EP0732708A2 - Magnetischer und/oder magnetissierbarer Wickelträger - Google Patents

Magnetischer und/oder magnetissierbarer Wickelträger Download PDF

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EP0732708A2
EP0732708A2 EP96103352A EP96103352A EP0732708A2 EP 0732708 A2 EP0732708 A2 EP 0732708A2 EP 96103352 A EP96103352 A EP 96103352A EP 96103352 A EP96103352 A EP 96103352A EP 0732708 A2 EP0732708 A2 EP 0732708A2
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EP
European Patent Office
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magnetic
winding
winding support
coil
core
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96103352A
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English (en)
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EP0732708A3 (de
Inventor
Mauricio Dipl.-Phys. Esguerra
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/045—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from powder

Definitions

  • the invention relates to a magnetic and / or magnetizable winding support for a coil, consisting of a bobbin and an open core made of a magnetic and / or magnetizable material.
  • the coil winding is wound on a plastic body, the coil body, and this is then pushed onto the core.
  • the coil thus produced is then cast in order to fix and protect the components. If a certain inductance value or a distribution of the magnetic external field is important for the application, this depends on an exact positioning of the winding with respect to the core. In the case of short coils, this geometrical influence even exceeds the influence which results from the fluctuations in the material permeability. The geometric fluctuations occur in practice due to mechanical tolerances in the manufacture of the core and bobbin, in the winding and in the assembly of the components.
  • the winding carrier advantageously consists at least partially of an FPC (ferrite-polymer composite).
  • the winding support can either consist entirely of one component, namely the FPC, or it can have at least two different components.
  • winding carrier is produced by means of the injection molding process.
  • FIG. 1 shows the sectional view of a winding carrier 1.
  • the winding support 1 is shaped so that it has two projections 2, 3 which enclose a chamber 4 in which the winding of the coil is applied.
  • the manufacture of the winding support 1 consists of a simultaneous manufacture of the core and the bobbin, preferably by means of the known injection molding process.
  • the winding support 1 is made of one component from, for example, FPC, but it can also consist of at least two consist of various components, all of which are either magnetic or magnetizable, of which at least one can also consist of an electrically insulating, non-magnetic material.
  • one of the projections 2 and 3 is made of non-magnetic material, since this projection belongs to the coil former. Actually, it should therefore be expected that the magnetic field distribution in the vicinity of a coil, which is made with the winding carrier according to the invention, is less favorable than with conventional, two-part winding carriers, since the formation of both projections with a magnetic or magnetizable material concentrates the magnetic field lines, and thus a weakening of the magnetic field, could be expected.
  • FIGS. 2 and 3 show the strength of the magnetic field Bz (T) in the case of a coil fitted around a metal cylinder.
  • FIG. 2 relates to a measuring radius r of 5 mm
  • FIG. 3 is based on a measuring radius r of 15 mm.
  • Curves A relate to a conventional spool with a winding applied to a spool and an open core
  • curves B relate to spools that are produced with a winding support according to the invention.
  • FIGS. 2 and 3 It can be seen from FIGS. 2 and 3 that, surprisingly, higher field strengths are achieved in the vicinity of the coil with a winding support according to the invention than with conventionally produced coils.
  • the magnetic field is to be used for energy transfers, e.g. in applications that are to be operated without a battery, such as immobilizers in motor vehicles.

