EP0769792B1 - Spulenanordnung und Verfahren zur Kontaktierung dieser auf einem Trägerkörper - Google Patents

Spulenanordnung und Verfahren zur Kontaktierung dieser auf einem Trägerkörper Download PDF

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EP0769792B1
EP0769792B1 EP96107463A EP96107463A EP0769792B1 EP 0769792 B1 EP0769792 B1 EP 0769792B1 EP 96107463 A EP96107463 A EP 96107463A EP 96107463 A EP96107463 A EP 96107463A EP 0769792 B1 EP0769792 B1 EP 0769792B1
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contact
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Sabine Vorberg
Markus Keutz
Andreas Wilhelm
Frank Weiand
Christian Beckhaus
Thomas Vorberg
Peter Schmidt
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads

Definitions

  • the invention relates to a coil arrangement with a winding body on which the coil winding is attached and a method for contacting this on a carrier body.
  • Coils are used in a large number of measuring mechanisms to generate a magnetic field utilized. This requires that the coil winding be continuous Current signals or current pulses are supplied. For this purpose the winding ends of the coil with live electrical leads connected. In most cases, one end of the winding comes with the electrical one Lead soldered or glued.
  • the coil winding is wound on a winding body.
  • the wire ends are soldered to separate contact pins. This The contact pin is soldered to the electrical leads. For every Coil arrangement therefore requires several operations.
  • a coil arrangement is known, with a winding body, on which the coil winding is attached, with the winding body two contact feet are arranged and one end on each contact foot the coil winding is attached.
  • the contact feet are designed such that they are connected to a circuit board in push-through assembly can.
  • the object of the invention is to provide a coil arrangement specify the generic features of claim 1, which also at surface mounting leads to a safe and durable contact. This object is achieved in that at least one contact foot is fork-shaped is designed.
  • the fork-shaped contact foot advantageously has one on the coil former facing recess.
  • the recess enables the accumulation of even more contact paste during the contacting process, which is due to the wide contact area for an even safer and more durable contact leads.
  • the contact foot advantageously has a recess or elevation Take up the winding end. This recess is between the winding body and the recess arranged. Below the fork-shaped contact foot a guide for the winding of the respective winding end is provided.
  • each winding end has at least one turn looped a contact foot.
  • a multilayer wrap around each contact foot leads to a reliable fastening of the respective winding end on the contact foot.
  • Such a cleverly designed winding body with two molded contact feet carries the coil winding and ensures a secure fixation of the wire ends on the contact feet.
  • the wire ends themselves are made with the electrical ones Supply lines directly connected.
  • the contact foot parallel or perpendicular to the coil winding at one end of the winding body is arranged.
  • the distances between the two contact feet make sense chosen so that they correspond to the distance of the interconnects of the circuit board.
  • the coil arrangement according to the invention enables simple contacting on a support body provided with electrical leads, in which the windings of one winding end of the coil winding fastened to the contact foot are arranged close enough to the supply line and by means of a suitable connection method, e.g. B. with the help of an electrically conductive Contact paste can be contacted with electrical leads.
  • a mechanical contact between the winding end of the coil winding and the supply line is desirable but not absolutely necessary.
  • a small gap between the winding and the lead can be soldered with Capillary action or welding can be easily overcome with contact pressure.
  • the contacting can be done using methods such. B. thermocompression welding, Soldering with a solder paste, melting with infrared radiation, Laser or thermode or conductive adhesive.
  • the carrier body is a printed circuit board, an automatic reflow soldering or melting process for contacting.
  • the circuit board is preferred a flexible conductor foil or a composite conductor system.
  • the coil arrangement consists of a winding body 24 with a coil winding 22.
  • This winding body 24 has two electrically insulating contact feet 25a and 25b on a plane at one end of the bobbin 24 are attached parallel to the winding 22.
  • the contact feet 25a and 25b have an identical structure. They are so fork-shaped that they have a recess in the opposite direction to the winding body 24 34a, 34b, which is open to the interconnect of the circuit board 27.
  • the contact feet 25a and 25b each have a recess 32a and 32b for fixing the turns 28a and 30a on the respective contact foot.
  • a first end 28 of the coil winding 22 is produced multiple times wrapped around the first contact foot 25a so that the turns 28a after the Assembly on the circuit board touch the interconnect 26.
  • the winding body 24 After the first contact foot 25a has been wrapped around, the winding body 24 also becomes the coil winding 22 provided. Then the second contact foot 25b in the same way as the first contact foot 25a with the second Coil end 30 wrapped.
  • the contact feet 25a and 25b on the printed circuit board 27 attached and are electrically connected to the interconnect 26, 26a of the printed circuit board 27 connected.
  • the turns 28a touch the interconnect 26 and the Turns 30a the interconnect 26a.
  • the fork-shaped design allows contact paste to accumulate, in the present case solder paste and thus ensures reliable contacting the interconnects with the winding ends.
  • the contacting can also done by conductive gluing.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung mit einem Wickelkörper, auf welchem die Spulenwicklung angebracht ist sowie ein Verfahren zur Kontaktierung dieser auf einem Trägerkörper.
