EP1315184A1 - Induktives Bauelement - Google Patents

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Publication number
EP1315184A1
EP1315184A1 EP02026016A EP02026016A EP1315184A1 EP 1315184 A1 EP1315184 A1 EP 1315184A1 EP 02026016 A EP02026016 A EP 02026016A EP 02026016 A EP02026016 A EP 02026016A EP 1315184 A1 EP1315184 A1 EP 1315184A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clip
snap
circuit board
bracket
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02026016A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schiffel
Egon Heringer
Eva Steiner
Josef Sedlmeier
Wolfgang Ellhardt
Thomas Mielke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of EP1315184A1 publication Critical patent/EP1315184A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

Definitions

  • the invention relates to an inductive component, especially one whose magnetic core consists of partial cores is composed, which with a encompassing the partial cores Brackets are fixed.
  • page 255 and 283 is a magnetic core consisting of two partial cores known, the partial cores with the help of a one-piece bracket are fixed, which encompasses both partial cores and in recesses engages on a partial core. It is from this data book also known from page 255, these partial cores for planar transformers to use, the sub-cores through a circuit board are plugged on the planar windings for the inductive Component are provided.
  • the bracket applies through recesses in the circuit board to the two To enclose partial cores and in recesses of a partial core lock.
  • brackets fixed partial cores A disadvantage of the known components with brackets fixed partial cores is that for each component own bracket or brackets are required, whose Dimensions are specially adapted to the component.
  • the Gluing partial cores on the other hand, is complex and requires high precision in the formation of the glue point, as this the magnetic properties of the component at not exact adjustment can undesirably affect.
  • the object of the present invention is therefore a specify inductive component with a multi-part core, which fixes in a simple, safe and cost-saving manner can be.
  • the invention also proposes for fixing the partial cores to use a bracket around the partial cores, that can snap into a counterpart.
  • This counterpart can on one of the partial cores, the coil former for the component or be arranged on the carrier, on or on the component is fixed.
  • the clip and counterpart are for snapping into place corresponding latching means and latching pockets.
  • the locking means or locking pockets are on the bracket or on the counterpart the locking means or locking pockets several times in different Height provided so that it snaps into place at least two different positions is possible.
  • the multiple snap-in positions are preferably on the Bracket provided, so a bracket for different Cores or in particular for components of different heights can be used. This simplifies stockpiling with a user of magnetic cores different heights. It also saves additional Cost of additional tools for manufacturing and handling of the brackets and thus reduces production and processing costs of the inductive component according to the invention.
  • Different snap positions can also on Coil formers are provided so that with a bracket and the at least two snap-in positions on the bobbin different sub-cores can be plugged on.
  • the different Locking positions can be provided for both brackets.
  • Two snap positions can also be on a partial core be provided so that this partial core with one and the same Bracket optionally with different second partial cores of particular height can be combined.
  • both partial cores are used a single bracket against each other and / or against one Coil body or a carrier, in particular one PCB fixed.
  • the clip is preferably formed in two parts, a first half of the clip engaging and a second Half of the clip has matching snap-in pockets.
  • the snap-in pockets are larger Number provided as the locking means so that the two-part bracket at least two snap-in positions allows. These snap positions differ by different height and thus allow the fixing of Partial cores with at least two different heights. On in this way it is possible for different cores or for cores of different heights and the same bracket for To use fixation.
  • Snap means and snap pockets on the clip and on Counterpart are coordinated and can in be formed in different ways.
  • the locking means can, for example, as snap-in lugs or snap-in clips be formed, while the snap-in pockets preferably as Recesses are formed.
  • the clip or the clip halves are simple preferably by stamping and bending from a steel sheet educated. You can use one yoke and two each Have legs, with locking means and locking pockets the corresponding legs are arranged. Preferably are either on the bracket or on one bracket half Locking means or pockets are provided. It is possible however, also snap means and snap pockets on the two To combine legs of one and the same bracket.
  • the clip in the preferred embodiment of the clip as a U-shaped
  • the parts can be clamped with a yoke and two legs be independently designed so that a safe and resilient fixation of the partial cores is possible.
  • Leg and / or yoke at least one bracket or Half of the bracket should be designed as a spring clip.
  • the bracket or bracket half preferably made of spring steel, where at least one made of leg or yoke a resilient and in particular concave and pointing towards the partial core Section trains.
  • the ends are the leg of a clip or clip half for training bent by locking clips.
  • the snap pockets are preferred as mutually parallel incisions in the legs the second half of the bracket.
  • the Incisions still have a locking lug, so that the locking Bracket of the first half of the bracket against a side Slipping are fixed in the second half of the bracket.
  • the snap-in pockets as recesses train that already on the basis of suitable dimensions a secure hold of the locking means against a side Allow the clip halves to slide against each other.
  • bracket or the clip halves still further means for fixing the Partial cores can be provided to prevent slipping. That's the way it is possible, in the case of a bracket or bracket half, the legs to widen laterally and on the side edge in each case bend towards each other to bend between them Ends to fix the partial cores. It is also possible that Leg of the clip or at least one half of the clip a distance, e.g. to provide a beading that can also serve to fix the partial cores.
  • a component according to the invention has particular advantages if the core is designed as an ELP core (e-low-profile core).
  • ELP core e-low-profile core
  • Such cores are preferably on printed circuit boards inside printed circuits, whereby due to their low height can be used particularly advantageously.
  • On the component can, for example, by the circuit board Glued to be attached.
  • Arrange component in a recess on a circuit board can also be done by Gluing done. It is also possible to use the fixation Make the electrical connections, if that Component with a coil former and a winding Is provided.
  • Another option is one in particular designed as an E core of a component according to the invention through openings in the circuit board.
