DE4223097C2 - Spulenbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spulenbauteil, wie eine Induktionsspule oder einen Transformator, das auf einer gedruckten Schaltungsplatte durch Löten mon­ tiert wird.

Ein bekanntes Spulenbauteil (US-PS 4 888 571 oder JP-U-OS 1-157 413) hat einen Träger aus einem dielektrischen Material, auf dem ein Magnetkern mit einer Spule und mehreren An­ schlüssen, die nach außen vom Träger abstehen, montiert ist. Das eine Ende der Spule wird mit einem Anschluß zur Anlage gebracht, der dann in geschmolzenes Lot ge­ taucht wird, damit das Ende der Spule mit dem Anschluß zu verlöten ist. Hierbei verbleibt ein am Ende des Anschlusses vorstehender Lotzipfel, wenn das geschmolzene Lot aus­ gehärtet ist, und die Länge des Lotzipfels ist nicht gleichförmig.

Bei einem bislang verwendeten Montierautomaten zum Mon­ tieren von Bauteilen auf einer gedruckten Schaltungs­ platte wird das betreffende Bauteil von einer Saugdüse erfaßt, die durch eine numerische Steuervorrichtung positioniert wird, an der gewünschten Stelle der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet, und dann an der Platte angelötet. Da das Bauteil hierbei genau an der gewünschten Stelle der gedruckten Schaltungsplatte positioniert werden muß, justiert der Montierautomat die Lage des Bauteils mittels eines Ju­ stierplättchens, das die Lage durch Verschieben des Bauteils justiert.

Wenn das bekannte Spulenbauteil mittels eines solchen Montierautomaten auf einer Schaltungsplatte montiert werden soll, ist die richtige Positionierung jedoch wegen der ungleichförmigen Lotzipfel, die an Anschluß­ stiften vorstehen, schwierig. Wenn ein Justierplättchen des Montierautomaten gegen das Ende der Anschlüsse drückt, die jeweils mit Lot bedeckt sind, dann wird das Bau­ teil wegen der unterschiedlichen Länge der Lotzipfel nicht richtig positioniert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spulen­ bauteil anzugeben, das richtig und genau auf einer ge­ druckten Schaltungsplatte mittels eines Montierautoma­ ten positioniert werden kann.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch ein Spu­ lenbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die JP-OS 1-130 519 offenbart zwar in einem Träger ein­ geformte Anschlüsse mit etwa rechtwinklig zueinander stehenden Enden (11a, 11b, 13a, 13b). Sie befaßt sich jedoch mit der Aufgabe, das Schmelzen des Lötmittels an dem einen Ende (13a, 13b) der Anschlüsse zu verhindern, wenn das andere Ende (11a, 11b) der Anschlüsse an einer gedruckten Schaltungsplatte angelötet wird. Sie befaßt sich dagegen nicht mit der genauen Positionierung des Spulenbauteils mittels eines Montierautomaten auf einer gedruckten Schaltungsplatte. Die Stirnseiten der einen Enden (11a, 11b) der Anschlüsse brauchen daher nicht auf einer geraden Linie zu liegen und liegen auch nicht auf einer geraden Linie. So sind die einen Enden (11a, 11b) außerhalb des Anschlußträgers (12) und des Gehäu­ ses etwa Z-förmig gebogen, wie es in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Dagegen sind die außerhalb der Seiten­ wände des Gehäuses und des Trägers liegenden Enden (2b) der Anschlußstifte (2) beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung gerade (siehe Fig. 2B oder Fig. 3D). Wenn die außerhalb des Gehäuses und des Trägers liegenden Enden der Anschlüsse abgewinkelt wären, würden ihre Stirnsei­ ten nicht auf einer geraden Linie liegen, da sie sich in der Praxis beim Abwinkeln praktisch nicht gleichmäßig verbiegen lassen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Rückstellfederkräfte haben, so daß sie im Endeffekt etwas unterschiedliche Lagen einnehmen. Beim Positionieren des Spulenbauteils würden sie dann wiederum unterschiedlich verformt, mit der Folge, daß eine genaue Positionierung nicht möglich ist.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbei­ spiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A eine erste Seitenansicht eines erfindungsge­ mäßen Spulenbauteils,

Fig. 1B eine Unteransicht des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 2A eine Draufsicht auf das Spulenbauteil nach Fig. 1A,

Fig. 2B eine zweite Seitenansicht des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 2C den Querschnitt E-E der Fig. 2A,

Fig. 3A eine Draufsicht auf einen Träger des Spulen­ bauteils nach Fig. 1A,

Fig. 3B eine Seitenansicht des Trägers des Spulenbau­ teils nach Fig. 1A,

Fig. 3C eine Draufsicht auf den Träger, auf dem ein Trommelkern montiert ist,

Fig. 3D eine Seitenansicht der Fig. 3C,

Fig. 3E einen Querschnitt des Trägers,

Fig. 4A eihe Unteransicht eines Gehäuses des Spulen­ bauteils nach Fig. 1A,

Fig. 4B den Querschnitt F-F der Fig. 4A,

Fig. 4C den Querschnitt G-G der Fig. 4A,

Fig. 5A und 5B perspektivische Ansichten eines Teils eines Montierautomaten mit Justierplättchen und

Fig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spu­ lenbauteils.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 bildet einen Transformator für einen Gleichspannungswandler.

