EP1620920A1 - Induktives miniatur-bauelement, insbesondere antenne - Google Patents

Induktives miniatur-bauelement, insbesondere antenne

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EP1620920A1
EP1620920A1 EP04789918A EP04789918A EP1620920A1 EP 1620920 A1 EP1620920 A1 EP 1620920A1 EP 04789918 A EP04789918 A EP 04789918A EP 04789918 A EP04789918 A EP 04789918A EP 1620920 A1 EP1620920 A1 EP 1620920A1
Authority
EP
European Patent Office
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winding
coil
guide elements
winding body
underside
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EP04789918A
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English (en)
French (fr)
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EP1620920B1 (de
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Joachim Lueg-Althoff
Eugeniusz Swoboda
Viktor Thiel
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.)
Neosid Pemetzrieder GmbH and Co KG
Original Assignee
Neosid Pemetzrieder GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1620920A1 publication Critical patent/EP1620920A1/de
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Definitions

  • Inductive miniature component in particular antenna
  • the invention relates to an inductive miniature device, in particular an antenna, formed with a flat, rectangular or polygonal component winding body, on which three coil windings are applied such that the axes of these coil windings in the three mutually perpendicular Rau directions (X, Y , Z), wherein a first and a second coil winding are wound in two lying perpendicular to each other in the median plane of the bobbin directions of the width and the length of the bobbin around this and the third coil winding along the narrow side of the bobbin its circumference following this wrapped around wherein the winding body at least partially consists of ferrite material and on a lower side has guide elements for guiding the third coil winding on one of its sides.
  • Such components are known in principle. They can be used, for example, as antennas in a keyless entry system for motor vehicles or also in radio-wave using devices for remote control.
  • the invention has for its object, an inductive miniature device, in particular an antenna, with the features described above in such a way that a fully automatic, low-consuming production is possible, but in which a secure fit of the third coil winding is guaranteed.
  • the winding body has on its upper side guide elements for guiding the third coil winding on its other side; b) the guide elements on the top of the winding body are made of ferrite material and are integrally connected to the winding body consisting of ferrite material; c) the winding body is placed on a coil plate of electrically non-conductive, non-ferromagnetic material and connected thereto, d) the coil plate has over its thickness extending recesses, the inner contour and arrangement of the outer contour and arrangement arranged on the underside of the winding body Guide elements corresponds, and the winding body is placed on the coil plate such that the arranged on its underside guide elements engage in the recesses of the coil plate; e) the winding ends of the first and second coil windings are each wound around the arranged on the underside of the winding body Fuhrungsetti; f) the winding ends of the third coil winding are respectively
  • the winding ends of the first and second coil windings are each wound around the arranged on the underside of the winding body Fuhrungs institute; f) the winding ends of the third coil winding are respectively wound around the corners or projections of the coil plate.
  • a basic idea of the invention is basically to construct the component from two parts, namely once the winding body, which carries all three coil windings and which in a particularly advantageous embodiment can consist entirely of ferrite material, and, on the other hand, a coil plate of electrically non-conductive non-ferromagnetic material ,
  • plastic on which the bobbin is mounted such that the arranged on its underside guide elements engage in correspondingly configured recesses of the coil plate.
  • the coil ends of the first and second coil windings are wound around the guide members on the lower side of the bobbin, and the coil ends of the third coil winding, which is applied only when the bobbin is mounted on the coil plate, are respectively wound around corners or projections of the coil plate .
  • the inner edges of the recesses of the coil plate and adjoining portions at the bottom of the coil plate may have a metallic coating.
  • the corners or protrusions of the coil plate about which the coil ends of the third coil winding are wound and portions adjacent thereto at the bottom of the coil plate may have a metallic coating.
  • connection contacts are provided on the underside of the coil plate, with which the winding ends of the coil windings can be connected by soldering, so that they can be placed directly on a correspondingly equipped circuit board and fastened there.
  • the inductive miniature component according to the invention can be produced quickly and inexpensively on appropriately equipped machines.
  • Figure 1 is a top view of an inductive miniature device in a training as a 3D antenna.
  • FIG. 2 shows the component according to FIG. 1 in a view of the underside
  • FIG. 3 shows the component according to FIGS. 1 and 2 in a view on the narrow side
  • FIGS. 1 to 3 shows the coil plate for the component according to FIGS. 1 to 3 in a view on the upper side;
  • FIG. 5 shows the coil plate of Figure 4 in a view of the underside.