  • a number of openings are preferably provided for this purpose, which correspond to the number of magnetic legs of the core.
  • the circuit board is advantageous between fixed to the two core halves. The two partial cores will in this way safely from both sides of the circuit board this attached.
  • the clip or the legs of the clip reach through the circuit board, being for the legs either the bracket or the bracket halves Recesses are provided, or the recesses for the Partial cores have corresponding shapes that are used for Inclusion of the bracket in a manner that is appropriate the component slips sideways on the circuit board prevent.
  • a functional component according to the invention has at least one winding. This can also, for example be applied to a bobbin before assembly of the partial cores on the central slug of the magnetic Kerns is plugged on. It is also possible to use the winding as To provide planar winding, which is then on the circuit board can be applied that in the middle of the winding Hole for receiving or pushing through the central slug of the Core or a partial core is provided.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an inventive inductive component in schematic cross section.
  • the magnetic core consists of two partial cores TK1 and TK2, the are E-shaped in cross-section here.
  • the magnetic core can be a pure E-core or a Shell or partial shell core, for example an EP core.
  • the two partial cores TK1, TK2 are bracketed includes which consists of two interlocked Clip halves KH1 and KH2 exist.
  • the bracket halves KH are U-shaped in cross-section.
  • the first Half of the bracket KH1 has locking means at the end of its legs EM on, the second half of the bracket KH2 the corresponding Snap-in pockets ET.
  • Figure 1b shows another component in which the same Clip in a second of several snap-in positions is shown. This creates space for one from the Partial cores TK1 and TK2 existing magnetic core of the Height h2, which is less than the height h1.
  • Figure 2a shows a perspective schematic representation an embodiment of the first bracket half KH1, which in Component according to Figure 1 is used. This is preferably stamped from a steel sheet and bent. A is preferably used for the first half of the bracket stainless spring steel used.
  • the upper one as a yoke KJ designated part of the first half of the bracket can be compared to the Thighs KS of the same bracket half can be widened as it is shown for example in Figure 2a. This is for better fixation of the partial cores between the clamp halves KH1, KH2.
  • the legs KS of the bracket half KH1 are here bent outwards, creating a bracket that the Snap means EM forms.
  • the yoke KJ can have a resilient and in addition e.g.
  • FIG. 2b shows another in a schematic cross section Execution of the first bracket half KH1, which is designed for this is, slipping of the partial cores TK along the X axis prevent.
  • the legs of the bracket half KH1 springy and e.g. concave sections KA on the inside are arched towards the partial core. Between those under pressure The resiliently deformable concave sections KA can corresponding partial core TK can be fixed.
  • Figure 3 shows a simple embodiment of a second Half of the bracket KH2 in perspective.
  • the Half of the bracket KH2 is also preferably made of one stainless spring steel.
  • the snap pockets have a Width c, which is chosen slightly larger than the width b the locking means of the first half of the bracket KH1.
  • the Snap-in pockets ET1, ET2 are in the legs arranged one above the other and parallel to each other and allow the first half of the bracket KH1 to snap into place their EM locking devices in two different ways Locking positions.
  • the bracket (half) KH2 shown in FIG. 3 is also for suitable embodiments of the invention, in which the Counterpart with the associated locking means, in particular Not a second half of the clip, but the Coil body, a carrier or one of the partial cores.
  • On Component with snap-in lugs EN on the spool SP is for Example shown in Figure 11. Will be one or both the clip bracket KB shown there by a Brackets (half) KH2 replaced, you get an inventive Component in which the bobbin SP with and same bracket KH2 as in Figure 3 (or Figure 5 or Figure 6) with different sub-cores TK of different heights can be combined.
  • FIG. 4 shows schematically and in sections a further Design of a second bracket half KH2.
  • the leg of the clip half has two snap-in pockets ET1, ET2 on that as parallel cuts of the width c are formed.
  • Each is preferably a snap-in pocket ET serving incision towards the open end with a protruding nose N, which is a lateral Slipping of a locked EM locking device to the open Prevents end of the incision.
  • FIG. 5 shows a detail in a schematic representation another version of a bracket half KH2, which is also in Component according to Figure 11 can be used. It points the leg KS has two lateral sections SA, the ends of which AE are angled towards the partial core. With the help of this angled ends AE is a fixation of the partial cores against slipping along the axis a possible.
  • the Snap-in pockets ET1, ET2 are only schematically shown here Recesses indicated, but can also as in Figure 4 be formed as incisions.
  • Figure 6 shows another in perspective Execution of the second bracket half KH2, which is also in the Component according to Figure 11 in place of the clamp bracket KB can be used.
  • This version instructs widened yoke KJ, which at the lateral ends ends AE bent upwards. This too angled ends AE can be used for lateral fixation serve a slipping of the partial cores along the axis a.
  • Figure 7 shows a further embodiment of the second bracket half KH2 in schematic cross section.
  • This preferably has in the lower end of the legs Bracket half KH2 each have a spacer like in particular a bead SK, which is also used for fixation the sub-cores TK against slipping along an axis x can serve.
  • This version can also be used in the component Figure 11 or a similar device in place of Clamp bracket KB can be used.
  • FIG. 8 shows one possibility of a component according to the invention to be mounted on a PCB.
  • the Printed circuit board recesses AN1 to AN3 through which the legs of a first partial core TK1 are inserted can.
  • the second partial core TK2 which is also designed as an e-core or just a Yoke includes (as shown in Figure 8), attached and with With the help of two clamp halves KH1, KH2 on the circuit board fixed.
  • There are extra ANK recesses for the clip halves provided in the circuit board so that the clip halves the Partial cores TK1 and TK2 against each other as well as against Fix PCB PCB.
