EP0077050A1

EP0077050A1 - Holding device for annular cores provided with windings

Info

Publication number: EP0077050A1
Application number: EP82109344A
Authority: EP
Inventors: Albert Duin
Original assignee: Wilhelm Sedlbauer GmbH
Current assignee: Wilhelm Sedlbauer GmbH
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1983-04-20
Also published as: ATE17899T1; EP0077050B1; DE3268985D1; DE3140221A1

Abstract

1. Holding device made of plastic material for toroidal transformers provided with windings, which is composed of a carrier member (2) adapted on the external diameter of the toroidal transformer winded (f) and having a centering pin (3) disposed centrally and especially formed as a hollow cylinder, on which the toroidal transformer winded is fixed by means of sealing material (4), characterized in that the carrier member (2) is formed as a circular plate with means (8, 12) serving to hind at fixing of the holding device on a support (15) a distortion of the holding device relatively against said support.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne.The present invention relates to a holding device for toroidal cores provided with windings.

Mit Wicklungen versehene Ringkerne, wie beispielsweise Ringkerntransformatoren, Ringkerndrosseln oder sogar gelegentlich sogar einfache Potentiometer sind in Verbindung mit anderen Schaltkreiselementen nicht einfach zu befestigen, weil sie einerseits verhältnismäßig schwer sind und andererseits eine unmittelbare mechanische Befestigung nicht zulassen, da der an sich stabile Ringkern vollständig von einer Wicklung, g^gf. in vielen Lagen, umgeben ist, so daß eine Halterung an der Wicklung angreifen müßte. Dabei muß der Ringkern sehr starr und absolut ortsfest zu anderen Bauelementen befestigt werden, da die Wicklungsenden mit anderen ortsfesten Teilen verbunden, im allgemeinen verlötet werden müssen und jede Relativbewegung zwischen diesen Teilen not- wendi^ger Weise zu Beschädigungen führen muß.Toroidal cores provided with windings, such as toroidal transformers, toroidal chokes or even occasionally even simple potentiometers, are not easy to attach in connection with other circuit elements because, on the one hand, they are relatively heavy and, on the other hand, do not permit direct mechanical attachment, since the toroid, which is stable per se, is completely devoid of one winding, g ^g f. in many layers, is surrounded, so that a bracket would have to attack the winding. The ring core has to be very rigid and absolutely stationary be attached to other components, because the winding ends with other stationary parts connected, have to be soldered in general, and must perform any relative movement between these parts emergency wendi ^g he way damage.

Es ist bekannt, Ringkerne in einem speziellen Gehäuse einzeln oder auch zusammen mit anderen Bauelementen bzw. weiteren mit Wicklungen versehenen Ringkernen örtlich zu fixieren und das Gehäuse in der Gesamtheit so zuvergießen, daß eine Einheit aus Ringkern und Gehäuse geschaffen wird, wobei dann die Anschlußfahnen für die Wicklungen an der Gehäusewand bzw. mit der Gehäusewand starr verbundenen Gehäuseteilen an den dort angebrachten Lötfahnen, Lötstiften usw. befestigt werden.It is known to fix ring cores locally in a special housing individually or together with other components or further ring cores provided with windings and to cast the housing in its entirety in such a way that a unit consisting of ring core and housing is created, the connecting lugs for the windings on the housing wall or housing parts rigidly connected to the housing wall are attached to the soldering lugs, soldering pins etc. attached there.