Nach den Fig. 1A bis 3D sind mehrere leitende Anschluß­ stifte 2 in einen rechteckigen Träger 1 eingeformt, der aus dielektrischem Kunststoff hergestellt ist. Die An­ schlußstifte 2 waren zunächst in einem (nicht darge­ stellten) Leiterrahmen ausgebildet, in den der Träger 1 eingeformt wurde und der weggeschnitten wurde, um den Träger mit den eingeformten Anschlußstiften zu bilden.

Jeder der Anschlußstifte 2 hat ein erstes Ende 2a, das mit einem Ende 4 einer Spule 8 verbunden ist, die um einen trommelförmigen oder zylindrischen Kern 3 aus Ferrit herumgewickelt ist, und ein zweites Ende 2b, das zum Anlöten an eine (nicht dargestellte) gedruckte Schaltungsplatte dient. Der mittlere Teil jedes An­ schlußstiftes 2 zwischen dem ersten Ende 2a und dem zweiten Ende 2b liegt innerhalb des Trägers 1.

Der Kern 3 hat zwei kreisförmige Flansche 3a und 3b, die durch einen dazwischenliegenden säulenartigen Steg oder Schenkel verbunden sind. Die Spule 8 ist um den Steg herumgewickelt.

Das zweite Ende 2b jedes Anschlußstiftes 2 liegt in der durch die Unterseite 1a des Trägers 1 definierten Ebe­ ne, so daß das zweite Ende 2b und die Unterseite 1a an der Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatte anlie­ gen, auf der das Spulenbauteil montiert ist. Das erste Ende 2a jedes Anschlußstiftes 2 liegt höher als die er­ wähnte Ebene, so daß ein gewisser Abstand zwischen dem ersten Ende 2a und der Oberfläche der gedruckten Schal­ tungsplatte besteht. Der mittlere Teil der Anschluß­ stifte ist daher in dem Träger derart versetzt oder ge­ krümmt, daß das erste Ende 2a höher als das zweite Ende 2b liegt. Die ersten Enden 2a ragen aus einer Seite 1b oder einer Seite 1c des Trägers 1 heraus, und die zwei­ ten Enden 2b ragen aus einer Seite 1d oder einer Seite 1e des Trägers 1 heraus. Die Seiten 1b und 1c sind par­ allel zueinander, die Seiten 1d und 1e sind ebenfalls parallel zueinander und die Seiten 1b und 1c sind senk­ recht zu den Seiten 1d und 1e.

Eine die Stirnseiten der zweiten Enden 2b der Anschluß­ stifte 2 längs der Seite 1d verbindende Linie L1 (siehe Fig. 1B) verläuft parallel zu einer die Stirnseiten der zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 längs der Seite 1e verbindenden Linie L2. Es sei darauf hingewiesen, daß die zweiten Enden 2b nicht verlötet sind, wenn das Spulenbauteil auf einer gedruckten Schaltungsplatte montiert wird, so daß die Linien L1 und L2 genau gerad­ linig sind und als Bezugslinien zur Positionierung des Spulenbauteils durch einen Montierautomaten dienen können.

Der Träger 1 hat mehrere bogenförmige Vorsprünge 1f und 1g. Die gebogenen Innenseiten dieser Vorsprünge liegen an dem einen (unteren) Flansch 3a des Kerns 3 zur Posi­ tionierung des Kerns 3 an, während die gebogenen Außen­ seiten dieser Vorsprünge an einer Innenseite eines ringförmigen Gehäuses 5 anliegen, bei dem es sich ent­ weder um einen Magnetkern oder ein dielektrisches Ge­ häuse handeln kann. Der Träger 1 hat ferner zwei abge­ schrägte Vorsprünge 1h, die mit dem ringförmigen Gehäu­ se 5 in Eingriff stehen. Das Gehäuse 5 wird durch die bogenförmigen Vorsprünge und die abgeschrägten Vor­ sprünge 1h lokalisiert bzw. positioniert.