  • bracket half KH2 can the invention also on appropriately trained locking lugs or other locking means on the carrier, here on the Snap in the PCB LP (not shown in the figure).
  • the two snap pockets on each leg of the clip half KH2 then enable different sizes to be attached Partial cores TK directly on the circuit board.
  • FIG. 9 shows a further possible embodiment of the Recesses AN1, AN2, AN3 in the PCB LP.
  • the bracket half KH1 or KH2 Recess provided. Rather, they point to the two recesses provided outer leg of the partial core TK1 AN1 and AN3 widening that the width of the Legs of the corresponding penetrating half of the bracket are adjusted.
  • Figure 10 shows another way of attaching a inductive component on a circuit board LP.
  • the recess AN has a circumference corresponding base area of the inductive component which enables easy insertion of the component, but form-fitting enough to ensure a safe To ensure the component holds against slipping sideways.
  • the recess AN can accordingly be expanded.
  • This embodiment enables one magnetic core with a bobbin (not shown) to use which, for example, over the central slug of the partial core TK1 is inserted and thus between the two Partial cores TK1, TK2 and the two clamp halves KH1 and KH2 is fixed.
  • the component can be inside the recess AN additionally be fixed to the circuit board LP, for example by gluing or by the appropriate (Not shown) lead wires for winding on Bobbins.
  • the brackets can have other geometric shapes, in particular the latching means EM can also be designed differently be, for example as snap-in lugs.
  • the sub-cores TK1 and TK2 can be symmetrical to each other or how for example shown in Figure 9 may be different.
  • the bracket halves KH1 and KH2 can have a uniform width have or can have widenings, such as for example shown in Figures 2, 5 and 6.
  • the Material thickness for the clip halves can be chosen arbitrarily be, however, 0.3 mm are usually rustproof Spring steel sufficient.
  • the remaining dimensions, for example along the axis x or the component height h are chosen according to the magnetic core used.
  • the second half of the bracket KH2 was only for the sake of simplicity shown with two snap-in pockets ET per leg, can still have a larger number of snap-in pockets have a corresponding variety of snap options to offer for different heights h.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

Ein erfindungsgemäßes induktives Bauelement weist einen magnetischen Kern auf, der beispielsweise aus zwei Teilkernen TK zusammengesetzt ist. Eine Klammer umgreift die Teilkerne, wobei die Klammer in zumindest zwei Position einrasten kann und dazu zumindest zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Einrastmöglichkeiten aufweist. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere eines, dessen magnetischer Kern aus Teilkernen zusammengesetzt ist, die mit einer die Teilkerne umgreifenden Klammer fixiert sind.
Aus dem Datenbuch 1999 der Epcos AG ist beispielsweise ein RM-Kern bekannt, der zwei zu einander symmetrische Kernhälften aufweist. Die Kernhälften sind auf einen Spulenkörper gesteckt und werden mit Hilfe zweier Klammern fixiert, die in Ausnehmungen an den Kernhälften eingreifen. Aus dem selben Datenbuch ist auch auf Seite 337 ein P-Kern bekannt, dessen beide Teilkerne mit Hilfe einer einteiligen Klammer mit einem Träger verbunden werden. Aus dem gleichen Datenbuch auf Seite 425 ist auch ein aus zwei Teilkernen bestehender E-Kern bekannt, dessen Teilkerne in einen Spulenkörper eingesteckt werden. Die Teilkerne sind mit Hilfe zweier Klammern am Spulenkörper befestigt, wobei die Klammern am Spulenkörper einrasten können.
Aus dem Datenbuch der Firma Ferroxcube 2000, Seite 255 und 283 ist ein aus zwei Teilkernen bestehender magnetischer Kern bekannt, dessen Teilkerne mit Hilfe eines einteiligen Bügels fixiert sind, der beide Teilkerne umgreift und in Ausnehmungen an einem Teilkern eingreift. Aus diesem Datenbuch ist es auch von Seite 255 bekannt, diese Teilkerne für Planarübertrager zu verwenden, wobei die Teilkerne durch eine Leiterplatte gesteckt sind, auf der planare Windungen für das induktive Bauelement vorgesehen sind. Hierbei greift die Klammer durch Ausnehmungen in der Leiterplatte, um die beiden Teilkerne zu umschließen und in Ausnehmungen eines Teilkernes einzurasten.
Aus dem Datenbuch Ferrite 2001 der EPCOS AG, Seite 163 ist es auch bekannt, Teilkerne miteinander zu verkleben.
Nachteilig an den bekannten Bauelementen mit Klammern fixierten Teilkernen ist, daß für jedes Bauelement ein eigener Bügel bzw. eigene Klammern erforderlich sind, deren Abmessungen speziell auf das Bauelement angepaßt sind. Das Verkleben von Teilkernen ist dagegen aufwendig und erfordert hohe Präzision bei der Ausbildung der Klebestelle, da diese die magnetischen Eigenschaften des Bauelementes bei nicht exakter Justierung in unerwünschter Weise beeinflussen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein induktives Bauelement mit einem mehrteiligen Kern anzugeben, der in einfacher, sicherer und kostensparender Weise fixiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine Leiterplatte mit integriertem Bauelement sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Auch die Erfindung schlägt vor, für die Fixierung der Teilkerne eine die Teilkerne umgreifende Klammer zu verwenden, die an einem Gegenpart einrasten kann. Dieser Gegenpart kann an einem der Teilkerne, dem Spulenkörper für das Bauelement oder am Träger angeordnet sein, an oder auf dem Bauelement fixiert wird. Zum Einrasten weisen Klammer und Gegenpart einander entsprechende Einrastmittel und Einrasttaschen auf. Erfindungsgemäß sind jedoch an der Klammer oder am Gegenpart die Einrastmittel oder Einrasttaschen mehrfach in unterschiedlicher Höhe vorgesehen, so daß ein Einrasten in zumindest zwei unterschiedlichen Positionen möglich ist.