Spulen werden in einer Vielzahl von Meßwerken zur Erzeugung eines Magnetfeldes genutzt. Dazu ist es notwendig, daß der Spulenwicklung kontinuierliche Stromsignale oder Stromimpulse zugeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Wicklungsenden der Spule mit stromführenden elektrischen Zuleitungen verbunden. In den meisten Fällen wird ein Wicklungsende mit der elektrischen Zuleitung verlötet oder verklebt.
Bei heutigen Meßwerken wird die Spulenwicklung auf einen Wickelkörper aufgewickelt. Die Drahtenden werden an separaten Kontaktstiften verlötet. Dieser Kontaktstift wiederum wird mit den elektrischen Zuleitungen verlötet. Für jede Spulenanordnung sind somit mehrere Arbeitsgänge notwendig.
Aus der DE-A 18 12 189 ist eine Spulenanordnung bekannt, mit einem Wickelkörper, auf welchem die Spulenwicklung angebracht ist, wobei am Wickelkörper zwei Kontakffüße angeordnet sind und an jedem Kontakffuß jeweils ein Ende der Spulenwicklung befestigt ist. Hierbei sind die Kontakffüße derart ausgestaltet, daß sie in Durchsteckmontage mit einer Leiterplatte verbunden werden können. Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Spulenordnung mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1 anzugeben, die auch bei einer Oberflächenmontage zu einer sicheren und haltbaren Kontaktierung führt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Kontakffuß gabelförmig ausgestaltet ist.
Vorteilhafterweise weist der gabelförmige Kontaktfuß eine dem Spulenkörper abgewandte Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ermöglicht die Ansammlung von noch mehr Kontaktpaste beim Kontaktierungsvorgang, was aufgrund der breiten Kontaktfläche zu einer noch sichereren und haltbareren Kontaktierung führt.
Vorteilhafterweise weist der Kontakffuß eine Aussparung oder Erhebung zur Aufnahme des Wicklungsendes auf. Diese Aussparung ist zwischen Wickelkörper und der Ausnehmung angeordnet. Unterhalb des gabelförmigen Kontaktfusses ist eine Führung für die Wicklung des jeweiligen Wicklungsendes vorgesehen.
In einer Ausführung ist jedes Wicklungsende mit mindestens einer Windung um einen Kontakffuß geschlungen. Eine mehrlagige Umschlingung jedes Kontaktfusses führt zu einer zuverlässigen Befestigung des jeweiligen Wicklungsendes am Kontaktfuß.
Ein solcher geschickt gestalteter Wickelkörper mit zwei angespritzten Kontaktfüssen trägt die Spulenwicklung und sorgt für eine sichere Fixierung der Drahtenden an den Kontaktfüssen. Die Drahtenden selbst werden mit den elektrischen Zuleitungen direkt verbunden.
Zur Kontaktierung auf einer ebenen Leiterplatte ist es sinnvoll, daß der Kontakffuß parallel oder senkrecht zur Spulenwicklung an einem Ende des Wickelkörpers angeordnet ist.
Dabei werden die Abstände der beiden Kontaktfüße voneinander sinnvollerweise so gewählt, daß sie dem Abstand der Leitbahnen der Leiterplatte entsprechen.
Die erfindungsgemäße Spulenanordnung ermöglicht eine einfache Kontaktierung auf einem mit elektrischen Zuleitungen versehenen Trägerkörper, in dem die am Kontakffuß befestigten Wicklungen eines Wicklungsendes der Spulenwicklung dicht genug an der Zuleitung angeordnet sind und mittels eines geeigneten Verbindungsverfahrens, z. B. mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Kontaktpaste mit elektrischen Zuleitungen kontaktiert werden.
Ein mechanischer Kontakt zwischen Wicklungsende der Spulenwicklung und der Zuleitung ist wünschenswert aber nicht zwingend notwendig.
Ein kleiner Spalt zwischen Wicklung und Zuleitung kann durch Löten mit Kapillarwirkung bzw. Schweißen mit Anpreßkraft leicht überwunden werden.
Die Kontaktierung kann dabei mittels Verfahren wie z. B. Thermokompressionsschweißen, Löten mit einer Lötpaste, Aufschmelzen mittels Infrarotstrahlung, Laser oder Thermode oder Leitkleben erfolgen.
Ist der Trägerkörper eine Leiterplatte, bietet sich ein automatisches Reflowlöt- oder Aufschmelzverfahren zur Kontaktierung an. Die Leiterplatte ist dabei vorzugsweise eine flexible Leiterfolie oder ein Verbundleitersystem.
Die Erfindung ermöglicht zahlreiche Ausführungsformen. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.
Sie zeigt die Kontaktierung der erfindungsgemäßen Spulenanordnung auf einer Leiterplatte 27, wie es in Meßwerken für Anzeigesysteme in Kraftfahrzeugen genutzt wird.
Die Spulenanordnung besteht aus einem Wickelkörper 24 mit einer Spulenwicklung 22. Dieser Wickelkörper 24 weist zwei elektrisch isolierende Kontaktfüße 25a und 25b auf, die in einer Ebene an einem Ende des Wickelkörpers 24 parallel zur Wicklung 22 befestigt sind. Die Kontaktfüße 25a und 25b weisen dabei einen identischen Aufbau auf. Sie sind so gabelförmig gestaltet, daß sie in der zum Wickelkörper 24 entgegengesetzten Richtung eine Ausnehmung 34a, 34b haben, die zur Leitbahn der Leiterplatte 27 offen ist.
Unterhalb des gabelförmigen Kontaktfusses ist eine Führung in Form einer Nut für die um den Kontaktfuß geführten Windungen 28a, 30a des Wicklungsendes 28, 30 vorgesehen. In Richtung der Erregerwicklung zwischen Wickelkörper 24 und der Ausnehmung 34a, 34b weisen die Kontaktfüße 25a und 25b jeweils eine Aussparung 32a bzw. 32b zur Fixierung der Windungen 28a und 30a am jeweiligen Kontakffuß auf.
Herstellungsmäßig wird ein erstes Ende 28 der Spulenwicklung 22 mehrfach um den ersten Kontakffuß 25a gewickelt, so daß die Windungen 28a nach der Montage auf die Leiterplatte die Leitbahn 26 berühren.
Nach Umwicklung des ersten Kontaktfusses 25a wird der Wickelkörper 24 mit der Spulenwicklung 22 versehen. Danach wird der zweite Kontaktfuß 25b in der gleichen Art und Weise wie der erste Kontakffuß 25a mit dem zweiten Spulenende 30 umwickelt.
Zur Kontaktierung werden die Kontaktfüße 25a und 25b auf der Leiterplatte 27 aufgesetzt und sind elektrisch mit der Leitbahn 26, 26a der Leiterplatte 27 verbunden. Die Windungen 28a berühren dabei die Leitbahn 26 und die Windungen 30a die Leitbahn 26a.
Die Kontaktierung der Windungen 28a und 30a der beiden Spulenenden 28 bzw. 30 erfolgt über eine Lötverbindung 31.
Die gabelförmige Ausführung ermöglicht die Ansammlung von Kontaktpaste, im vorliegenden Fall Lötpaste und gewährleistet somit eine zuverlässige Kontaktierung der Leitbahnen mit den Wicklungsenden.
Neben einem automatischen Lötvorgang kann die Kontaktierung aber auch durch Leitkleben erfolgen.

