EP1367612A1 - Spulenkörper und Kerndrossel mit dem Spulenkörper - Google Patents

Spulenkörper und Kerndrossel mit dem Spulenkörper Download PDF

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EP1367612A1
EP1367612A1 EP03012440A EP03012440A EP1367612A1 EP 1367612 A1 EP1367612 A1 EP 1367612A1 EP 03012440 A EP03012440 A EP 03012440A EP 03012440 A EP03012440 A EP 03012440A EP 1367612 A1 EP1367612 A1 EP 1367612A1
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coil
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    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers

Definitions

  • the invention relates to an improvement in the execution of the Coil body of a core choke, preferably a toroidal core choke.
  • Toroidal chokes are components with at least two around the ring-like insulated core wound wires (wire windings). Such components can e.g. B. to avoid electrical interference in industrial plants, vehicle control units, Consumer electronics or in household appliances be used.
  • the electrical isolation between the wire windings is usually realized with cardboard inserts.
  • the isolation can also be through a two wire feedthroughs separating middle wall can be reached.
  • a core sheathing is included a built-in mounting base known during assembly on a circuit board in a designated recess or opening is inserted, causing the core choke is fixed on the circuit board.
  • the potting also serves for improvement the thermal conductivity of the component and protects the toroid from moisture.
  • a potting can be made, for example, from adhesive, Epoxy resin or polyurethane exist. Pouring the However, throttling adds extra work Manufacture of the components and is correspondingly high Associated costs.
  • the wire windings to attach the choke core is a loose wire arrangement around the core cladding.
  • the loose wire arrangement around the core is disadvantageous because the mechanical instability of the Construction for the instability of the grid dimension between the electrical Connections and thus lead to short circuits.
  • the object of the present invention is a core choke, which has a choke core in the form of a closed yoke (preferably toroidal choke), so that improve with radial arrangement of the wire connections, the risk of Short circuits are reduced and the manufacturing process is simplified becomes.
  • a choke core in the form of a closed yoke (preferably toroidal choke)
  • the invention provides a bobbin, which for receiving a magnetic choke core.
  • the coil former according to the invention provides an insulating one Core cladding, the choke core to be encased as a closed yoke is formed.
  • the inventive wire guide integrated in the bobbin saves an additional effort for the attachment of the Wire windings on the bobbin and ensures a special high reliability with regard to the core choke Short circuits by ensuring the grid dimension.
  • wire guide devices mentioned can for example as highlights on the underside of the bobbin or the trough.
  • Said choke core is preferably annular. However, it can be any other closed Have a shape, for example one bent into a triangle closed yokes. It can also be O, D or be rectangular in cross section.
  • the bobbin can be made of solid heat-resistant insulating Plastic, for example made of LCP. It is possible, the bobbin as a sealable trough with a cover plate made of the same material.
  • the cover plate can either be snapped on or on lie on the trough.
  • the named coil body is completed with a choke core or - for setting predefined magnetic properties of the component - partially filled out.
  • the choke core consists of a for storing magnetic energy suitable material with magnetic properties, e.g. B. from Ferrites, iron powder or amorphous iron.
  • the bobbin can be with one or with two, facing each other Wire windings arranged through the coil former (through the wire bushings are wrapped through). Under one Wire winding is understood to be a winding around the choke core Wire including all windings between two connections at both ends of the wire.
  • This wire can e.g. B. enamelled copper wire, aluminum wire, wire or metal wire his. The insulation of the windings is done by applying a layer of lacquer or by means of an insulating plastic hose reached.
  • the electrical isolation between several wire windings at an advantageous embodiment of an inventive Core choke is made by a corresponding number of in the middle of the bobbin formed dividers.
  • the design of the dividers depends on the number of wire windings or wire feedthroughs. For example at Such a separator connects two wire feedthroughs opposite sides of the yoke. With more than two wire windings For example, it can be star-shaped his.
  • the position fixation of the core choke according to the invention in the housing or on the board of one device in another advantageous embodiment is such.
  • Said coil former can also have defined gripping surfaces for a gripper arm for automatic loading. This has the advantage that the corresponding manual work is avoided in the manufacture of the terminals.
  • the coil body enveloping the choke core thus takes over in advantageous embodiments several functions simultaneously. It serves to isolate the choke core Electrical isolation between the wire windings, for guidance of the wire and ensuring the grid size and for fixing the position the throttle in application devices. By using it The manufacturing process of the bobbin according to the invention a core choke easier and cheaper than before.
  • the wire windings DW1 and DW2 are around the ring-like bobbin SK wrapped through the wire bushings DD and separated from each other by means of a separator TS.
  • the fixed arrangement the wire windings in the component and compliance with the Pitch between the electrical ones listed above Connections of the two wire windings DW1, DW2 is by arranged on the face between individual windings Wire guides DF guaranteed.
  • a gripping surface for automatic Equipment is marked as GF1.
  • a bracket HA1 is used to fix the component in application devices intended.
  • a coil former SK according to the invention is shown in perspective in FIG Shown from below.
  • FIG 3 shows an advantageous embodiment of an inventive Coil body SK in a perspective view of above.
  • the coil body consists of a trough TR with a Cover plate DP. It is possible that the cover plate is snapped or is resting on the trough.
  • the gripping surface GF2 is here due to the planar geometry of the cover plate DP guaranteed.
  • a bracket device formed on the cover plate HA2 is used to fix the component in position.
  • FIG. 3 Another section in FIG. 3 is already shown in FIG shown coil former of a core choke shown.
  • the cover plate DP is in this embodiment snapped. Another option is that the cover plate rests on the trough.
  • the trough TR and the cover plate DP enclose the choke core KE.