Vorzugsweise sind die mehrfachen Einrastpositionen an der Klammer vorgesehen, so eine Klammer für unterschiedliche Kerne oder insbesondere für unterschiedlich hohe Bauelemente verwendet werden kann. Dies vereinfacht die Vorratshaltung bei einem Anwender von magnetischen Kernen mit unterschiedlichen Bauhöhen. Es spart außerdem zusätzliche Kosten für zusätzliche Werkzeuge zur Fertigung und Handhabung der Klammern ein und senkt somit Produktions- und Verarbeitungskosten des erfindungsgemäßen induktiven Bauelementes.
Unterschiedliche Einrastpositionen können aber auch am Spulenkörper vorgesehen sein, so daß mit einer Klammer und den zumindest zwei Einrastpositionen am Spulenkörper unterschiedliche Teilkerne aufgesteckt werden können. Dabei ist es möglich, daß jeder Teilkern mit einer eigenen Klammer am Spulenkörper fixiert ist, wobei die unterschiedlichen Einrastpositionen für beide Klammern vorgesehen sein können. Auch an einem Teilkern können zwei Einrastpositionen vorgesehen sein, so daß dieser Teilkern mit ein und derselben Klammer wahlweise mit unterschiedlichen zweiten Teilkernen von insbesondere anderer Höhe kombiniert werden kann.
In einer Ausführung der Erfindung werden beide Teilkerne mit einer einzigen Klammer gegeneinander und/oder gegen einen Spulenkörper oder einen Träger, insbesondere eine Leiterplatte fixiert.
Vorzugsweise ist die Klammer aber zweiteilig ausgebildet, wobei eine erste Klammerhälfte Einrastmittel und eine zweite Klammerhälfte dazu passende Einrasttaschen aufweist.
Erfindungsgemäß sind die Einrasttaschen in einer größeren Anzahl als die Einrastmittel vorgesehen, so daß die zweiteilige Klammer zumindest zwei Einrastpositionen ermöglicht. Diese Einrastpositionen unterscheiden sich durch unterschiedliche Höhe und erlauben so das Fixieren von Teilkernen mit zumindest zwei unterschiedlichen Bauhöhen. Auf diese Weise ist es möglich, für unterschiedliche Kerne bzw. für unterschiedlich hohe Kerne ein und die selbe Klammer zur Fixierung zu verwenden.
Einrastmittel und Einrasttaschen an der Klammer und am Gegenpart sind aufeinander abgestimmt und können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Die Einrastmittel können beispielsweise als Einrastnasen oder Einrastbügel ausgebildet sein, während die Einrasttaschen vorzugsweise als Ausnehmungen ausgebildet sind.
Die Klammer oder die Klammerhälften sind in einfacher Weise vorzugsweise durch Stanzen und Biegen aus einem Stahlblech ausgebildet. Sie können dabei ein Joch und quer dazu je zwei Schenkel aufweisen, wobei Einrastmittel und Einrasttaschen an den entsprechenden Schenkeln angeordnet sind. Vorzugsweise sind an der Klammer oder an einer Klammerhälfte entweder Einrastmittel oder Einrasttaschen vorgesehen. Möglich ist es jedoch auch, Einrastmittel und Einrasttaschen an den beiden Schenkeln ein und der selben Klammer zu kombinieren.
Bei der bevorzugten Ausbildung der Klammer als U-förmige Klammer mit einem Joch und zwei Schenkeln können die Teile unabhängig voneinander so ausgebildet sein, daß eine sichere und federnde Fixierung der Teilkerne möglich ist. So können Schenkel und/oder Joch zumindest einer Klammer oder Klammerhälfte als Federbügel ausgebildet sein. Dazu besteht die Klammer oder Klammerhälfte vorzugsweise aus Federstahl, wobei zumindest einer aus Schenkel oder Joch einen federnden und insbesondere konkaven und zum Teilkern weisenden Abschnitt ausbildet. Bei der Fixierung der Teilkerne drückt dieser konkave Abschnitt gegen den Teilkern und kann auf Grund seiner konkaven Ausbildung und den federelastischen Eigenschaften der Klammer oder Klammerhälfte durch elastische Verformung den federnden aber dennoch festen und positionsgenauen Sitz des magnetischen Kerns bzw. der Teilkerne gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Enden der Schenkel einer Klammer oder Klammerhälfte zur Ausbildung von Einrastbügeln abgebogen. Vorzugsweise weisen bei zweiteiliger Klammerausführung die abgebogenen Enden der Einrastbügel nach außen.
In Verbindung mit einer Ausbildung der Einrastbügel als Federbügel dient der durch die Federbügel zum Fixieren der Teilkerne auf den oder die Teilkerne ausgeübte Druck gleichzeitig zum aktiven und durch den genannten Druck unterstützten Einrasten der Klammerbügel in der entsprechenden Einrasttasche an der zweiten Klammerhälfte bzw. am Gegenpart.
Sind die Einrastmittel durch Abbiegen der Schenkelenden als Einrastbügel ausgebildet, so sind die Einrasttaschen vorzugsweise als zueinander parallele Einschnitte in den Schenkeln der zweiten Klammerhälfte ausgebildet. Zusätzlich können die Einschnitte noch eine Rastnase aufweisen, so daß die einrastenden Bügel der ersten Klammerhälfte gegen ein seitliches Verrutschen in der zweiten Klammerhälfte fixiert sind. Möglich ist es jedoch auch, die Einrasttaschen als Ausnehmungen auszubilden, die bereits auf Grund geeigneter Abmessungen einen sicheren Halt der Einrastmittel gegen ein seitliches Verrutschen der Klammerhälften gegeneinander ermöglichen.
