein solches Bauelement hinreichend miniaturisiert,

dann genügt gegebenenfalls schon die Befestigung an der Leiterplatte über die in diesem Falle vier den elektri schen Anschlüssen dienenden Lötstifte; es ist aber auch möglich, an das gummielastische Hüllenmaterial entweder unmittelbar weitere Verrastungsmittel 14, etwa in Form von Rasthaken 14 a, 14 b (s. Fig. 3b) anzuspritzen oder zu umspritzen, die aus einem starreren, geeigneten Kunst stoffmaterial sind, oder solche Rasthaken 14 a, 14 b ein stückig auf einem weiter vorn schon erwähnten gesonderten formstabilen Zusatzteil anzuordnen und dieses dann ent weder durch das Aufbringen der Wicklung in das Bauelement aufzunehmen und zu haltern oder, was ebenfalls möglich ist, direkt an die gummielastische Hülle anzuformen, et wa anzuspritzen. Wenn dies großflächig genug geschieht, dann ergibt sich ein einwandfreier Lagerungsübergang und eine feste Verankerung bei gleichzeitiger sicherer Schalldämmung durch das gummielastische Hüllenmaterial zwischen dem Kern und dem angeformten Hartkunststoff teil, von dem dann die Rasthaken ausgehen.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Induktives elektrisches Bauelement mit einem magneti schen leitfähigen, in sich geschlossenen und mit einer isolierenden Hülle umgebenen Kern und minde stens einer Kern und Hülle umschließenden Wicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Hülle (2 a, 2 b) aus einem gummielastischen Material besteht.

2. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Hülle aus einem oder mehreren Spritzteilen (2 a, 2 b) be steht.

3. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Spritzteil Ausnehmungen oder Bohrungen zur Aufnahme von Lötstiften (4) oder zur direkten Festlegung der Enden des Wicklungsdrahtes vorgesehen sind.

4. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens ein Spritz teil Lötstifte eingespritzt sind.

5. Induktives elektrisches Bauelement nach einem der An sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Be festigung des Bauelementes auf einem Träger (11) Rasthaken (10) vorgesehen sind, die an mindestens ein Spritzteil angespritzt oder in mindestens ein Spritz teil als Einlegteil eingespritzt sind.

6. Induktives elektrisches Bauelement nach einem der An sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an minde stens ein Spritzteil (2 a) Abstandsnoppen (5) ange spritzt sind.

7. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Wicklung (9) zusätzlich ein formstabiles Spritzteil (7) um schlossen wird, welches auf der isolierenden Hülle aufliegt und Lötstifte zur Befestigung der Enden des Wicklungsdrahtes und/oder Rasthaken (10) und/oder Abstandsnoppen zur Befestigung des Bauelementes trägt.

8. Induktives elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische Hüllenmaterial ein Material aus der Gruppe der gummielastischen bzw. volumenelastischen Materialien, natürlicher oder synthetischer Gummis, Weich-Polyvinylchlorid, Silikone, Elastomere, Kautschuk u. dgl. umfaßt.

9. Induktives elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an das gummielastische Hüllenmaterial unmittelbar ein starres, formstabiles Kunststoffmaterial angespritzt oder in dieses eingesetzt ist, welches seinerseits Mittel zur Aufnahme von Lötstiften, zur direkten Festlegung der Enden der Wicklungsdrähte und/oder zur einstückigen Ausbildung von der Verankerung auf einer Trägerplatte bildender Rasthaken o. dgl. la gert oder bilden.