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Abstract

Zum Zweck der Vermeidung von Kurzschlüssen bei Drahtwicklungen (DW1, DW2) einer Kerndrossel, welche die Form eines geschlossenen Jochs und zumindest eine Drahtwicklung aufweist, wird vorgeschlagen, die Einhaltung des Rastermaßes mittels ausgebildeter Hervorhebungen in einem den Drosselkern (KE) umschließenden Spulenkörper (SK) sicherzustellen. Dabei ist die Potentialtrennung bei mehreren Drahtwicklungen in der Mitte des Bauteils durch einen als Bestandteil des Spulenkörpers (SK) ausgebildeten Trennsteg (TS) gewährleistet. Zum Zweck der Lagefixierung der Kerndrossel in Endgeräten sind Halterungen (HA1, HA2) auf der Stirnseite des Spulenkörpers ausgebildet. Greifflächen (GF1, GF2) zur automatischen Bestückung sind vorgesehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Ausführung des Spulenkörpers einer Kerndrossel, vorzugsweise einer Ringkerndrossel.
Ringkerndrosseln sind Bauelemente mit zumindest zwei um den ringartigen isolierten Kern gewickelten Drähten (Drahtwicklungen). Solche Bauelemente können z. B. zur Vermeidung von elektrischen Störungen in Industrieanlagen, Kfz-Steuergeräten, Unterhaltungselektronik oder in Haushaltsgeräten eingesetzt werden.
Es ist bekannt, daß die Isolierung der Metalldrähte durch Verwendung eines Kupferlackdrahtes erreicht wird. Eine weitere Isolierungsmöglichkeit besteht darin, daß ein elektrisch leitender Kern selbst umsintert oder lackiert wird. Außerdem ist es bekannt, daß die Isolierung der Drahtwicklungen zum Kern dadurch gewährleistet werden kann, daß der Kern in einer dichten isolierenden Umhüllung aus Kunststoff angeordnet wird.
Die Potentialtrennung zwischen den Drahtwicklungen wird normalerweise mit Einlagen aus Pappe realisiert. Die Potentialtrennung kann außerdem durch eine zwei Drahtdurchführungen trennende Mittelwand erreicht werden.
Der Nachteil von vielen herkömmlichen, bei Herstellung der Ringkerndrosseln eingesetzten Umhüllungen besteht darin, daß diese keine definierten Greifflächen für einen Greifarm zur automatischen Bestückung aufweisen, weswegen nur eine manuelle Bestückung möglich ist. Es sind jedoch Ausführungen der Umhüllungen bekannt, in welchen die genannten Greifflächen vorgesehen sind.
Aus der Druckschrift DE 10013143 ist eine Kernumhüllung mit einem eingearbeiteten Haltesockel bekannt, der bei der Montage auf einer Leiterplatte in eine dafür vorgesehene Vertiefung oder Öffnung eingeführt wird, wodurch die Kerndrossel auf der Leiterplatte fixiert wird.
Die Befestigung der Drosselwicklungen am Drosselkern bzw. die Einhaltung des Rastermaßes, d. h. des Abstandes zwischen den elektrischen Anschlüssen, wird üblicherweise mit einem Verguß sichergestellt. Der Verguß dient zusätzlich zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Bauteils und schützt den Ringkern vor Feuchtigkeit. Ein Verguß kann beispielsweise aus Klebemasse, Epoxiharz oder Polyurethan bestehen. Das Eingießen der Drosseln stellt jedoch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand bei Herstellung der Bauteile dar und ist mit entsprechend hohen Kosten verbunden.
Eine weitere schon bekannte Möglichkeit, die Drahtwicklungen um den Drosselkern anzubringen, ist eine lose Drahtanordnung um die Kernumhüllung. Die lose Drahtanordnung um den Kern ist von Nachteil, weil dabei die mechanische Instabilität der Konstruktion zur Labilität des Rastermaßes zwischen den elektrischen Anschlüssen und damit zu Kurzschlüssen führen kann.
