EP1844479A1 - Spulenkörper - Google Patents

Spulenkörper

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EP1844479A1
EP1844479A1 EP05821787A EP05821787A EP1844479A1 EP 1844479 A1 EP1844479 A1 EP 1844479A1 EP 05821787 A EP05821787 A EP 05821787A EP 05821787 A EP05821787 A EP 05821787A EP 1844479 A1 EP1844479 A1 EP 1844479A1
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EP
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winding
bobbin
connection
pins
winding support
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    • H01F2005/043—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads having multiple pin terminals, e.g. arranged in two parallel lines at both sides of the coil
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    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers

Definitions

  • the innovation relates to a bobbin for winding with winding wire.
  • bobbins for producing the winding are known for various variants of components with cores and at least one winding.
  • Such bobbins are in particular in cores from stamped sheets or material cores (made of, for example, ferrite or various powder materials on iron or iron alloy) with divided core shapes such as E cores according to IEC 61246 or RM cores according to IEC 60431 in each of various embodiments used.
  • connection pins are laterally offset with respect to the winding space of the copper coil and are usually arranged in two rows along the longitudinal axis of the component. mentes are arranged. Both of these constructions have in common that the winding of the copper wire must be done in a narrow area between the bobbin lower edge and the board surface to be populated and the space available for this is very limited.
  • the known constructions quickly reach design limits due to the copper cross sections of the winding wire required there.
  • This problem is further exacerbated for devices that are manufactured using copper wire to optimize the RF characteristics, since here the wire cross section through the segmentation in individual cores is clearly above that of a cross-sectionally identical single enameled wire and, secondly, especially at
  • the use of stranded wire with very thin single cores (eg ⁇ 0.15 mm) with a simple looping of the connecting pin can not achieve sufficient strength of the connection, so that the stranded wire usually reaches at least twice around the respective terminal pin must be looped which of course increases the space required for the winding of the wire on.
  • the novelty is therefore based on the task of proposing an improved bobbin.
  • the bobbin according to the invention is optimized on the one hand with regard to the space requirement of the component and offers the Furthermore, the possibility of easier winding even thicker stranded wires to the pins.
  • the bobbin which is usually produced by injection molding, is produced in at least two separate partial bodies, of which the first partial body serves as a base or support plate for the connection pins and the second partial body serves as a winding support for supporting the component winding.
  • Other bodies may be provided as needed and function.
  • the part body serving as a winding support is first wound with the required amount of enameled wire or stranded wire, and the wire ends are led out to the outside of the winding support through an opening on the side of the reel body into which the Anwickelloche are later inserted.
  • the two body parts of the bobbin are brought together so that the pins are inserted through corresponding openings in the winding support.
  • the bottom plate is fixed by corresponding locking fasteners on the winding support.
  • the innovation also allows voluminous solder connections with more than one loop and using HF
  • a further advantage of the proposed design is that the terminal soldering of the coil winding is spatially separated from the mounting soldering of the component in the printed circuit board. A re-softening and in extreme cases a loosening of the connection of the winding wire to the soldering pin during the soldering of the component in a printed circuit board can thus be reliably excluded.
  • Fig. 1 a bobbin without winding in the unassembled state
  • Fig. 2 a bobbin without winding in the assembled state
  • Fig. 2 a mounted bobbin without winding in an RM core.
  • the basic structure of a bobbin 1 according to the invention is shown in FIG. 1.
  • the bobbin 1 consists of two partial bodies, namely a contact carrier 2 designed as a base plate and a winding support 3 for receiving a winding consisting of winding wires.
  • the winding carrier 3 has a cylindrical winding section 4 and a ceiling plate 5 extending perpendicularly thereto with two lateral guide segments 6, 7.
  • the winding support 3 has a parallel to the ceiling plate 5 arranged base plate 13, for attachment to the bottom plate 2, on.
  • the winding section 4 is thus bordered on two opposite sides for better retention of the winding.
  • pins 10 are used, which have on the bottom of the bottom plate over the standard length of 5 mm (about 1/5 inch) for attachment to a circuit board.
  • the pin length on the opposite side of the base plate 2 depends on the height of the winding carrier 3.
  • the pins 10 protrude beyond this by approx. 3 - 6 mm.
  • the winding support 3 is first wound with the required amount of enameled wire or strand and the wire ends are guided freely through the openings 14 in the guide segments. After completion of the winding, the two body parts 2, 3 of the bobbin 1 are brought together so that the straight pins 10 are inserted through the openings 11 in the guide segments 6, 7 of the winding support. During the final assembly of the two partial bodies, the base plate 2 is fixed to the winding carrier 3 by corresponding, in particular latching, connecting elements (not shown).
  • FIG. 3 shows the assembly of a bobbin 1 using an RM core 12.