  • FIGS. 1 to 3 shows the winding body of the component according to FIGS. 1 to 3 in a view onto the underside
  • FIG. 7 shows the winding body according to FIG. 6 in a view on the upper side
  • FIGS. 6 and 7 shows the winding body according to FIGS. 6 and 7 in a view on the narrow side
  • FIG. 9 shows another embodiment of a winding body for a component according to FIGS. 1 to 3 in a side view partially cut away along the line IX-LX in FIG. 11;
  • FIG. 10 shows the winding body according to FIG. 9 in a side view partially cut away along the line XX;
  • FIG. 10 shows the winding body according to FIG. 9 in a side view partially cut away along the line XX;
  • FIG. 11 shows the wound body according to FIGS. 9 and 10 in a view from below;
  • FIG. 12 shows a plastic part carrying guide elements for attachment to the winding body according to FIGS. 9 to 11 in a view of the broad side;
  • FIG. 13 shows the plastic part according to FIG. 12 in a view from above;
  • FIG. 14 shows the plastic part according to FIGS. 12 and 13 in a view from below;
  • FIG. 15 shows the plastic part according to FIGS. 12 to 14 in a view on the narrow side
  • Fig. 16 shows another embodiment of a coil plate in a top view
  • FIG. 17 shows the coil plate according to FIG. 16 in a view from below;
  • FIG. 18 is a perspective exploded view winding body and coil plate of Figure 4 to 8 without the coil windings ..;
  • FIGS. 19A to 19E show the component according to FIGS. 1 to 8 in different phases of its production.
  • the inductive miniature component shown in Figs. 1 to 8 has a flat, substantially rectangular component formed winding body 1, on which three coil windings 2X, 2Y and 2Z are applied such that the axes of these coil windings in the three aligned perpendicular to each other Spatial directions X, Y and Z point, which are indicated in Fig. 1 and 3.
  • the coil windings are, as can be seen from FIGS.
  • the winding body 1 has on its underside guide elements 1.1 to 1.4 and at its top guide elements 1.5 to 1.8.
  • the winding body 1 and both the guide elements 1.1 to 1.4 on the underside of the wound body and the guide elements 1.5 to 1.8 are constructed of ferrite material at the top of the wound body and are integral with one another and of the same material connected.
  • the winding body 1 is placed on a coil plate 3 made of plastic material and connected thereto.
  • the coil plate 3 has over its thickness extending and opening towards its edge recesses
  • the inner contour and the arrangement of these recesses corresponds to the outer contour and arrangement of the guide elements 1.1 to 1.4 arranged at the bottom of the winding body 1.
  • This design has the consequence that the winding body 1 can be placed on the coil plate 3 such that the guide elements 1.1 to 1.4 engage in the recesses 3.1 to 3.4 of the coil plate.
  • the winding ends 2. IX of the first coil winding 2X are wound around the guide elements 1. 1 and 1. 3, while the winding ends 2. 1Y of the second coil winding 2Y are wound around the guide elements
  • the thickness of the coil plate 3 essentially corresponds to the thickness of the guide elements 1.1 to 1.4 of the underside of the wound body 1.
  • the inner edges of the recesses 3.1 to 3.4 in the coil plate 3 and, as shown in Fig. 5, adjacent to them sections of predetermined width at the bottom of the coil plate 3 have a metallic coating.
  • the metallically coated sections at the bottom of the coil plate 3 are labeled 4.1 to 4.4.
  • the winding ends 2.1Z of the third coil winding 2Z are each wound around corner projections 3.5 and 3.6 of the coil plate 3. These corner projections 3.5 and 3.6 of the coil plate 3 and adjoining sections 4.5 and 4.6 at the bottom also have a metallic coating.
  • the third coil winding 2Z runs on its upper side along the guide elements 1.5 to 1.8 and on its underside on the one hand along the guide elements 1.1 to 1.4 and additionally along the upper surface of the coil plate 3.
  • a secure fit of the third coil winding 2Z is ensured.
  • the guide elements on the winding body 1 are arranged so that they protrude outward and are each viewed in a circumferential direction of the winding body 1, for example as in FIG the guide element 1.5, are arranged at the top of the bobbin 1 substantially in front of a corner of the bobbin 1, while the associated guide elements 1.1 are arranged on the underside of the bobbin, for example, the guide element 1.1, respectively behind the relevant corner.
  • arranged at the top of the bobbin 1 guide elements 1.5 to 1.8 each have a transversely to its length on the adjacent corner Wn executed lead, while the arranged at the bottom of the bobbin 1 FüJ approximately elements 1.1 to 1.4 are designed as hook-shaped, outwardly facing feet ,
  • These embodiments which are also clearly shown in FIG. 18, facilitate the manufacture of the wound body 1 with the guide elements as a contiguous injection-molded part, since undercuts are avoided in this way.
  • FIGS. 9 to 15 show another embodiment of a winding body in which the winding body 11 itself and the guide elements 11.5 to 11.8 arranged on its upper side consist of ferrite material and are integrally connected to one another, whereas the guide elements on the bottom of the winding body 11 are not are integrally connected to this. Rather, they are molded from plastic and are attached to the underside of the bobbin 11 and firmly connected with this.
  • these guide elements 6.1 and 6.2 are integrated in pairs in a plastic part 6, which is provided in the mounted state to the inside of the bobbin 11 towards projections 6.3 and 6.4 with pins 7.1 and 7.2, which in corresponding, arranged on the underside of the bobbin 11 holes 5.1 to 5.4 can be inserted.
  • a solid connection is guaranteed here.
  • These guide elements can then be inserted into a coil plate 13, which is shown in FIGS. 16 and 17.