Claims (15)

  1. Spulenanordnung mit einem Wickelkörper (24), auf welchem die Spulenwicklung angebracht ist, wobei am Wickelkörper (24) zwei Kontakffüße (25a, 25b) angeordnet sind und an jedem Kontaktfuß (25a, 25b) jeweils ein Ende (28, 30) der Spulenwicklung (22) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kontakffuß (25a, 25b) gabelförmig gestaltet ist.
  2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakffuß (25a, 25b) eine dem Wickelkörper abgewandte Ausnehmung (34a, 34b) aufweist.
  3. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakffuß (25a, 25b) eine Erhebung zur Aufnahme und Fixierung des Wicklungsendes (28, 30) aufweist.
  4. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakffuß (25a, 25b) eine Aussparung zur Aufnahme und Fixierung des Wicklungsendes (28, 30) aufweist.
  5. Spulenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (32a, 32b) zwischen Wickelkörper (24) und der Ausnehmung (34a, 34b) angeordnet ist.
  6. Spulenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des gabelförmigen Kontaktfusses (25a, 25b) eine Führung für die Windungen (28a, 30a) des jeweiligen Wicklungsendes (28, 30) vorgesehen ist.
  7. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wicklungsende (28, 30) mit mindestens einer Windung (28a, 30a) um einen Kontakffuß (25a, 25b) geschlungen ist.
  8. Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakffuß (25a, 25b) parallel oder senkrecht zur Spulenwicklung (22) an einem Ende des Wickelkörpers 24 angeordnet ist.
  9. Verfahren zur Kontaktierung der Spulenanordnung nach Anspruch 1 auf einem mit elektrischen Zuleitungen versehenen Trägerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kontakffuß (25a, 25b) befestigten Windungen (28a, 30a) eines Wicklungsendes (28, 30) der Spulenwicklung (22) direkt oder durch Bildung eines Spaltes an einer Zuleitung (26, 26a) des Trägerkörpers (27) angeordnet sind und mittels einer elektrisch leitfähigen Kontaktpaste (31) mit der elektrischen Zuleitung (26, 26a) kontaktiert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung mittels Leitklebung erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung mittels Löten erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung mittels Schweißen erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper eine Leiterplatte (27) ist, deren Leitbahnen (26, 26a) je mit dem Wicklungsende (28, 30) eines Kontaktfusses (25a, 25b) elektrisch kontaktiert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakffuß (25a, 25b) auf der Leiterplatte (27) gelötet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (27) eine flexible Leiterfolie oder ein Verbundleitersystem ist.
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