Beim erfindungsgemäßen Bauelement können in der Klammer oder den Klammerhälften noch weitere Mittel zur Fixierung der Teilkerne gegen ein Verrutschen vorgesehen sein. So ist es möglich, bei einer Klammer oder Klammerhälfte die Schenkel seitlich zu verbreitern und am seitlichen Rand jeweils gegeneinander abzuwinkeln, um zwischen diesen abgewinkelten Enden die Teilkerne zu fixieren. Möglich ist es auch, die Schenkel der Klammer oder zumindest einer Klammerhälfte mit einem Abstandshaltet, z.B. einer Sicke zu versehen, die ebenfalls zur Fixierung der Teilkerne dienen kann.
Ein erfindungsgemäßes Bauelement hat besondere Vorteile, wenn der Kern als ELP-Kern (e-low-profile Kern) ausgebildet ist. Solche Kerne werden vorzugsweise auf Leiterplatten innerhalb gedruckter Schaltungen montiert, wobei sie auf Grund ihrer geringen Bauhöhe besonders vorteilhaft einsetzbar sind. Auf der Leiterplatte kann das Bauelement beispielsweise durch Verkleben befestigt sein. Möglich ist es jedoch auch, das Bauelement in einer Ausnehmung auf einer Leiterplatte anzuordnen. Die Fixierung in der Ausnehmung kann ebenfalls durch Verkleben erfolgen. Möglich ist es auch, die Fixierung mit Hilfe der elektrischen Anschlüsse vorzunehmen, sofern das Bauelement mit einem Spulenkörper und einer Wicklung ausgestattet ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen insbesondere als E-Kern ausgebildeten Kern eines erfindungsgemäßen Bauelementes durch Öffnungen in der Leiterplatte durchzustecken. Vorzugsweise sind dazu Öffnungen in einer Anzahl vorgesehen, die der Anzahl der magnetischen Schenkel des Kerns entsprechen. Auf der anderen Seite der Leiterplatte wird der zweite Teilkern bzw. die zweite Kernhälfte mit der durchgesteckten Kernhälfte verbunden und mit Hilfe der Klammer fixiert. Bei dieser Ausführung wird die Leiterplatte vorteilhaft zwischen den beiden Kernhälften fixiert. Die beiden Teilkerne werden auf diese Weise sicher von beiden Seiten der Leiterplatte an dieser befestigt. Die Klammer bzw. die Schenkel der Klammer greifen dabei durch die Leiterplatte, wobei für die Schenkel der Klammer oder der Klammerhälften entweder eigene Ausnehmungen vorgesehen sind, oder die Ausnehmungen für die Teilkerne entsprechende Ausformungen besitzen, die zur Aufnahme der Klammer in einer Weise geeignet ist, die ein seitliches Verrutschen des Bauelementes auf der Leiterplatte verhindern.
Ein funktionsfähiges erfindungsgemäßes Bauelement weist zumindest eine Wicklung auf. Diese kann beispielsweise auch auf einem Spulenkörper aufgebracht sein, der vor dem Zusammenfügen der Teilkerne auf den Mittelbutzen des magnetischen Kerns aufgesteckt wird. Möglich ist es auch, die Wicklung als Planarwicklung vorzusehen, die dann auf der Leiterplatte so aufgebracht werden kann, daß in der Mitte der Wicklung ein Loch zur Aufnahme bzw. zum Durchstecken des Mittelbutzens des Kerns bzw. eines Teilkernes vorgesehen ist.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
Figuren 1a und 1b
zeigen ein induktives Bauelement im schematischen Querschnitt mit zwei in unterschiedlicher Höhe eingerasteten Klammerhälften
Figur 2a
zeigt eine erste Klammerhälfte in schematischer perspektivischer Darstellung
Figur 2b
zeigt die erste Klammerhälfte im schematischen Querschnitt
Figur 3
zeigt eine Klammer bzw. eine zweite Klammerhälfte in perspektivischer schematischer Darstellung
Figur 4
zeigt den Schenkel einer Klammer bzw. einer zweiten Klammerhälfte in perspektivischer schematischer Darstellung
Figur 5
zeigt eine Klammer oder Klammerhälfte mit abgewinkelten seitlichen Abschnitten
Figur 6
zeigt eine Klammer oder Klammerhälfte, welche am Joch seitliche Abschnitte mit abgewinkelten Enden aufweist
Figur 7
zeigt im schematischen Querschnitt eine Klammer oder Klammerhälfte mit Sicken
Figur 8
zeigt in schematischer Explosionsdarstellung eine Leiterplatte mit darauf zu montierendem induktiven Bauelement
Figur 9
zeigt eine Leiterplatte mit Ausnehmungen für das induktive Bauelement
Figur 10
zeigt eine Leiterplatte mit nur einer Ausnehmung für ein induktives Bauelement
Figur 11
zeigt ein bekanntes induktives Bauelement in Explosionsdarstellung, bei dem die Teilkerne mit zwei Klammern am Spulenkörper fixiert sind.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Bauelements im schematischen Querschnitt. Der magnetische Kern besteht aus zwei Teilkernen TK1 und TK2, die hier im Querschnitt E-förmig ausgebildet sind. Der magnetische Kern kann dabei ein reiner E-Kern oder auch ein Schalen- oder Teilschalenkern sein, beispielsweise ein EP-Kern. Die beiden Teilkerne TK1, TK2 werden von einer Klammer umfaßt, welche aus zwei ineinander eingerasteten Klammerhälften KH1 und KH2 besteht. Die Klammerhälften KH sind im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Die erste Klammerhälfte KH1 weist am Ende ihrer Schenkel Einrastmittel EM auf, die zweite Klammerhälfte KH2 die entsprechenden Einrasttaschen ET auf. In der zweiten Klammerhälfte KH2 sind für jedes Einrastmittel EM der ersten Klammerhälfte KH1 wie hier zwei oder mehr in unterschiedlicher Höhe angeordnete Einrasttaschen ET1 und ET2 vorgesehen, so daß sich für die beiden Klammerhälften KH1, KH2 zwei Einrastpositionen ergeben. In Figur 1a ist das Bauelement mit einer ersten Einrasthöhe der Klammer dargestellt, die einen magnetischen Kern der Bauhöhe h1 aufnehmen kann.