  • the winding ends of the first and second coil windings are in turn wound around the guide elements on the underside of the winding body 11, while the winding ends of the third coil winding are wound around the corner projections 13.5 and 13.6. In the manner already described, these winding ends are then brought into electrical contact with the metalized portions 14.1 to 14.6 located at the bottom of the coil plate 13, and in this way the terminal contacts for the component are formed.

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Description

Induktives Miniatur-Bauelement, insbesondere Antenne
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein induktives Miniatur-Bauelement, insbesondere eine Antenne, mit einem als flaches, rechteckiges oder vieleckiges Bauteil ausgebildeten Wickelkörper, aufweichen drei Spulenwicklungen derart aufgebracht sind, dass die Achsen dieser Spulenwicklungen in die drei jeweils senkrecht zueinander ausgerichteten Rau richtungen (X, Y, Z) weisen, wobei eine erste und eine zweite Spulenwicklung in zwei senkrecht zueinander in der Mittelebene des Wickelkörpers liegenden Richtungen der Breite und der Länge des Wickelkörpers um diesen herumgewickelt sind und die dritte Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers seinem Umfang folgend um diesen herumgewickelt ist, wobei der Wickelkörper mindestens teilweise aus Ferrit- material besteht und an einer Unterseite Führungselemente zur Führung der dritten Spulenwicklung an einer ihrer Seiten aufweist. Derartige Bauelemente sind grundsätzlich bekannt. Sie können beispielsweise als Antennen bei einem schlüssellosen Zugangssystem für Kraftfahrzeuge oder auch bei Funkwellen verwendenden Einrichtungen zur Fernsteuerung einge- setzt werden.
Bei den bisher bekannten Bauelementen dieser Art ergeben sich bei der Herstellung Schwierigkeiten, indem einzelne Schritte des Herstellungsverfahrens, insbesondere das Aufbringen der dritten Spulenwicklung, von Hand durchge- führt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein induktives Miniatur-Bauelement, insbesondere eine Antenne, mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so auszubilden, dass eine vollautomatische, wenig aufwendige Herstel- lung möglich ist, bei der aber ein sicherer Sitz der dritten Spulenwicklung gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben, durch folgende Merkmale: a) Der Wickelkörper besitzt an seiner Oberseite Führungselemente zur Führung der dritten Spulenwicklung an ihrer anderen Seite; b) die Führungselemente an der Oberseite des Wickelkörpers bestehen aus Ferritmaterial und sind einstückig mit dem aus Ferritmaterial bestehenden Wickelkörper verbunden; c) der Wickelkörper ist auf eine Spulenplatte aus elektrisch nicht leitendem, nicht ferromagnetischem Material aufgesetzt und mit dieser verbunden, d) die Spulenplatte weist sich über ihre Dicke erstreckende Ausnehmungen auf, deren Innenkontur und Anordnung der Außenkontur und Anordnung der an der Unterseite des Wickelkörpers angeordneten Führungselemente entspricht, und der Wickelkörper ist derart auf die Spulenplatte aufgesetzt, dass die an seiner Unterseite angeordneten Führungselemente in die Ausnehmungen der Spulenplatte eingreifen; e) die Wicklungsenden der ersten und zweiten Spulenwicklung sind jeweils um die an der Unterseite des Wickelkörpers angeordneten Fuhrungselemente gewickelt; f) die Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung sind jeweils um die Ecken oder Vorsprünge der Spulenplatte gewickelt. e) die Wicklungsenden der ersten und zweiten Spulenwicklung sind jeweils um die an der Unterseite des Wickelkörpers angeordneten Fuhrungselemente gewickelt; f) die Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung sind jeweils um die Ecken oder Vorsprünge der Spulenplatte gewickelt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauelements sind weiter unten und in den abhängigen Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Verfahren zur automatischen Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements sind in den Verfahrensansprüchen beschrieben.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Bauelement grundsätzlich aus zwei Teilen aufzubauen, nämlich einmal dem Wickelkörper, der alle drei Spulenwicklungen trägt und der bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vollständig aus Ferritmaterial bestehen kann, und zum anderen einer Spulenplatte aus elektrisch nicht leitendem nicht ferromagnetischem Material, beispielsweise Kunststoff, auf welcher der Wickelkörper derart befestigt ist, dass die an seiner Unterseite angeordneten Führungselemente in entsprechend ausgestaltete Ausnehmungen der Spulenplatte eingreifen. Dabei sind die Wicklungsenden der ersten und der zweiten Spulenwicklung um die Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers herumgewickelt, und die Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung, die erst aufgebracht wird, wenn der Wickelkörper auf die Spulenplatte aufgesetzt ist, sind jeweils um Ecken oder Vorsprünge der Spulenplatte gewickelt. Die Innenränder der Ausnehmungen der Spulenplatte und an sie angrenzende Abschnitte am Boden der Spulenplatte können eine metallische Beschichtung aufweisen. Ebenso können die Ecken oder Vorsprünge der Spulenplatte, um welche die Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung gewickelt sind, und an sie angrenzende Abschnitte am Boden der Spulenplatte eine metallische Beschichtung aufweisen. Auf diese Weise werden Anschlusskontakte an der Unterseite der Spulenplatte geschaffen, mit denen die Wicklungsenden der Spulenwicklungen durch Löten verbunden werden können, so dass diese direkt auf eine entsprechend ausgestattete Leiterplatte aufgesetzt und dort befestigt werden kann. Wie weiter unten anhand von AusfuTirungsbeispielen beschrieben, lässt sich das erfindungsgemäße induktive Miniatur-Bauelement rasch und wenig auf- wendig auf entsprechend ausgestatteten Automaten herstellen.
Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele für induktive Miniatur-Bauelemente nach der Erfindung sowie für Verfahren zu ihrer Herstellung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in einer Ansicht auf die Oberseite ein induktives Miniatur-Bauelement in einer Ausbildung als 3D- Antenne;
Fig. 2 das Bauelement nach Fig. 1 in einer Ansicht auf die Unterseite;
Fig. 3. das Bauelement nach Fig. 1 und 2 in einer Ansicht auf die Schmalseite;
Fig. 4 die Spulenplatte für das Bauelement nach Fig. 1 bis 3 in einer Ansicht auf die Oberseite;
Fig. 5 die Spulenplatte nach Fig. 4 in einer Ansicht auf die Unterseite;
Fig. 6 den Wickelkörper des Bauelements nach Fig. 1 bis 3 in einer Ansicht auf die Unterseite;
Fig. 7 den Wickelkörper nach Fig. 6 in einer Ansicht auf die Oberseite;
Fig. 8 den Wickelkörper nach Fig. 6 und 7 in einer Ansicht auf die Schmalseite;
Fig. 9 eine andere Ausführungsform eines Wickelkörpers für ein Bauelement nach Fig. 1 bis 3 in einer teilweise nach der Linie IX-LX in Fig. 11 geschnittenen Seitenansicht; Fig. 10 den Wickelkörper nach Fig. 9 in einer teilweise nach der Linie X-X geschnittenen Seitenansicht;
Fig. 11 den Wickelkörper nach Fig. 9 und 10 in einer Ansicht von unten;
Fig. 12 ein Führungselemente tragendes Kunststoffteil zur Befestigung am Wickelkörper nach Fig. 9 bis 11 in einer Ansicht auf die Breitseite;
Fig. 13 das Kunststoffteil nach Fig. 12 in einer Ansicht von oben;
Fig. 14 das Kunststoffteil nach Fig. 12 und 13 in einer Ansicht von unten;
Fig. 15 das Kunststoffteil nach Fig. 12 bis 14 in einer Ansicht auf die Schmalseite;
Fig. 16 eine andere Ausführungsform einer Spulenplatte in einer Ansicht von oben;
Fig. 17 die Spulenplatte nach Fig. 16 in einer Ansicht von unten;
Fig. 18 in einer perspektivischen explodierten Darstellung Wickelkörper und Spulenplatte nach Fig. 4 bis 8 ohne die Spulenwicklungen;
Fig.l9A bis l9E das Bauelement nach Fig. 1 bis 8 in verschiedenen Phasen seiner Herstellung.
Das in den Fig. 1 bis 8 dargestellte induktive Miniatur-Bauelement besitzt einen als flaches, im wesentlichen rechteckiges Bauteil ausgebildeten Wickelkörper 1, aufweichen drei Spulenwicklungen 2X, 2Y und 2Z derart aufgebracht sind, dass die Achsen dieser Spulenwicklungen in die drei jeweils senkrecht zueinander ausgerichteten Raumrichtungen X, Y und Z weisen, die in Fig. 1 und 3 angedeutet sind. Die Spulenwicklungen sind, wie aus Fig. 1 und 3 abzulesen, so auf den Wickelkörper 1 aufgebracht, dass eine erste Spulenwicklung 2X und eine zweite Spulenwicklung 2Y in zwei senkrecht zueinander und parallel zur Mittelebene des Wickelkörpers 1 liegenden Richtungen der Breite und der Länge des Wickelkörpers um diesen herumgewickelt sind und die dritte Spulenwicklung 2Z entlang der Schmalseite des Wickelkörpers 1 seinem Umfang folgend um diesen herumgewickelt ist.