Für die Befestigung von mit Wicklungen versehenen Ringkernen auf Schaltungsteilen oder dgl., wo kein Gehäuse vorgesehen werden kann, wird der Ringkern im allgemeinen zwischen zwei mit einer elastischen Schicht zum Ringkern hin versehenen Platte eingespannt und die Platten bzw. der durch die Platten hindurchgeführte, gleichzeitig ein Verspannen der Platten'übernehmende Stift wird an dem entsprechenden Gerät bzw. den Schaltungsteilen befestigt. Diese Art der Befestigung ermöglicht zwar den Ringkern ortsfest an weiteren Schaltungsteilen, z.B. auf Leiterplatten oder dgl. zu be- .festigen. Mit Rücksicht auf das vorhandene Gewicht des Ringkernes selbst müssen dabei die Platten aber verhältnismäßig stark gegeneinander verspannt werden, was sich in einem entsprechend hohen Druck auf die Wicklung des Ringkernes selbst nachteilig auswirkt. Dabei kann es verhältnismäßig leicht zu Beschädigungen der Lackisolierung der einzelnen Windungen kommen. Insbesondere auch deshalb, weil die Halterung verhältnismäßig großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.For the fastening of ring cores provided with windings on circuit parts or the like, where no housing can be provided, the ring core is generally clamped between two plates provided with an elastic layer towards the ring core and the plates or those passed through the plates simultaneously tensioning the plate-receiving pin is attached to the corresponding device or the circuit parts. This type of attachment allows the toroid to be fixed to other circuit parts, e.g. to be fixed on printed circuit boards or the like. In view of the existing weight of the toroid itself, the plates must be braced relatively strongly against each other, which has a disadvantageous effect on the winding of the toroid itself in a correspondingly high pressure. This can damage the paint insulation of the individual turns relatively easily. Especially because the holder is exposed to relatively large temperature fluctuations.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne anzugeben, die einfach im Aufbau ist, die die unmittelbare Befestigung der Ringkerne auf beliebigen Haltevorrichtungen, Schaltungsplatten usw. ermöglicht und die so ausgebildet ist, daß der Ringkern praktisch durckfrei gehalten wird.The object of the invention is to provide a holding device for toroidal cores provided with windings, which is simple in construction, the direct attachment of the toroidal cores on any holding devices, circuit plates etc. allows and which is designed so that the ring core is kept practically free of pressure.

Weiter soll die Haltevorrichtung zum unmittelbaren Anbringen von Anschlußstiften, Lötfahnen usw. geeignet sein, um eine Befestigung der Ringkerne auch auf gedruckten Leiterplatten oder dgl. (sog. Print-Befestigung) zu ermöglichen.Furthermore, the holding device should be suitable for the direct attachment of connecting pins, soldering lugs, etc., in order to enable the toroidal cores to also be attached to printed circuit boards or the like (so-called print attachment).

Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Haltevorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst.The above object is achieved with a holding device with the features of claim 1.

Die Haltevorrichtung nach der Erfindung besteht demgemäß aus einer dem Durchmesser des bewickelten Ringkernes angepaßten Trägerplatte die mit einem Zentrierdorn, der den Innenraum des Ringkernes durchdringt, versehen ist, wobei der Ringkern selbst auf dieser Halteplatte mittels einer Vergußmasse gehalten ist.The holding device according to the invention accordingly consists of a support plate which is adapted to the diameter of the wound ring core and which is provided with a centering mandrel which penetrates the interior of the ring core, the ring core itself being held on this holding plate by means of a casting compound.

Die Lehre nach der Erfindung, die Trägerplatte dem Aussendurchmesser des bewickelten Ringkernes anzupassen, bedeutet zunächst, daß die Platte keinen kleineren Durchmesser haben soll, als der bewickelte Ringkern, um mechanische Beschädigungen an der Aussenseite der Wicklung zu vermeiden.The teaching according to the invention to adapt the carrier plate to the outer diameter of the wound toroid initially means that the plate should not have a smaller diameter than the wound toroid in order to avoid mechanical damage to the outside of the winding.

Sofern aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Trägerplatte selbst als Halterung für Anschlußmöglichkeiten wie Lötstifte, Lötfahnen oder dgl. verwendet werden soll, muß der Durchmesser dem Aussendurchmesser des Ringkerns derart angepaßt werden, daß ein entsprechend überstehender Rand verbleibt, in welchem gemäß der genannten Weiterbildung die Anschlußfahnen angebracht, z.B. eingespritzt sind oder aber in vorgesehene öffnungen eingesetzt werden können.If, however, according to an advantageous development of the inventive concept, the carrier plate itself is to be used as a holder for connection options such as soldering pins, soldering lugs or the like, the diameter must be adapted to the outside diameter of the toroidal core in such a way that a correspondingly projecting edge remains, in which according to the mentioned development the connection flags attached, e.g. are injected or can be used in the openings provided.

In jedem Fall kann der so mit einer Trägerplatte versehene bewickelte Ringkern unmittelbar über eine Öffnung im Zentrierdorn an den entsprechenden Geräten bzw. Schaltungsplatten befestigt, insbesondere verschraubt werden. Um den Arbeitsgang der Befestigung zu vereinfachen, empfiehlt es sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens in die Trägerplatte ein mit einem Gewinde versehenes Halteteil, vorzugsweise eine Sechskant-Mutter einzugießen, und zwar insbesondere in der Mitte der Trägerplatte, so daß unter Verwendung eines Schraubbolzens die Trägerplatte unmittelbar befestigt werden kann.In any case, the wound toroidal core provided with a carrier plate can be fastened, in particular screwed, directly to the corresponding devices or circuit boards via an opening in the centering mandrel. In order to simplify the fastening operation, it is advisable, according to another advantageous development of the inventive concept, to pour a threaded holding part, preferably a hexagon nut, into the carrier plate, in particular in the middle of the carrier plate, so that using a screw bolt the carrier plate can be attached immediately.