Aus der Druckschrift DE 4216248 ist bekannt, zur Fixierung der Drahtwicklungen auf einer Kernumhüllung axiale Rillen auszubilden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kerndrossel, die einen Drosselkern in Form eines geschlossenen Jochs aufweist (vorzugsweise Ringkerndrossel), so zu verbessern, daß bei radialer Anordnung der Drahtanschlüsse die Gefahr von Kurzschlüssen verringert und der Herstellungsprozeß vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit einem Spulenkörper mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.
Die Erfindung gibt einen Spulenkörper an, welcher zur Aufnahme eines magnetischen Drosselkerns dient.
Der erfindungsgemäße Spulenkörper stellt eine isolierende Kernumhüllung dar, wobei der zu umhüllende Drosselkern als ein geschlossenes Joch ausgebildet ist.
Zur Isolierung einzelner Wicklungen einer Drahtwicklung voneinander und zur Einhaltung eines Rastermaßes, womit der Abstand zwischen radial angeordneten elektrischen Anschlüssen des Bauelements gemeint ist, sind erfindungsgemäß -stirnseitig angeordnete Drahtführungseinrichtungen vorgesehen, welche als Bestandteil des Spulenkörpers ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße, in den Spulkörper integrierte Drahtführung erspart einen zusätzlichen Aufwand für die Befestigung der Drahtwicklungen am Spulenkörper und gewährleistet eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Kerndrossel im Hinblick auf Kurzschlüsse durch Sicherstellung des Rastermaßes.
Die genannten Drahtführungseinrichtungen können beispielsweise als Hervorhebungen an der Unterseite des Spulenkörpers bzw. des Trogs ausgebildet sein.
Der genannte Drosselkern ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Er kann jedoch eine beliebige andere geschlossene Form haben, beispielsweise die eines zu einem Dreieck gebogenen geschlossenen Jochs. Er kann außerdem O-, D-förmig oder rechteckig im Querschnitt sein.
Der Spulenkörper kann aus festem hitzebeständigem isolierendem Kunststoff, beispielsweise aus LCP, bestehen. Es ist möglich, den Spulenkörper als einen dicht verschließbaren Trog mit einer Deckelplatte aus dem gleichen Material auszubilden.
Die Deckelplatte kann entweder eingeschnappt sein oder auf dem Trog aufliegen.
Der genannte Spulenkörper wird mit einem Drosselkern vollständig oder - zur Einstellung vorgegebener magnetischer Eigenschaften des Bauteils - teilweise ausgefüllt. Der Drosselkern besteht aus einem zur Speicherung magnetischer Energie geeigneten Material mit magnetischen Eigenschaften, z. B. aus Ferriten, Eisenpulver oder amorphem Eisen. Der Spulenkörper kann mit einer oder mit zwei, auf einander gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers angeordneten Drahtwicklungen (durch die Drahtdurchführungen durch) umwickelt sein. Unter einer Drahtwicklung versteht man einen um den Drosselkern gewickelten Draht einschließlich aller Wicklungen zwischen zwei Anschlüssen an beiden Enden des Drahtes. Dieser Draht kann z. B. Kupferlackdraht, Alu-Draht, Aderleitung oder Metallitze sein. Die Isolierung der Wicklungen wird durch das Auftragen einer Lackschicht oder mittels eines isolierenden Kunststoffschlauchs erreicht.
Die Potentialtrennung zwischen mehreren Drahtwicklungen bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kerndrossel erfolgt durch eine entsprechende Anzahl von in der Mitte des Spulenkörpers ausgebildeten Trennstegen. Die Ausgestaltung der Trennstege hängt von der Anzahl der Drahtwicklungen bzw. Drahtdurchführungen ab. Beispielsweise bei zwei Drahtdurchführungen verbindet ein solcher Trennsteg die gegenüberliegenden Seiten des Jochs. Bei mehr als zwei Drahtwicklungen kann dieser beispielsweise sternförmig ausgebildet sein.