Das Gehäuse 5 ist, wie Fig. 4 zeigt, außen im wesentli­ chen rechtwinklig und hat in der Mitte ein kreisförmi­ ges Loch 5a, das den Kern 3 zusammen mit der Spule 8 aufnimmt. Das Gehäuse 5 hat ferner zwei Vorsprünge 5b an sich gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 5 auf seiner Unterseite, um das Gehäuse 5 selbst zu positio­ nieren. Zwischen den beiden Vorsprüngen 5b auf jeder Seite ist jeweils eine V-förmige Vertiefung 5c ausge­ bildet, so daß die Vertiefung 5c mit einem entsprechen­ den Vorsprung 1h des Trägers 1 in Eingriff kommt, und das Gehäuse 5 wird durch diesen Vorsprung 1h positio­ niert.

Die einander gegenüberliegenden Seiten 5d, 5d des Gehäuses 5, die den ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2 zuge­ ordnet sind, sind parallel zueinander und senkrecht zu den Linien L1 und L2, die die Stirnseiten der zweiten Enden 2b verbinden, wie es in Fig. 1B dargestellt ist. Die Seiten 5d, 5d und die Linien L1 und L2 werden durch Justierplättchen eines Montierautomaten verschoben, damit das Spulenbauteil zu positionieren ist.

Der nach den Fig. 1 und 2 untere Flansch 3a des Kerns 3 ist am Träger 1 angeklebt, wobei die Positionierung durch die gebogenen Vorsprünge 1f und 1g bewirkt wird. Ein Ende 4 der auf dem Kern 3 angeordneten Spule 8 ist mit dem ersten Ende 2a eines Anschlußstiftes 2 verlö­ tet. Das Gehäuse 5 nimmt in dem mittleren Loch 5a den Kern 3 auf. Die Vertiefung 5c im unteren Teil des Ge­ häuses 5 steht mit dem Vorsprung 1h des Trägers 1 in Eingriff. Die Vorsprünge 5b des Gehäuses 5 liegen an den bogenförmigen Vorsprüngen 1f, 1g des Trägers 1 an. Zur Befestigung des Gehäuses 5 am Träger 1 wird ein Klebemittel verwendet.

Wenn das Spulenbauteil zusammengebaut ist, wie oben beschrieben, dann stehen die äußeren Wände 5d des Gehäuses 5 um den Betrag W (siehe Fig. 1A) weiter nach außen vor als die ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2. Das Maß W beträgt beispielsweise 0,2 mm. Mit anderen Worten, die Breite des Spulenbauteils wird durch das Gehäuse und nicht durch die Anschlußstifte bestimmt.

Um das Spulenbauteil auf einer (nicht dargestellten) gedruckten Schaltungsplatte zu montieren, saugt eine Saugdüse 6 (siehe Fig. 5A) eines Montierautomaten das Spulenbauteil am oberen Flansch 3b des Kerns 3 an. Zwei Justierplättchen 7 des Montierautomaten justieren die Lage des Spulenbauteils durch Andrücken des einen Ju­ stierplättchens 7 an eine der Wände 5d des Gehäuses 5 des Spulenbauteils. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß nicht gegen das erste Ende 2a eines Anschlußstiftes gedrückt wird, weil es relativ zur Au­ ßenwand 5d des Gehäuses nach innen versetzt ist. Fig. 5A veranschaulicht die Justierung der Lage des Spulen­ bauteils in X-Richtung und/oder der Drehwinkellage um die Mitte der Saugdüse 6 herum.

Nach der Justierung oder Einstellung in X-Richtung wer­ den die Justierplättchen 7 geöffnet (auseinandergefah­ ren) und um 90° um die Mittelachse der Saugdüse 6 ge­ dreht. Dann erfolgt die Justierung in Y-Richtung, wie es in Fig. 5B dargestellt ist, durch Andrücken der Ju­ stierplättchen 7 an die Stirnseiten der zweiten Enden 2b, die mit den Linien L1 bzw. L2 fluchten. Es sei dar­ auf hingewiesen, daß die Linien L1 und L2 genau gerad­ linig sind, da sie durch Abschneiden eines äußeren Rah­ mens der elektrischen Leiter bestimmt werden. Wenn da­ gegen das Gehäuse groß ist (z. B. höher als 5 mm), kön­ nen die äußeren Wände des Gehäuses als Bezugsfläche zur Positionierung des Spulenbauteils dienen. In diesem Falle werden die Justierplättchen 7 nicht gegen die Stirnflächen der zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 gedrückt.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Spulenbauteils. Das Merkmal der Fig. 6 besteht darin, daß die zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 nach oben auf die benachbarten Seitenwände des Trägers 1 gebogen sind. Bei dieser Aus­ bildung wird das Spulenbauteil auch dann genau auf der gedruckten Schaltungsplatte positioniert, wenn die En­ den 2b der Anschlußstifte 2 während des Zusammenbaus etwas deformiert wurden.