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Abstract

Spulenkörper zum Bewickeln mit Wicklungsdraht, wobei der Spulenkörper aus mindestens zwei Teilkörpern zusammengesetzt ist, von denen einer als Wicklungsträger und ein anderer als Anschlussträger mit Anschlussstiften dient.

Description

Spulenkörper
Die Neuerung betrifft einen Spulenkörper zum Bewickeln mit Wicklungsdraht .
Für diverse Varianten von Bauelementen mit Kernen und mindestens einer Wicklung sind zahlreiche Varianten von spritzgegossenen Spulenkörpern zum Herstellen der Wicklung bekannt . Solche Spulenkδrper werden insbesondere bei Kernen aus ge- stanzten Blechen oder Massekernen (hergestellt aus beispielsweise Ferrit oder diversen Pulverwerkstoffen auf Eisen oder Eisenlegierungsbasis) mit geteilten Kernformen wie etwa E- Kerne entsprechend IEC 61246—oder RM-Kernen entsprechend IEC 60431 in j eweils verschiedenen Ausführungsformen verwendet .
Im Normalfall handelt es sich um vergleichsweise einfache Konstruktionen für die Verarbeitung auf Spindelwickelmaschinen. Das Anwiekeln des die Wicklung bildenden Kupferlackdrahtes erfolgt durch Umschlingen der Anschlussstifte mit dem Lackdraht und anschließende Verlötung mit einem Weichlot zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Lackdraht und dem j eweiligen Anschlussstift . Als Anschlussstifte sind dabei sowohl gerade als auch verschiedene abgewinkelte Rund- oder Flachstifte gebräuchlich, die in die der Leiterplatte gegenüberliegende Seite des Spulenkörpers entweder eingespritzt oder eingenagelt werden .
Was den erforderlichen Bauraum auf der zu bestückenden Platinenoberfläche betrifft , stellen Konstruktionen mit gerade herausgeführten Anschlussstiften, die teilweise auch noch unter dem Wickelraum der Kupferspule liegen können, das Optimum in Bezug auf den Verbrauch an Baufläche dar . Derartige Konstruktionen werden vor allem bei den sogenannten RM- Kernformen verwendet . Für die Verwendung bei E-Kernen ist ei- ne Konstruktion üblich, bei der die Anschlussstifte gegenüber dem Wickelraum der Kupferspule seitlich versetzt sind und in der Regel in zwei Reihen entlang der Längsachse des Bauele- mentes angeordnet sind. Beiden genannten Konstruktionen ist gemeinsam, dass das Anwickeln des Kupferdrahtes in einem schmalen Bereich zwischen Spulenkörperunterkante und der zu bestückenden Platinenoberfläche erfolgen muss und der dafür zur Verfügung stehende Raum sehr begrenzt ist .
Durch die Verwendung von Spulenkörpern mit abgewinkelten Stiften bzw. mit vergrößerten Grundplatten lässt sich dieses Problem umgehen - der Platzbedarf des Bauelementes steigt durch diese Maßnahmen j edoch entsprechend.
Speziell bei der Herstellung von Bauelementen für Leistungsanwendungen stoßen daher die bekannten Konstruktionen auf Grund der dort erforderlichen Kupferquerschnitte des Wick- lungsdrahtes schnell an konstruktive Grenzen . Dieses Problem wird bei Bauelementen, die- unter Verwendung von Kupferlitze zur Optimierung der HF-Eigenschaften hergestellt werden, noch weiter verschärft da hier zum einem der Drahtquerschnitt durch die Segmentierung in Einzeladern deutlich über dem ei- nes querschnittsgleichen einfachen Lackdrahtes liegt und zum anderen speziell bei der Verwendung von Litze mit sehr dünnen Einzeladern (z . B . < 0 , 15 mm) mit einer einfachen Umschlingung des Anschlussstiftes keine hinreichende Festigkeit der Verbindung zu erreichen ist , so dass der Litzendraht in der Re- gel mindestens zweimal um den j eweiligen Anschlussstift geschlungen werden muss was natürlich den Platzbedarf für das Anwickeln des Drahtes weiter erhöht .