Die Lagefixierung der erfindungsgemäßen Kerndrossel im Gehäuse oder auf der Platine eines Endgeräts in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist z. B. mittels Haken durch auf zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers, bzw. auf zumindest einer der Stirnseite des Trogs oder der Deckelplatte ausgebildete Halterungen vorgesehen.
Der genannte Spulenkörper kann außerdem definierte Greifflächen für einen Greifarm zur automatischen Bestückung aufweisen. Das hat den Vorteil, daß die entsprechende manuelle Arbeit bei Herstellung der Endgeräte vermieden wird.
Der den Drosselkern umhüllende Spulenkörper übernimmt also in vorteilhaften Ausführungsbeispielen mehrere Funktionen gleichzeitig. Er dient zur Isolation des Drosselkerns, zur Potentialtrennung zwischen den Drahtwicklungen, zur Führung des Drahtes und Sicherstellung des Rastermaßes sowie zur Lagefixierung der Drossel in Anwendungsgeräten. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Spulenkörpers wird das Herstellungsverfahren einer Kerndrossel einfacher und kostengünstiger als zuvor.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen schematischen und daher nicht maßstabsgetreuen Figuren näher erläutert.
Figur 1
zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kerndrossel mit einem erfindungsgemäßen Spulenkörper von unten.
Figur 2
zeigt einen erfindungsgemäßen Spulenkörper in perspektivischer Darstellung von unten.
Figur 3
zeigt einen erfindungsgemäßen Spulenkörper in perspektivischer Darstellung von oben.
Figur 4
zeigt eine Rißzeichnung einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers.
In Figur 1 ist die Erfindung anhand einer Ansicht einer Kerndrossel mit einem erfindungsgemäßen Spulenkörper von unten erläutert.
Die Drahtwicklungen DW1 und DW2 sind um den ringartigen Spulenkörper SK durch die Drahfdurchführungen DD gewickelt und voneinander mittels Trennstegs TS getrennt. Die feste Anordnung der Drahtwicklungen im Bauteil sowie die Einhaltung des Rastermaßes zwischen den hier nach oben ausgeführten elektrischen Anschlüssen der beiden Drahtwicklungen DW1, DW2 ist durch stirnseitig zwischen Einzelwicklungen angeordnete Drahtführungen DF gewährleistet. Eine Greiffläche zur automatischen Bestückung ist als GF1 gekennzeichnet. Eine Halterung HA1 ist zur Lagefixierung des Bauteils in Anwendungsgeräten vorgesehen.
Ein erfindungsgemäßer Spulenkörper SK ist in Figur 2 in perspektivischer Ansicht von unten gezeigt.
Figur 3 stellt eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers SK in perspektivischer Ansicht von oben dar. Der Spulenkörper besteht aus einem Trog TR mit einer Deckelplatte DP. Es ist möglich, daß die Deckelplatte eingeschnappt ist oder auf dem Trog aufliegt. Die Greiffläche GF2 ist hier durch die planare Geometrie der Deckelplatte DP gewährleistet. Eine auf der Deckelplatte ausgebildete Halterungsvorrichtung HA2 dient zur Lagefixierung des Bauteils.
In Figur 4 ist ein weiterer Schnitt eines in Figur 3 schon gezeigten erfindungsgemäßen Spulenkörpers einer Kerndrossel dargestellt. Die Deckelplatte DP ist in diesem Ausführungsbeispiel eingeschnappt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Deckelplatte auf dem Trog aufliegt. Der Trog TR und die Deckelplatte DP umschließen den Drosselkern KE.
Die Erfindung wurde der Übersichtlichkeit halber nur anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, ist aber nicht auf dieses beschränkt.