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Abstract

Ein magnetischer und/oder magnetisierbarer Wickelträger (1) für eine Spule, der aus einem Spulenkörper und einem offenen Kern besteht ist einstückig ausgebildet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen magnetischen und/oder magnetisierbaren Wickelträger für eine Spule, bestehend aus einem Spulenkörper und einem offenen Kern aus einem magnetischen und/oder magnetisierbaren Werkstoff.
  • Bei Anwendungen mit offenen Kernen wird (wie auch bei geschlossenen Kernen) die Spulenwicklung auf einen Kunststoffkörper, den Spulenkörper, gewickelt und dieser dann auf den Kern geschoben. Anschließend wird die so hergestellte Spule zur Fixierung und Schutz der Komponenten vergossen. Kommt es bei der Anwendung auf die Einhaltung eines bestimmten Induktivitätswertes oder einer Verteilung des magnetischen Außenfeldes an, so ist dies von einer genauen Positionierung der Wicklung bezüglich des Kerns abhängig. Bei kurzen Spulen übersteigt dieser geometrische Einfluß sogar den Einfluß, der von den Schwankungen der Materialpermeabilität herrührt. Die geometrischen Schwankungen treten in der Praxis aufgrund von mechanischen Toleranzen in der Herstellung von Kern und Spulenkörper, bei der Bewicklung sowie bei der Montage der Komponenten auf.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen magnetischen und/oder magnetisierbaren Wickelträger anzugeben, bei dem die aufgezeigten Schwierigkeiten hinsichtlich der geometrischen Einflüsse weitestgehend beseitigt sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Wickelträger Spulenkörper und Kern einstückig ausgebildet sind.
  • Damit wird der Vorteil erzielt, daß die Spulenwicklung in definierter Weise in Bezug auf den Kern positioniert werden kann.
  • Vorteilhafterweise besteht der Wickelträger zumindest teilweise aus einem FPC (Ferrit-Polymer-Composite). Hierbei kann der Wickelträger entweder ganz aus einer Komponente, nämlich dem FPC, bestehen oder er kann mindestens zwei unterschiedliche Komponenten aufweisen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Wickelträger mittels des Spritzgußverfahrens hergestellt ist.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In der dazu gehörenden Zeichnung zeigen
    • Figur 1
    ein Schnittbild des Wickelträgers,
    Figuren 2 und 3
    den Verlauf der magnetischen Feldstärke von Spulen mit dem Wickelträger nach der Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Spulen, die einen geteilten Wickelträger besitzen.
  • In der Figur 1 ist das Schnittbild eines Wickelträgers 1 dargestellt. Der Wickelträger 1 ist dabei so geformt, daß er zwei Vorsprünge 2, 3 aufweist, die eine Kammer 4 einschließen, in der die Wicklung der Spule aufgebracht wird. Durch die Ausbildung des Wickelträgers 1 mit in den Kern integrierter Spule, kann die Wicklung direkt aufgebracht werden, so daß der Einfluß der mechanischen Toleranzen der separaten Komponenten auf die Konstanz der magnetischen Funktionen entfällt. Die Fertigung des Wickelträgers 1 besteht aus einer gleichzeitigen Fertigung von Kern- und Spulenkörper, vorzugsweise mittels des bekannten Spritzgußverfahrens.
  • Vorteilhafterweise ist der Wickelträger 1 einkomponentig aus z.B. FPC ausgebildet, er kann aber auch aus zumindest zwei verschiedenen Komponenten bestehen, die entweder alle magnetisch bzw. magnetisierbar sind, von denen mindestens eine aber auch aus einem elektrisch isolierendem, nicht magnetischem Material bestehen kann.
  • Bei herkömmlichen, zweistückigen Wickelträgern ist einer der Vorsprünge 2 bzw. 3 aus nichtmagnetischem Material, da dieser Vorsprung zum Spulenkörper gehört. Eigentlich sollte deshalb erwartet werden, daß die magnetische Feldverteilung im Umkreis einer Spule, die mit dem Wickelträger nach der Erfindung hergestellt ist, ungünstiger ist, als bei herkömmlichen, zweistückigen Wickelträgern, da durch die Ausbildung beider Vorsprünge mit magnetischem bzw. magnetisierbarem Werkstoff eine Konzentrierung der magnetischen Feldlinien, und damit eine Abschwächung des Magnetfeldes, erwartet werden könnte.
  • Überraschenderweise hat sich aber herausgestellt, daß mit dem einstückigen Wickelträger nach der Erfindung die Feldstärkenverteilung in der Umgebung günstiger als bei herkömmlichen Wickelträgern ist.
  • In den Figuren 2 und 3 ist die Stärke des Magnetfeldes Bz(T) für den Fall einer um einen Metallzylinder angebrachten Spule dargestellt. Die Figur 2 bezieht sich dabei auf einen Meßradius r von 5 mm, während der Figur 3 ein Meßradius r von 15 mm zugrundeliegt. Die Kurven A beziehen sich dabei auf eine herkömmliche Spule mit auf einen Spulenkörper aufgebrachter Wicklung und offenem Kern, während sich die Kurven B auf Spulen beziehen, die mit einem Wickelträger nach der Erfindung hergestellt sind.
  • Den Figuren 2 und 3 ist zu entnehmen, daß überraschenderweise in der Umgebung der Spule mit einem Wickelträger nach der Erfindung höhere Feldstärken erreicht werden als bei herkömmlich hergestellten Spulen.
  • Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn mit Hilfe des Magnetfeldes Energieübertragungen vorgenommen werden sollen, z.B. bei Anwendungen, die ohne Batterie betrieben werden sollen, wie Wegfahrsperren in Kraftfahrzeugen.

Claims (5)

  1. Magnetischer und/oder magnetisierbarer Wickelträger für eine Spule, bestehend aus einem Spulenkörper und einem offenen Kern aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff,
    dadurch gekennzeichnet, daß Spulenkörper und Kern einstückig ausgebildet sind.
  2. Magnetischer Wickelträger nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelträger (1) zumindest teilweise aus einem FPC (Ferrit-Polymer-Composite) besteht.
  3. Magnetischer Wickelträger nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelträger (1) aus einer Komponente besteht.
  4. Magnetischer Wickelträger nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelträger (1) aus zumindest zwei unterschiedlichen Komponenten besteht.
  5. Magnetischer Wickelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß er mittels Spritzguß hergestellt ist.
EP96103352A 1995-03-15 1996-03-04 Magnetischer und/oder magnetissierbarer Wickelträger Withdrawn EP0732708A3 (de)

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DE19509264 1995-03-15
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EP0732708A3 EP0732708A3 (de) 1996-09-25

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JP (1) JPH08264315A (de)
KR (1) KR960035676A (de)
AU (1) AU4810096A (de)
CA (1) CA2171700A1 (de)
DE (1) DE19509264A1 (de)

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KR960035676A (ko) 1996-10-24
CA2171700A1 (en) 1996-09-16
JPH08264315A (ja) 1996-10-11
DE19509264A1 (de) 1996-09-19
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