Der Wickelkörper 1 besitzt an seiner Unterseite Führungselemente 1.1 bis 1.4 und an seiner Oberseite Führungselemente 1.5 bis 1.8. In dem in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Wickelkorper 1 und sowohl die Führungselemente 1.1 bis 1.4 an der Unterseite des Wickelkörpers als auch die Führungselemente 1.5 bis 1.8 an der Oberseite des Wickelkörpers aus Ferrit- material aufgebaut und sind einstückig und materialeinheitlich miteinander verbunden. Der Wickelkörper 1 ist auf eine Spulenplatte 3 aus Kunststoffmaterial aufgesetzt und mit dieser verbunden. Die Spulenplatte 3 besitzt sich über ihre Dicke erstreckende und zu ihrem Rand hin öffnende Ausnehmungen
3.1 bis 3.4. Die Innenkontur und die Anordnung dieser Ausnehmungen ent- spricht der Außenkontur und Anordnung der am Boden des Wickelkörpers 1 angeordneten Führungselemente 1.1 bis 1.4. Diese Ausbildung hat zur Folge, dass der Wickelkörper 1 derart auf die Spulenplatte 3 aufgesetzt werden kann, dass die Führungselemente 1.1 bis 1.4 in die Ausnehmungen 3.1 bis 3.4 der Spulenplatte eingreifen. Die Wicklungsenden 2. IX der ersten Spulenwicklung 2X sind um die Führungselemente 1.1 und 1.3 gewickelt, während die Wicklungsenden 2.1Y der zweiten Spulenwicklung 2Y um die Führungselemente
1.2 und 1.4 gewickelt sind.
Die Dicke der Spulenplatte 3 entspricht im wesentlichen der Dicke der Füh- rungselemente 1.1 bis 1.4 der Unterseite des Wickelkörpers 1. Die Innenränder der Ausnehmungen 3.1 bis 3.4 in der Spulenplatte 3 sowie, wie aus Fig. 5 zu entnehmen, an sie angrenzende Abschnitte vorgegebener Breite am Boden der Spulenplatte 3 weisen eine metallische Beschichtung auf. Die metallisch beschichteten Abschnitte am Boden der Spulenplatte 3 sind mit 4.1 bis 4.4 bezeichnet. Die Wicklungsenden 2.1Z der dritten Spulenwicklung 2Z sind jeweils um Eckvorsprünge 3.5 und 3.6 der Spulenplatte 3 gewickelt. Diese Eckvorsprünge 3.5 und 3.6 der Spulenplatte 3 und an sie angrenzende Abschnitte 4.5 und 4.6 am Boden weisen ebenfalls eine metallische Beschichtung auf. Diese Ausbildung hat zur Folge, dass die an der Unterseite der Spulenplatte 3 angeordneten Abschnitte 4.1 bis 4.6 mit metallischer Beschichtung jeweils mit einem der Wicklungsenden der Spulenwicklungen 2X, 2 Y und 2Z durch Löten elektrisch verbunden werden können und damit die Anschlusskontakte für diese Spulenwicklungen darstellen. Das Bauelement kann demnach bei der Montage mit der Unterseite der Spulenplatte 3 auf eine entsprechend ausgestattete Leiterplatte aufgesetzt und mit dieser verbunden werden.
Wie den Fig. 1 und 3 und der weiter unten erläuterten Folge der Fig. 19A bis 19E entnommen werden kann, verläuft die dritte Spulenwicklung 2Z an ihrer Oberseite entlang der Fuhrungselemente 1.5 bis 1.8 und an ihrer Unterseite einerseits entlang der Führungselemente 1.1 bis 1.4 und zusätzlich entlang der oberen Oberfläche der Spulenplatte 3. Damit ist ein sicherer Sitz der dritten Spulenwicklung 2Z gewährleistet.
Bei dem in den Fig. 1 bis 8 sowie den Fig. 18 und 19 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungselemente am Wickelkörper 1 so angeordnet, dass sie nach außen ragen und jeweils in einer Umfangsrichtung des Wickel- körpers 1 gesehen, beispielsweise wie in Fig. 7 das Führungselement 1.5, an der Oberseite des Wickelkörpers 1 im wesentlichen vor einer Ecke des Wickelkörpers 1 angeordnet sind, während die zugeordneten Führungselemente 1.1 an der Unterseite des Wickelkörpers, beispielsweise das Führungselement 1.1, jeweils hinter der betreffenden Ecke angeordnet sind. Dabei weisen die an der Oberseite des Wickelkörpers 1 angeordneten Führungselemente 1.5 bis 1.8 jeweils einen quer zu ihrer Länge über die benachbarte Ecke Wnausgeführten Vorsprung auf, während die am Boden des Wickelkörpers 1 angeordneten FüJ rungselemente 1.1 bis 1.4 als hakenförmige, nach außen weisende Füße ausgebildet sind. Diese Ausbildungen, die auch Fig. 18 gut zu entnehmen sind, erleichtern die Herstellung des Wickelkörpers 1 mit den Führungselementen als zusammen- hängendes Spritzgussteil, da auf diese Weise Hinterschneidungen vermieden werden.
Die Fig. 9 bis 15 zeigen eine andere Ausführungsform eines Wickelkörpers, bei der zwar der Wickelkörper 11 selbst und die an seiner Oberseite angeord- neten Führungselemente 11.5 bis 11.8 aus Ferritmaterial bestehen und einstückig miteinander verbunden sind, die Führungselemente am Boden des Wickelkörpers 11 dagegen nicht einstückig mit diesem verbunden sind. Sie sind vielmehr aus Kunststoff geformt und werden auf die Unterseite des Wickelkörpers 11 aufgesteckt und mit diesem fest verbunden.