Claims (11)

  1. Spulenkörper (SK) zur Aufnahme eines magnetischen Drosselkerns (KE) in Form eines geschlossenen Jochs,
    bei dem zumindest eine in einem Mittelbereich angeordnete Drahtdurchführung (DD) ausgebildet ist,
    bei dem stirnseitig angeordnete Drahtführungseinrichtungen (DF) zur Führung von einer oder mehreren Drahtwicklungen (DW1, DW2) mit bei einer der Drahtwicklungen radial angeordneten elektrischen Anschlüssen und zur Einhaltung eines Rastermaßes ausgebildet sind.
  2. Spulenkörper nach Anspruch 1,
    der aus einem Trog (TR) mit einer Deckelplatte (DP) besteht.
  3. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem in einem Mittelbereich angeordnete Drahtdurchführungen durch wenigstens einen Trennsteg voneinander isoliert sind.
  4. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Greifflächen (GF1, GF2) für einen Greifarm zur automatischen Bestückung an zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers (SK) vorgesehen sind.
  5. Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eingearbeitete Halterungen (HA1, HA2) an zumindest einer Stirnseite des Spulenkörpers zur Lagefixierung des Bauteils in Endgeräten vorhanden sind.
  6. Kerndrossel mit einem Spulenkörper nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5,
    und mit einem Drosselkern (KE) in Form eines geschlossenen Jochs, bei welcher der Spulenkörper (SK) mit zumindest einer durch die Drahtdurchführung (DD) geführten Drahtwicklung (DW1) umwickelt ist.
  7. Kerndrossel nach Anspruch 6,
    die zumindest zwei Drahtwicklungen (DW1, DW2) und eine entsprechende Anzahl von in einem Mittelbereich angeordeten Drahtdurchführungen (DD) aufweist.
  8. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher der Drosselkern (KE) den Spulenkörper (SK) vollständig ausfüllt.
  9. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher der Drosselkern (KE) den Spulenkörper (SK) nur teilweise ausfüllt.
  10. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher die Drahtwicklungen (DW1, DW2) aus Metalldraht, einer Aderleitung oder einer Metallitze bestehen.
  11. Kerndrossel nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 10, bei welcher die Drahtwicklungen (DW1, DW2) mit einer isolierenden Lackschicht oder einem Kunststoffschlauch versehen sind.
EP03012440A 2002-05-29 2003-05-30 Spulenkörper und Kerndrossel mit dem Spulenkörper Expired - Lifetime EP1367612B1 (de)

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