Um einen einwandfreien Sitz der Trägerplatte auf dem Geräteteil bzw. auf einer gedruckten Schaltung zu garantieren und insbesondere beim Befestigen der Trägerplatte auch einen Verdrehungsschutz-zu geben, weist diese, gemäß einer anderen Weiterbildung an ihren dem Ringkern abgewandten Aussenseite Abstützungen auf, und zwar vorzugsweise in Form kleiner Abstützfüße. Dabei können die Abstützungen selbstverständlich auch in Form von Radialstegen usw. ausgebildet sein, in welche ebenfalls Halteteile mit einem Haltegewinde, (einfache Sechskant-Muttern) eingebracht, z.B. eingegossen sein können.In order to guarantee a perfect fit of the carrier plate on the device part or on a printed circuit and, in particular when the carrier plate is fastened, also to provide protection against rotation, this has, according to another development, supports on its outer side facing away from the ring core, and preferably in Shape of small support feet. The supports can of course also be designed in the form of radial webs, etc., into which holding parts with a holding thread (simple hexagon nuts) are also introduced, e.g. can be cast in.

Weitere Merkmale einer Haltevorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit zwei Realisierungsmöglichkeiten, die in den anliegenden Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.Further features of a holding device according to the invention are explained below in connection with two implementation options, which are shown in the accompanying drawings.

In diesen Zeichnungen zeigen:

Fi_G.1 eine Aufrißschnittdarstellung der Haltevorrichtung nach der Erfindung,
Fi^g.2 eine Draufsicht auf die Haltevorrichtung nach Fig.1 bei abgenommenen Ringkern,
Fi^g.3 eine teilweise Schnittdarstellung einer Halteplatte für die Zwecke nach der Erfindung, und zwar für die Verwendung bei einer Print-Befestigung gemäß der Schnittlinie III-III aus Fig.4,
Fig.4 die zugehörige Draufsicht auf die Trägerplatte für die vorgenannte Realisierungsmöglichkeit,
Fig.5 eine Schnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Haltevorrichtung nach der Erfindung mit Befestigungsteilen zur Befestigung der Haltevorrichtung an einer Gehäusewandung und
Fig.6 eine Ansicht der Halteplatte von unten in Richtung entsprechend dem Pfeil VI in Fig.5.

In these drawings:

Fi _G .1 a Aufrißschnittdarstellung of the holding device according to the invention,
Fi ^g .2 is a plan view of the holding device according to Figure 1 with removed toroidal core,
Fi ^g .3 is a partial sectional view of a holding plate for the purposes of the invention, namely for use in a print fixing according to the section line III-III of Figure 4,
4 the associated top view of the carrier plate for the aforementioned implementation possibility,
5 shows a sectional view of a modified embodiment of a holding device according to the invention with fastening parts for fastening the holding device to a housing wall and
6 shows a view of the holding plate from below in the direction corresponding to arrow VI in FIG. 5.

In Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung nach der Erfindung mit einem darauf befestigten bewickelten Ringkern 1 im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. DieHaltevorrichtung besteht aus einer Trägerplatte 2, die im Bereich der Innenausnehmung des bewickelten Ringkernes 1 in einen Zentrierdorn übergeht, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Hohlzylinder ausgebildet ist.In Fig. 1, a holding device according to the invention with a wound toroidal core 1 attached thereon is shown in elevation in a sectional view. The holding device consists of a carrier plate 2 which, in the region of the inner recess of the wound toroidal core 1, merges into a centering mandrel which, as can be seen from the drawing, is designed as a hollow cylinder.

Auf dieser Einheit aus Trägerplatte 2 und Zentrierdorn 3 ist der bewickelte Ringkern 3 aufgelegt und mittels einer Vergußmasse 4 befestigt und gehalten.The wound toroidal core 3 is placed on this unit consisting of carrier plate 2 and centering mandrel 3 and is fastened and held by means of a casting compound 4.

In der Mitte weist die Trägerplatte 2 eine Bohrung 5 auf, die den Zugang für einen Schraubbolzen oder dergl. zu einer eingegossenen Sechskantmutter 6 ermöglicht. Damit kann die so ausgebildete Haltevorrichtung beispielsweise von unten mittels eines einfachen Schraubbolzens auf eine eben oder aber auch senkrecht verlaufende Trägerplatte geschraubt werden, ohne daß hierzu besondere Werkzeuge notwendig wären.In the middle, the carrier plate 2 has a bore 5, which allows access for a screw bolt or the like to a cast-in hexagon nut 6. In this way, the holding device designed in this way can, for example, from below by means of a simple screw bolt onto a plane or else perpendicular Carrier plate can be screwed without the need for special tools.