Hierzu sind diese Führungselemente 6.1 und 6.2 paarweise in ein Kunststoffteil 6 integriert, welches auf im montierten Zustand zur Innenseite des Wickelkörpers 11 hin gerichteten Vorsprüngen 6.3 und 6.4 mit Zapfen 7.1 und 7.2 versehen ist, welche in entsprechende, an der Unterseite des Wickelkörpers 11 angeordnete Löcher 5.1 bis 5.4 einsteckbar sind. Durch entsprechend vorgesehene Verklebungen wird hier eine feste Verbindung gewährleistet. Es werden für jeden Wickelkörper 11 zwei der in den Fig. 12 bis 15 dargestellten Kunststoffteile 6 benötigt, so dass nach ihrem Aufstecken und Befestigen an der Unterseite jeweils insgesamt vier der Führungselemente 6.1 und 6.2 angeordnet sind. Diese Führungselemente können dann in eine Spulenplatte 13 eingesetzt werden, die in den Fig. 16 und 17 dargestellt ist. Entsprechend der Anordnung der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers 11, die paarweise an zwei voneinander abgewandten Seiten des Wickelkörpers 11 nach außen ragen, sind auch die Ausnehmungen 13.1 bis 13.4 in der Spulenplatte 13 in dieser Weise an zwei voneinander abgewandten Seiten sich nach außen hin öffnend angeordnet. Wie Fig. 17 zu entnehmen, sind auch bei dieser Spulenplatte 13, bei welcher die Innenkanten der Ausnehmungen 13.1 bis 13.4 eine metallische Beschichtung aufweisen, an der Unterseite an die Ausnehmungen 13.1 bis 13.4 angrenzende Abschnitte 14.1 bis 14.4 am Boden der Spulenplatte 13 mit einer solchen metallischen Beschichtung versehen, ebenso die Eckvorsprünge 13.5 und 13.6, die im Bodenbereich mit metallischen Beschichtungs- abschnitten 14.5 und 14.6 versehen sind. Bei der Herstellung eines induktiven Miniatur-Bauelements aus den in den Fig. 9 bis 17 dargestellten Teilen, wird der Wickelkörper 13 in der gleichen Weise mit drei Spulenwicklungen versehen, wie dies anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert wurde.
Die Wicklungsenden der ersten und zweiten Spulenwicklung werden wiederum um die Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers 11 herumge- wickelt, während die Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung um die Eckvorsprünge 13.5 und 13.6 herumgewickelt werden. In der bereits beschriebenen Weise werden diese Wicklungsenden dann in elektrischen Kontakt mit den am Boden der Spulenplatte 13 angeordneten metallisierten Abschnitten 14.1 bis 14.6 gebracht, und auf diese Weise werden die Anschlusskontakte für das Bauelement gebildet.
Im folgenden werden Verfahren beschrieben, nach denen induktive Miniatur- Bauelemente einerseits nach den Fig. 1 bis 8 und andererseits nach den Fig. 9 bis 17 auf einem entsprechend ausgestatteten Fertigungsautomaten hergestellt werden können.
Bei der Herstellung eines Bauteils nach Fig. 1 bis 8 laufen folgende Verfahrensschritte automatisch ab.
a) Bereitstellen eines Wickelkörpers aus Ferritmaterial mit einstückig angeordneten Führungselementen an der Oberseite und an der Unterseite;
b) Wickeln einer ersten und einer zweiten Spulenwicklung auf den Wickelkörper in zwei senkrecht zueinander und in der Mittelebene des Wickelkörpers liegenden Richtungen;
c) Bewickeln der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers mit den Wicklungsenden der aufgebrachten Spulenwicklungen;
d) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Stellen an der Unterseite des Wickelkörpers; e) Bereitstellen einer Spulenplatte mit den Führungselementen an der Unterseite des Wickelkörpers zugeordneten Ausnehmungen;
f) Zusammenfügen von Wickelkörper und Spulenplatte;
g) Wickeln einer dritten Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers in den Raum zwischen den Führungselementen an der Oberseite des Wickelkörpers und den Führungselementen an der Unterseite des Wickelkörpers bzw. der Oberfläche der Spulenplatte;
h) Bewickeln von Ecken oder Vorsprängen der Spulenplatte mit den Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung und Verzinnen dieser Wicklungsenden;
i) Verbinden der Wicklungsenden der Spulenwicklungen mit metallischen Beschichtungen der Spulenplatte durch Löten;
j) Abfuhren des Bauelements zum Messen und Verpacken.
Dieser Verfahrensablauf ist in den Fig. 19A bis 19E schematisch dargestellt.