Figur 1b zeigt ein weiteres Bauelement, bei dem die selbe Klammer in einer zweiten von mehreren Einrastposition dargestellt ist. Diese schafft Platz für einen aus den Teilkernen TK1 und TK2 bestehenden magnetischen Kern der Bauhöhe h2, die kleiner ist als die Bauhöhe h1.
Figur 2a zeigt in perspektivischer schematischer Darstellung eine Ausführungsform der ersten Klammerhälfte KH1, die im Bauelement nach Figur 1 eingesetzt ist. Diese ist vorzugsweise aus einem Stahlblech gestanzt und gebogen. Vorzugsweise wird für die erste Klammerhälfte ein nichtrostender Federstahl verwendet. Der obere als Joch KJ bezeichnete Teil der ersten Klammerhälfte kann gegenüber den Schenkeln KS der gleichen Klammerhälfte verbreitert sein, wie es beispielsweise in Figur 2a dargestellt ist. Dies dient zur besseren Fixierung der Teilkerne zwischen den Klammerhälften KH1, KH2. Die Schenkel KS der Klammerhälfte KH1 sind hier nach außen abgebogen, wobei ein Bügel entsteht, der das Einrastmittel EM bildet. Das Joch KJ kann einen federnden und dazu z.B. konkav ausgebildeten zum Teilkern TK1 weisenden Abschnitt KA ( siehe Figur 1a ) aufweisen, welcher auf Grund der federnden Eigenschaften des für die Klammerhälfte KH1 verwendeten Materials elastisch verformbar ist und beim Einrasten der beiden Klammerhälften einen Druck auf die Teilkerne TK ausüben kann, um diese besser zu fixieren.
Figur 2b zeigt im schematischen Querschnitt eine weitere Ausführung der ersten Klammerhälfte KH1, die dazu ausgebildet ist, ein Verrutschen der Teilkerne TK entlang der Achse X zu verhindern. Hier weisen die Schenkel der Klammerhälfte KH1 federnde und z.B. konkave Abschnitte KA auf, die nach innen in Richtung Teilkern gewölbt sind. Zwischen den unter Druck federelastisch verformbaren konkaven Abschnitten KA kann der entsprechende Teilkern TK fixiert werden.
Figur 3 zeigt eine einfache Ausführung einer zweiten Klammerhälfte KH2 in perspektivischer Darstellung. Die Klammerhälfte KH2 ist ebenfalls vorzugsweise aus einem nichtrostenden Federstahl. In den Schenkeln der Klammerhälfte KH2 sind jeweils zwei Einrasttaschen ET1 und ET2 als Ausnehmungen ausgebildet. Die Einrasttaschen weisen eine Breite c auf, die etwas größer gewählt ist als die Breite b der Einrastmittel der ersten Klammerhälfte KH1. Die Einrasttaschen ET1, ET2 sind in den Schenkeln jeweils übereinander und parallel zu einander angeordnet und ermöglichen das Einrasten der ersten Klammerhälfte KH1 mit ihren Einrastmitteln EM in zwei unterschiedlichen Einrastpositionen.
Die in Figur 3 dargestellte Klammer(hälfte) KH2 ist auch für solche Ausführungsformen der Erfindung geeignet, bei der der Gegenpart mit den dazugehörigen Einrastmitteln, insbesondere Einrastnasen nicht eine zweite Klammerhälfte, sondern der Spulenkörper, ein Träger oder einer der Teilkerne ist. Ein Bauelement mit Einrastnasen EN am Spulenkörper SP ist zum Beispiel in der Figur 11 dargestellt. Wird einer oder beide der dort dargestellten Klammerbügel KB durch eine Klammer(hälfte) KH2 ersetzt, erhält man ein erfindungsgemäßes Bauelement, in welchem der Spulenkörper SP mit ein und der selben Klammer KH2 wie in Figur 3 (oder Figur 5 oder Figur 6) mit unterschiedlichen Teilkernen TK unterschiedlicher Höhe kombiniert werden kann.
Figur 4 zeigt schematisch und ausschnittsweise eine weitere Ausgestaltung einer zweiten Klammerhälfte KH2. Auch hier weist der Schenkel der Klammerhälfte zwei Einrasttaschen ET1, ET2 auf, die als zueinander parallele Einschnitte der Breite c ausgebildet sind. Vorzugsweise ist jeder als Einrasttasche ET dienende Einschnitt zum offenen Ende hin mit einer vorstehenden Nase N abgegrenzt, welche ein seitliches Verrutschen eines eingerasteten Einrastmittels EM zum offenen Ende des Einschnitts hin verhindert.
Figur 5 zeigt ausschnittsweise in schematischer Darstellung eine weitere Ausführung einer Klammerhälfte KH2, die auch im Bauelement nach Figur 11 eingesetzt werden kann. Dabei weist der Schenkel KS zwei seitliche Abschnitte SA auf, deren Enden AE zum Teilkern hin abgewinkelt sind. Mit Hilfe dieser abgewinkelten Enden AE ist eine Fixierung der Teilkerne gegenüber einem Verrutschen entlang der Achse a möglich. Die Einrasttaschen ET1, ET2 sind hier nur schematisch als Ausnehmungen angedeutet, können aber ebenso wie in Figur 4 als Einschnitte ausgebildet sein.