Um, insbesondere beim Anschrauben, ein Verdrehen der Trägerplatte 2 und damit des bewickelten Ringkernes 1 zu vermeiden und auch eine gute Auflage auf der TRägerplatte zu garantieren, sind auf der Unterseite der Trägerplatte 1 Abstützfüße 8 vorgesehen.In order, in particular when screwing on, to prevent the support plate 2 and thus the wound toroidal core 1 from rotating and also to guarantee a good support on the support plate, 1 support feet 8 are provided on the underside of the support plate.

Die Fig.2 zeigt in einer Draufsicht die Ausführung der Haltevorrichtung nach Fig. 1, wobei der bewickelte Ringkern 1 abgenommen ist. Aus der Fig.2 ist dabei zu ersehen, daß insgesamt 4 Abstützfüße vorgesehen sind.2 shows a top view of the design of the holding device according to FIG. 1, with the wound toroidal core 1 removed. From Figure 2 it can be seen that a total of 4 support feet are provided.

Die Fign. 3 und 4 zeigen in einer Aufrißschnittdarstel-lung (Fig. 3) und in einer Draufsicht (Fig. 4) eine andere Ausführungsform der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführunqsform sind nahe der Peripherie der Trägerplatte 2 Bohrungen 9 vorgesehen, in die bei Bedarf Lötstifte 10 eingesetzt werden können, an denen die Anschlußdrähte der Wicklung(en) des Ringkernes sowie die Verdrahtung mit weiteren Bauelementen oder Baugruppen erfolgen kann.The figures 3 and 4 show another embodiment of the holding device according to the invention in an elevation sectional view (FIG. 3) and in a top view (FIG. 4). In this embodiment, 2 holes 9 are provided near the periphery of the carrier plate, into which solder pins 10 can be inserted if necessary, on which the connecting wires of the winding (s) of the toroidal core and the wiring with further components or assemblies can be made.

Bei Verwendung einer Ausführungsform nach den Fig.3 u. 4 wird eine Trägerplatte 2 mit einem Durchmesser gewählt, der so groß ist, daß die ggf. eingesetzten Lötstifte außerhalb des Bereiches zu liegen kommen, der von einer bewickelten Ringkernspule eingenommen wird.When using an embodiment according to the Fig.3 u. 4, a carrier plate 2 is selected with a diameter which is so large that the soldering pins which may be used come to lie outside the area which is occupied by a wound toroidal coil.

Im übrigen ist der Aufbau der gesamten Haltevorrichtung analog zu einem Aufbau, wie er anhand der Fi^gn. 1 u. 2 erläutert wurdeOtherwise, the construction is the entire holding device similar to a structure as ^g n the basis of the Fi. 1 u. 2 has been explained

Für den auf dem Fachgebiet tätigen Fachmann ergibt sich, daß außer den bei der Eräuterung der Erfindung erwähnten Abwandlungen eine Reihe von weiteren Abwandlungen möglich sind. So ist es ohne erfinderisches Dazutun durchaus möglich, im Bereich der Stützfüße Haltefahnen oder auch Sechskant,Muttern, Schrauben mit ihren Köpfen oder derql. mit einzu^gießen, um die mit dem Ringkern bestückte Haltevorrichtung in einem Gerät, auf einer Leiterplatte oder dergl. befestigen zu können.It will be apparent to those skilled in the art that besides those in explaining the invention mentioned modifications a number of further modifications are possible. So it is quite possible without inventive intervention, in the area of the support feet holding flags or hexagon, nuts, screws with their heads or the like. with einzu ^g ow to be able to secure the fitted with the ring core supporting device in a device on a circuit board or the like..

In der Fig.5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Haltevorrichtung nach der Erfindung im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Bei dieser Realisierungsform ist auf der dem bewickelten Ringkern 1 zugewandten Seite der Trägerplatte 2 ein Ring 11 aus einem elastischen Material vorgesehen. Diese Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Trägerplatte relativ steif und die Oberfläche der Wicklungen auf dem Ringkern uneben sind, weil hierdurch ein gleichmäßiger Auflagedruck gegeben ist.5 shows a modified embodiment of the holding device according to the invention in elevation in a sectional view. In this embodiment, a ring 11 made of an elastic material is provided on the side of the carrier plate 2 facing the wound ring core 1. This measure is particularly advantageous when the carrier plate is relatively stiff and the surface of the windings on the toroidal core are uneven because this results in a uniform contact pressure.