Bei der Herstellung eines induktiven Miniatur-Bauelements nach den Fig. 9 bis 17 kann ein Verfahren zur Anwendung kommen, bei dem folgende Verfahrensschritte vollautomatisch ablaufen:
a) Bereitstellen eines Wickelkörpers aus Ferritmaterial mit einstückig angeordneten Führungselementen an der Oberseite;
b) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Bereiche an der Unterseite des Wickelkörpers;
c) Bereitstellen von Führungselementen aus Kunsstoff und Befestigen dieser Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers; d) Wickeln einer ersten und einer zweiten Spulenwicklung auf den Wickelkörper in zwei senkrecht zueinander und in der Mittelebene des Wickel- körpers liegenden Richtungen;
e) Bewickeln der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers mit den Wicklungsenden der aufgebrachten Spulenwicklungen;
f) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Stellen an der Unterseite des Wickelkörpers;
g) Bereitstellen einer Spulenplatte mit den Führungselementen an der Unterseite des Wickelkörpers zugeordneten Ausnehmungen;
h) Zusammenfügen von Wickelkörper und Spulenplatte;
i) Wickeln einer dritten Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers in den Raum zwischen den Führungselementen der Oberseite und den Führungselementen der Unterseite bzw. der Oberfläche der Spulenplatte;
j) Bewickeln von Ecken oder Vorsprüngen der Spulenplatte mit den Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung;
k) Verbinden der Wicklungsenden der Spulenwicklungen mit metallischen Beschichtungen der Spulenplatte durch Löten;
1) Abfuhren des Bauelements zum Messen und Verpacken.

Claims

Patentansprüche
1. Induktives Miniatur-Bauelement, insbesondere Antenne, mit einem als flaches rechteckiges oder vieleckiges Bauteil ausgebildeten Wickelkörper, aufweichen drei Spulenwicklungen derart aufgebracht sind, dass die Achsen dieser Spulenwicklungen in die drei jeweils senkrecht zueinander ausgerichteten Raumrichtungen (X, Y, Z) weisen, wobei eine erste und eine zweite Spulenwicklung in zwei senkrecht zueinander in der Mittelebene des Wickelkörper liegenden Richtungen der Breite und der Länge des Wickelkörpers um diesen herumgewickelt sind und die dritte Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers seinem Umfang folgend um diesen herumgewickelt ist, wobei der Wickelkörper mindestens teil- weise aus Ferritmaterial besteht und an einer Unterseite Führungselemente zur Führung der dritten Spulenwicklung an einer ihrer Seiten aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Wickelkörper (1, 11) besitzt an seiner Oberseite Führungselemente (1.5 bis 1.8, 11.5 bis 11.8) zur Führung der dritten Spulenwicklung (2.Z) an ihrer anderen Seite; b) die Führunselemente (1.5 bis 1.8) an der Oberseite des Wickelkörpers (1) bestehen aus Ferritmaterial und sind einstückig mit dem aus Ferrit- material bestehenden Wickelkörper (1) verbunden; c) der Wickelkörper (1) ist auf eine Spulenplatte (3) aus elektrisch nicht leitendem, nicht ferromagnetischem Material aufgesetzt und mit dieser verbunden; d) die Spulenplatte (3) weist sich über ihre Dicke erstreckende Ausnehmungen (3.1 bis 3.4) auf, deren Innenkontur und Anordnung der Außenkontur und Anordnung der an der Unterseite des Wickelkörpers (1) angeordneten Führungselemente (1.1 bis 1.4) entspricht, und der Wickelkörper (1) ist derart auf die Spulenplatte (3) aufgesetzt, dass die an seiner Unterseite angeordneten Führungselemente (1.1 bis 1.4) in die Ausnehmungen (3.1 bis 3.4) der Spulenplatte (3) eingreifen; e) die Wicklungsenden (2. IX, 2.1 Y) der ersten und zweiten Spulenwicklung (2X, 2Y) sind jeweils um die an der Unterseite des Wickelkörpers (1) angeordneten Führungselemente (1.1 bis 1.4) gewickelt; f) die Wicklungsenden (2.1Z) der dritten Spulenwicklung (2Z) sind jeweils um Ecken oder Vorsprünge (3.5, 3.6) der Spulenplatte gewickelt;
Miniatur-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Unterseite des Wickelkörpers (1) angeordneten Führungselemente (1.1 bis 1.4) aus Ferritmaterial bestehen und einstückig mit dem Wickelkörper (1) verbunden sind.
Miniatur-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Unterseite des Wickelkörpers (11) angeordneten Führungselemente (6.1, 6.2) aus Kunststoff bestehen.
4. Miniatur-Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Unterseite des Wickelkörpers (11) angeordneten Führungselemente (6.1, 6.2) einzeln oder paarweise in ein Kunststoffteil (6) integriert sind, das mindestens einen nach oben weisenden Zapfen (7.1, 7.2) aufweist, der in ein ihm zugeordnetes Loch (5.1 bis 5.4) an der Unterseite des Wickel- körpers (11) eingesteckt ist.
5. Miniatur-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (1.1 bis 1.4 bzw. 1.5 bis 1.8) vom Umfang des Wickelkörpers (1) nach außen ragen und so angeordnet sind, dass in einer Umfangsrichtung gesehen j eweils ein Führungselement (1.5 bis 1.8) der Oberseite des Wickelkörpers (1) im wesentlichen vor einer seiner Ecken angeordnet ist, während das ihm zugeordnete Führungselement (1.1 bis 1.4) der Unterseite des Wickelkörpers (1) hinter der betreffenden Ecke angeordnet ist.
6. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (11.1 bis 11.4 bzw. 11.5 bis 11.8) vom Umfang des Wickelkörpers (11) nach außen ragen und die Führungsele- mente (11.1 bis 11.4) der Unterseite des Wickelkörpers (11) paarweise an zwei voneinander abgewandten Seiten des Wickelkörpers (11) angeordnet sind.
7. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dicke der Spulenplatte (3, 13) der Dicke der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers (1, 11) entspricht.
8. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (3.1 bis 3.4, 13.1 bis 13.4) der Spulen- platte (3, 13) sich zum Rand der Spulenplatte hin öffnen.
9. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenränder der Ausnehmungen (3.1 bis 3.4, 13.1 bis 13.4) der Spulenplatte (3, 13) und an sie angrenzende Teile vorgegebener Breite am Boden und/oder der Schmalseite der Spulenplatte (3, 13) eine metallische Beschichtung (4.1 bis 4.4) aufweisen.
10. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken oder Vorspränge (3.5, 3.6) der Spulenplatte (3), um welche die Wicklungsenden (2.1Z) der dritten Spulenwicklung (2Z) gewickelt sind, an den Schmalseiten und/oder an angrenzenden Teilen vorgegebener Breite am Boden eine metallische Beschichtung (4.5, 4.6) aufweisen.
11. Miniatur-Bauelement nach einem der Anspräche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die am Boden des Wickelkörpers (1) angeordneten Führungselemente (1.1 bis 1.4) als hakenförmige, nach außen weisende Füße ausgebildet sind.
12. Miniatur-Bauelement nach den Ansprächen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (1.5 bis 1.8) an der Oberseite des Wickelkörpers (1) jeweils einen quer zu ihrer Länge über die benachbarte Ecke unausgeführten Vorsprung aufweisen.
3. Verfahren zur Herstellung eines induktiven Miniatur-Bauelements nach den Ansprüchen 2 sowie 9 und 10, gekennzeichnet durch folgende automatisch ablaufende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Wickelkörpers aus Ferritmaterial mit einstückig angeordneten Führungselementen an der Oberseite und an der Unterseite; b) Wickeln einer ersten und einer zweiten Spulenwicklung auf den Wickelkörper in zwei senkrecht zueinander und in der Mittelebene des Wickelkörpers liegenden Richtungen; c) Bewickeln der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers mit den Wicklungsenden der aufgebrachten Spulenwicklungen; d) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Stellen an der Unterseite des Wickelkörpers; e) Bereitstellen einer Spulenplatte mit den Führungselementen an der Unterseite des Wickelkörpers zugeordneten Ausnehmungen; f) Zusammenfügen von Wickelkörper und Spulenplatte; g) Wickeln einer dritten Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers in den Raum zwischen den Führungselementen der Oberseite und den Führungselementen der Unterseite bzw. der Oberfläche der Spulenplatte; h) Bewickeln von Ecken oder Vorsprüngen der Spulenplatte mit den Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung; i) Verbinden der Wicklungsenden der Spulenwicklungen mit metallischen Beschichtungen der Spulenplatte durch Löten; j) Abfuhren des Bauelements zum Messen und Verpacken.
4. Verfahren zur Herstellung eines induktiven Miniatur-Bauelements nach den Ansprächen 3 oder 4 in Verbindung mit 9 und 10, gekennzeichnet durch folgende automatisch ablaufende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Wickelkörpers aus Ferritmaterial mit einstückig angeordneten Führungselementen an der Oberseite; b) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Bereiche an der Unterseite des Wickelkörpers; c) Bereitstellen von Führungselementen aus Kunsstoff und Befestigen dieser Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers; d) Wickeln einer ersten und einer zweiten Spulenwicklung auf den Wickelkörper in zwei senkrecht zueinander und in der Mittelebene des Wickelkörpers liegenden Richtungen; e) Bewickeln der Führungselemente an der Unterseite des Wickelkörpers mit den Wicklungsenden der aufgebrachten Spulenwicklungen; f) Aufbringen eines Klebers auf vorgegebene Stellen an der Unterseite des Wickelkörpers; g) Bereitstellen einer Spulenplatte mit den Führungselementen an der Unterseite des Wickelkörpers zugeordneten Ausnehmungen; h) Zusammenfügen von Wickelkörper und Spulenplatte; i) Wickeln einer dritten Spulenwicklung entlang der Schmalseite des Wickelkörpers in den Raum zwischen den Führungselementen der Oberseite und den Führungselementen der Unterseite bzw. der Oberfläche der Spulenplatte; j) Bewickeln von Ecken oder Vorsprüngen der Spulenplatte mit den Wicklungsenden der dritten Spulenwicklung; k) Verbinden der Wicklungsenden der Spulenwicklungen mit metallischen Beschichtungen der Spulenplatte durch Löten;
1) Abfuhren des Bauelements zum Messen und Verpacken.
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