Figur 6 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführung der zweiten Klammerhälfte KH2, die auch im Bauelement nach Figur 11 an Stelle der Klammerbügel KB eingesetzt werden kann. Diese Ausführung weist ein verbreitertes Joch KJ auf, welches an den seitlichen Enden nach oben abgewinkelte Enden AE aufweist. Auch diese abgewinkelten Enden AE können zur seitlichen Fixierung gegen ein Verrutschen der Teilkerne entlang der Achse a dienen.
Figur 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der zweiten Klammerhälfte KH2 im schematischen Querschnitt. Vorzugsweise im unteren Ende der Schenkel weist diese Klammerhälfte KH2 jeweils einen Abstandshalter wie insbesondere eine Sicke SK auf, die ebenfalls zur Fixierung der Teilkerne TK gegen ein Verrutschen entlang einer Achse x dienen kann. Auch diese Ausführung kann im Bauelement nach Figur 11 oder einem ähnlichen Bauelement an Stelle der Klammerbügel KB eingesetzt werden.
Figur 8 zeigt eine Möglichkeit, ein erfindungsgemäßes Bauelement auf einer Leiterplatte LP zu montieren. Dazu kann die Leiterplatte Ausnehmungen AN1 bis AN3 aufweisen, durch die die Schenkel eines ersten Teilkernes TK1 gesteckt werden können. Auf der anderen Seite wird der zweite Teilkern TK2, der ebenfalls als E-Kern ausgebildet ist oder lediglich ein Joch umfaßt (wie in Figur 8 dargestellt), angefügt und mit Hilfe zweier Klammerhälften KH1, KH2 an der Leiterplatte fixiert. Für die Klammerhälften sind extra Ausnehmungen ANK in der Leiterplatte vorgesehen, so daß die Klammerhälften die Teilkerne TK1 und TK2 sowohl gegeneinander als auch gegen die Leiterplatte LP fixieren. Um die Ausnehmung AN2, die für den Mittelbutzen des E-förmig ausgebildeten Teilkernes TK1 gedacht ist, ist auf der Leiterplatte LP zumindest eine Windung W als Planarwindung ausgebildet, die die Wicklung für das induktive Bauelement darstellt.
Die Klammerhälfte KH2 kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch an entsprechend ausgebildeten Einrastnasen oder anderen Einrastmitteln am Träger, hier also an der Leiterplatte LP einrasten(in der Figur nicht dargestellt). Die beiden Einrasttaschen an jedem Schenkel der Klammerhälfte KH2 ermöglichen dann das Befestigen unterschiedlich großer Teilkerne TK direkt an der Leiterplatte.
Figur 9 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung der Ausnehmungen AN1, AN2, AN3 in der Leiterplatte LP. Hier ist für die Klammerhälfte KH1 oder KH2 keine gesonderte Ausnehmung vorgesehen. Vielmehr weisen die für die beiden äußeren Schenkel des Teilkerns TK1 vorgesehenen Ausnehmungen AN1 und AN3 Verbreiterungen auf, die in ihrer Breite den Schenkeln der entsprechenden durchgreifenden Klammerhälfte angepaßt sind.
Figur 10 zeigt eine weitere Möglichkeit der Befestigung eines induktiven Bauelementes auf einer Leiterplatte LP. Hier weist die Leiterplatte nur eine einzige Ausnehmung AN für das induktive Bauelement auf. Die Ausnehmung AN weist eine dem Umfang des induktiven Bauelementes entsprechende Grundfläche auf, welche ein einfaches Einstecken des Bauelementes ermöglicht, aber formschlüssig genug anliegt, um einen sicheren Halt des Bauelementes gegen seitliches Verrutschen zu gewährleisten. Für die Klammer kann die Ausnehmung AN entsprechend erweitert sein. Diese Ausführungsform ermöglicht es, einen magnetischen Kern mit einem Spulenkörper (nicht dargestellt) zu verwenden, welcher beispielsweise über den Mittelbutzen des Teilkerns TK1 gesteckt wird und somit zwischen den beiden Teilkernen TK1, TK2 und den beiden Klammerhälften KH1 und KH2 fixiert ist. Innerhalb der Ausnehmung AN kann das Bauelement zusätzlich noch an der Leiterplatte LP fixiert sein, beispielsweise durch Ankleben oder durch die entsprechenden (nicht dargestellten) Zuführungsdrähte für die Wicklung am Spulenkörper.
An Hand der Figuren konnten nur einige wenige Möglichkeiten der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelementes dargestellt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten speziellen Beispiele beschränkt.
Vielmehr können magnetische Kerne mit anderen als den dargestellten Querschnitten verwendet werden. Die Klammern können andere geometrische Ausformungen aufweisen, insbesondere können auch die Einrastmittel EM anders ausgebildet sein, beispielsweise als Einrastnasen. Die Teilkerne TK1 und TK2 können symmetrisch zu einander ausgebildet sein oder wie beispielsweise in Figur 9 dargestellt unterschiedlich sein.
Die Klammerhälften KH1 und KH2 können einheitliche Breite aufweisen oder können Verbreiterungen aufweisen, wie beispielsweise in den Figuren 2, 5 und 6 dargestellt. Die Materialstärke für die Klammerhälften kann beliebig gewählt sein, jedoch sind in der Regel 0,3 mm nicht rostender Federstahl ausreichend. Für die Breite b der Klammerhälfte KH1 sind 1,5 bis 6 mm ausreichend. Die übrigen Abmessungen, beispielsweise entlang der Achse x oder der Bauteilhöhe h sind entsprechend dem verwendeten magnetischen Kern gewählt.