Wenn das Spulenbauteil auf der gedruckten Schaltungs­ platte positioniert worden ist, dann werden die zweiten En­ den 2b der Anschlußstifte 2 mit Leitern auf der ge­ druckten Schaltungsplatte für einen äußeren Anschluß verlötet.

Es sei darauf hingewiesen, daß für den Fachmann weitere Abwandlungen naheliegend sind. Beispielsweise braucht der untere Teil des Gehäuses nicht rechtwinklig zu sein, sondern es genügt, soweit es ein Paar paralleler geradliniger Seiten hat, die die ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2 abdecken, diese Stifte in geschmolze­ nes Lot zu tauchen.

Wie schon erwähnt wurde, wird ein erfindungsgemäßes Spulenbauteil genau und richtig auf einer gedruckten Schaltungsplatte mittels eines Montierautomaten posi­ tioniert, auch dann, wenn die Anschlußstifte verlötet werden.

Claims (9)

1. Spulenbauteil, bei dem ein Träger (1) aus dielektrischem Material mit mehreren elek­ trisch leitenden Anschlußstiften (2) versehen ist, die von Seiten des Trägers (1) vorstehen,
jeder der Anschlußstifte (2) ein erstes Ende (2a), das von einer ersten Seite des Trägers (1) zum Verbinden mit einem Ende (4) einer Spule (8) des Spulenbauteils vorsteht, und ein zweites Ende (2b) aufweist, das von einer zweiten Seite des Trä­ gers (1) zum Anschließen an eine äußere Schaltung auf einer gedruckten Schaltungsplatte vorsteht,
das erste Ende (2a) einteilig mit dem zweiten Ende (2b) durch einen mittleren Teil, der in dem Träger (1) eingeformt ist, verbunden ist, wobei diese Enden (2b) derart angeordnet sind, daß
eine die Stirnseiten der zweiten Enden (2b) auf der einen zweiten Seite des Trägers (1) verbindende gerade Linie (L₁) parallel zu einer die Stirnseiten der zweiten Enden (2b) auf der gegenüberliegenden zweiten Seite verbindenden Linie (L₂) ist,
die zweiten Enden (2b) der Anschlußstifte (2b) von den zweiten Seiten des Trägers abstehen und die zweiten Seiten senkrecht zu den ersten Seiten ver­ laufen,
ein Magnetkern (3), der die Spule (8) aufweist, auf dem Träger (1) befestigt ist, ein Gehäuse (5), das einen unteren Teil mit einem Paar geradliniger paralleler Außenwände (5d) aufweist, den Magnetkern (3) umgibt und
jede dieser Außenwände (5d) des Gehäuses (5) außerhalb der Stirnseite der ersten Enden (2a) der Anschlußstifte liegt, und bei dem die erwähnten Li­ nien (L₁, L₂) und Außenwände des Gehäuses (5) derart zueinander ausgerichtet sind, daß sie Bezugslinien zur Positionierung des Spulenbauteils mittels eines Montierautomaten auf einer gedruckten Schaltungs­ platte bilden.

2. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (5) ein ringförmiger Magnetkern ist.

3. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse aus dielektrischem Material besteht.

4. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Träger (1) Vorsprünge (1h) aufweist, die mit Vertiefungen (5c) im unteren Teil des Gehäuses (5) zur Positio­ nierung des Gehäuses auf dem Träger in Eingriff stehen.

5. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die zweiten Enden (2b) der Anschlußstifte (2) auf die diesen Enden benachbarten Seitenwände des Trägers (1) um­ gebogen sind.

6. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Träger auf Anschlußstiften (2) eines Leiterrahmens ange­ formt ist.

7. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die zweiten Enden (2b) der Anschlußstifte (2) in einer Ebene liegen, die durch die Unterseite des Trägers defi­ niert ist, und daß die ersten Enden (2a) der An­ schlußstifte in einem Abstand von dieser Ebene an­ geordnet sind.

8. Spulenbauteil nach Anspruch 7, bei dem mittlere Teile, die jeweils eines der ersten Enden (2a) mit jeweils einem der zweiten Enden (2b) verbinden, gegenüber der erwähnten Ebene versetzt sind, derart, daß der Abstand gebildet ist.

9. Spulenbauteil nach Anspruch 7, bei dem die mittle­ ren Teile, die jeweils die ersten und zweiten Enden verbinden, gekrümmt sind, derart, daß der Abstand gebildet ist.