In der Fig. 5 ist dann noch gezeigt, wie ein gemäß der Erfindung gehaltener Kern beispielsweise an einer Gehäusewand 15 befestigt, nämlich angeschraubt werden kann, und zwareinfach dadurch, daß in dieser Gehäusewand eine Bohrung 16 angebracht wird, durch die ein von oben durch den Zentrierdorn geführter Schraubbolzen 13 gesteckt wird, auf den von unten eine Haltemutter 14 aufgeschraubt wird.In Fig. 5 is then still shown how a core held according to the invention, for example, attached to a housing wall 15, namely screwed, simply by making a bore 16 in this housing wall through which a from above through the Centering mandrel guided bolt 13 is inserted, on which a retaining nut 14 is screwed from below.

Um ein relatives Verdrehen des auf die Halteplatte 2 aufgebrachten Ringkernes zur Gehäusewandung auch bei der Montage zu verhindern, sind bei dieser Ausführungsform in der Halteplatte 2 Aussparungen 12 bzw. 12' vorgesehen, die mit - in der Figur nicht dargestellten - Haltenasen oder Haltevorsprüngen an der Gehäusewandung in Eingriff gebracht werden.In order to prevent a relative rotation of the ring core applied to the holding plate 2 to the housing wall during assembly, in this embodiment 2 recesses 12 and 12 'are provided in the holding plate, which - with not shown in the figure - holding lugs or holding projections on the Housing walls are brought into engagement.

Eine Ansicht einer Halteplatte mit derartigen Aussparungen 12 bzw. 12' zeigt Fig.6, wobei die Ansicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5 gewählt ist.A view of a holding plate with such recesses 12 and 12 'is shown in FIG. 6, the view being selected in accordance with arrow VI in FIG. 5.

Die Trägerplatte mit dem Zentrierdorn wird vorzugsweise aus einem gießbaren Kunststoff, insbesondere mit einem mit Butadien und Acrylnitril modifiziertem Polystyrol, wie er beispielsweise unter dem Warenzeichen Terluran auf dem Markt ist, gefertigt. Dabei kann es sich insbesondere bei Ringkernen mit sehr großem Eisenkern empfehlen, Verstärkungseinlagen, beispielsweise in Form von Glas- oder Kohlefasern usw. mit einzupressen, um der Trägerülatte eine den jeweiligen Gegebenheiten und Betriebsbedingungen angepaßte Festigkeit zu geben. Eine Verstärkung empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn bei einem Einsatz auf Fahrzeugen usw. die Haltevorrichtung durch Stöße oder andere Einflüsse besonders beansprucht wird.The carrier plate with the centering mandrel is preferably made of a castable plastic, in particular with a polystyrene modified with butadiene and acrylonitrile, as is for example marketed under the trademark Terluran. It may be particularly advisable to press in reinforcing inserts, for example in the form of glass or carbon fibers, etc., in the case of toroidal cores with a very large iron core, in order to give the support plate a strength which is adapted to the particular circumstances and operating conditions. A reinforcement is recommended, for example, if the holding device is particularly stressed by shocks or other influences when used on vehicles, etc.

Claims

1. Holding device for toroidal cores provided with windings, characterized by a carrier plate (2) adapted to the outer diameter of the wound toroidal core (1) with a centering mandrel (3) formed in the interior of the core, preferably as a hollow cylinder, on which the cores by means of a casting compound (4th ) is held.

2. Holding device according to claim 1, characterized in that the carrier plate (2) is made of a sprayable plastic, preferably of a modified polystyrene, as it is sold for example under the trademark "Terluran".

3. Holding device according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the support plate (2) a holding thread having a holding part, preferably a hexagon nut (6) is cast.

4. Holding device according to claim 3, characterized in that the holding part is cast in the middle of the carrier plate (2).

5. Holding device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier plate (2) on its side facing away from the ring core (1) has supports (8).

6. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer edge of the carrier plate (2) openings (9) for receiving solder pins (10), connecting lugs or the like are provided.

7. Holding device according to claim 6, characterized in that the solder pins, solder lugs (10) are provided on a concentric ring near the outer edge.

8. Holding device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a ring (11) made of elastic material is provided on the ring core (1) facing side of the carrier plate (2).

9. Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that on the circumference of the carrier plate (2) at least one recess (12) is provided as a receptacle for a rotation lock.