Die zweite Klammerhälfte KH2 wurde der Einfachheit halber nur mit jeweils zwei Einrasttaschen ET pro Schenkel abgebildet, kann jedoch noch eine größere Anzahl an Einrasttaschen aufweisen, um eine entsprechende Vielzahl von Einrastmöglichkeiten für unterschiedliche Bauhöhen h zu bieten.

Claims (18)

  1. Induktives Bauelement mit einem für die Aufnahme einer Wicklung (W) vorgesehenen magnetischen Kern (TK1, TK2),
    bei dem der magnetische Kern aus zumindest zwei übereinander angeordneten Teilkernen (TK1,TK2) zusammengesetzt ist,
    bei dem die Teilkerne mit einer die Teilkerne umgreifenden Klammer (KH1,KH2) gegeneinander, an einem Teilkern, an einem Spulenkörper oder an einem Träger fixiert sind
    wobei die Klammer (KH1) mit Hilfe von Einrastmitteln (EM) und Einrasttaschen (ET), die an der Klammer und zumindest einem Gegenpart, ausgewählt aus einer zweiten Klammerhälfte (KH2), einem Spulenkörper, einem Teilkern und dem Träger, einrasten kann
    wobei an der Klammer oder am Gegenpart zumindest zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Einrasttaschen (ET) oder Einrastmittel angeordnet sind, die ein Einrasten in zumindest zwei unterschiedlichen Positionen erlauben.
  2. Bauelement nach Anspruch 1,
    bei dem an der Klammer zwei unterschiedliche Einrast-Positionen in Form von zumindest zwei in unterschiedlicher Höhe angeordneten Einrasttaschen (ET) oder Einrastmitteln vorgesehen sind.
  3. Bauelement nach Anspruch 1,
    bei dem die Klammer zweiteilig ausgebildet ist, wobei eine erste Klammerhälfte (KH1) eine Einrasttasche (ET) und eine zweite Klammerhälfte (KH2) ein Einrastmittel (EM) aufweist, wobei eine der Klammerhälften die Einrastmittel (EM) oder Einrasttaschen (ET) in zumindest zwei unterschiedlichen Höhen angeordnet aufweist.
  4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    bei dem die Einrastmittel (EM) als Einrastnasen und die Einrasttaschen (ET) als Ausnehmungen ausgebildet ist.
  5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 4,
    bei dem die Klammer (KH) ein Joch (KJ) und quer dazu zwei Schenkel (KS) aufweist und einteilig aus Federstahl ausgebildet ist.
  6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 5,
    bei dem das Joch (KJ) der Klammer oder zumindest einer Klammerhälfte (KH) als Federbügel mit einem federnden, insbesondere konkaven, zu einem Teilkern weisenden Abschnitt (KA) ausgebildet ist.
  7. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 - 6,
    bei dem die Enden der Schenkel (KS) der ersten Klammerhälfte (KH1) zur Ausbildung eines Einrastbügel abgebogen sind.
  8. Bauelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    bei dem die Schenkel (KS) der Klammer oder der Klammerhälfte (KH2) jeweils zumindest zwei quer zum Schenkel angeordnete Einschnitte (ET) zum Einrasten der Einrastmittel (EM) aufweist.
  9. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 - 8,
    bei dem beide Schenkel (KS) der Klammer oder zumindest einer Klammerhälfte (KH) seitlich abstehende und zum jeweils gegenüberliegenden Schenkel abgewinkelte Seitenabschnitte (SA) zur seitlichen Fixierung der Teilkerne (TK) aufweisen.
  10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 9,
    bei dem die Schenkel (KS) der Klammer oder zumindest einer Klammerhälfte (KH) als Federbügel mit einem zum magnetischen Kern (TK) weisenden federnden, vorzugsweise konkaven Abschnitt (KA) ausgebildet sind.
  11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 10,
    bei dem Klammer oder eine Klammerhälfte (KH) in den Schenkeln (KS) je einen Abstandshalter (SK) zur seitlichen Fixierung des magnetischen Kerns (TK) aufweist.
  12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 - 11,
    bei dem der magnetische Kern (TK1, TK2) als ELP Kern ausgebildet ist.
  13. Leiterplatte (LP) mit einer gedruckten Schaltung, auf der ein Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche befestigt ist.
  14. Leiterplatte nach Anspruch 11,
    bei der das Bauelement in einer Ausnehmung der Leiterplatte (LP) angeordnet ist.
  15. Leiterplatte nach Anspruch 14,
    bei der das Bauelement zwei Teilkerne (TK1,TK2) aufweist, die auf gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte (LP) angeordnet sind, wobei ein Teilkern durch zumindest eine Ausnehmung (AN) der Leiterplatte gesteckt ist und wobei die Klammer oder eine Klammerhälfte (KH) mit zumindest einem Schenkel (KS) durch eine weitere Ausnehmung (ANK) der Leiterplatte greift.
  16. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 13 - 15,
    auf der planare Windungen (W) aufgebracht sind, die zwischen den Teilkernen (TK) angeordnet sind.
  17. Leiterplatte.nach einem der Ansprüche 13 - 16,
    bei der ein Teilkern (TK) einen Mittelbutzen und zwei Kernschenkel aufweist, die von einer Seite her durch je eine Ausnehmung (AN1,AN2,AN3) der Leiterplatte (LP) gesteckt sind, auf der anderen Seite mit einem zweiten Teilkern (TK2) zusammengefügt sind und von der Klammer (KH) zusammengehalten werden.
  18. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 13 - 17,
    bei der das Bauelement durch die elektrischen Zuleitungen für das Bauelement auf der Leiterplatte (LP) befestigt ist.
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