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde , einen verbes- serten Spulenkörper vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der neuerungsgemäße Spulenkörper ist zum einen hinsichtlich des Platzbedarfs des Bauelementes optimiert und bietet des Weiteren die Möglichkeit des erleichterten Anwickelns auch dickerer Litzendrähte an die Anschlussstifte .
Dies wird dadurch erreicht , dass der meist im Spritzgussver- fahren hergestellte Spulenkörper in mindestens zwei getrennten Teilkörpern hergestellt wird, von denen der erste Teil - körper als Boden- bzw. Trägerplatte für die Anschlussstifte und der zweite Teilkörper als Wicklungsträger zum Tragen der Bauelementewicklung dient . Weitere Teilkörper können j e nach Bedarf und Funktion vorgesehen werden.
Bei Herstellung eines Bauelementes wird zunächst der als Wicklungsträger dienende Teilkörper mit der erforderlichen Menge an Lackdraht bzw. Litze bewickelt und die Drahtenden frei durch eine Öffnung auf der Seite des Spulenkörpers , in welche später die Anwickelstifte eingesetzt werden, an die Außenseite des Wicklungsträgers herausgeführt . Nach Fertigstellung der Wicklung werden die beiden Teilkörper des Spulenkörpers so zusammengeführt , dass die Anschlussstifte durch entsprechende Öffnungen im Wicklungsträgers gesteckt werden.
Beim endgültigen Zusammenfügen der beiden Teilkörper wird die Bodenplatte durch entsprechende rastende Verbindungselemente am Wicklungsträger fixiert .
Nach diesem Montageschritt werden die einzelnen, zuvor losen Draht- oder Litzenenden, an die j eweiligen Anschlussstifte angewickelt und anschließend mit diesen verlötet .
Durch die Neuerung lassen sich auch voluminöse Lötanschlüsse mit mehr als einer Umschlingung und unter Verwendung von HF-
Litze größeren Querschnitts an den nach Bauflächenbedarf optimierten Spulenkörpern anbringen. Der Bauraum unmittelbar oberhalb des Spulenkörpers , der in der vorgestellten Konstruktion zur Ausführung der Anschlusslötung Verwendung fin- det , wird in konventionellen Konstruktionen nicht genutzt , so dass sich durch die vorgeschlagene Konstruktion letztendlich eine Erhöhung der Packungsdichte auf einer Platine erreichen lässt .
Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Bauform besteht dar- in, dass die Anschlusslötung der Spulenwicklung räumlich von der Montagelötung des Bauelementes in der Leiterplatte getrennt wird. Eine Wiedererweichung und im Extremfall ein Lösen der Verbindung des Wicklungsdrahtes zum Lötstift während des Einlötens des Bauelementes in eine Leiterplatte kann so- mit zuverlässig ausgeschlossen werden .
Die Neuerung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert . Es zeigen :
Fig . - 1 einen Spulenkörper ohne Wicklung im nicht montierten Zustand,
Fig . 2 einen Spulenkörper ohne Wicklung im montierten Zu- stand und
Fig . 2 einen montierten Spulenkörper ohne Wicklung in einem RM-Kern .
Den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers 1 zeigt Fig . 1. Der Spulenkörper 1 besteht aus zwei Teilkörpern, nämlich einem als Bodenplatte ausgebildeten An- schlussträgers 2 und einem Wicklungsträger 3 zur Aufnahme einer Wicklung bestehend aus Wicklungsdrähten. Der Wicklungs- träger 3 weist einen zylindrischen Wickelabschnitt 4 und eine sich senkrecht dazu erstreckende Deckenplatte 5 mit zwei seitlichen FührungsSegmenten 6, 7 auf . Weiterhin weist der Wicklungsträger 3 eine parallel zur Deckenplatte 5 angeordnete Grundplatte 13 , zur Befestigung an der Bodenplatte 2 , auf . Der Wickelabschnitt 4 ist somit an zwei gegenüberliegenden Seiten zur besseren Halterung der Wicklung eingefasst . In die Bodenplatte 2 bzw. in zwei seitliche Führungssegmente 8 , 9 der Bodenplatte 2 sind Anschlussstifte 10 eingesetzt , die auf der Unterseite der Bodenplatte über die standardmäßige Länge von 5 mm (ca . 1/5 Zoll) zur Befestigung an einer Leiterplatte verfügen . Die Anschlussstiftlänge auf der gegenüberliegenden Seite der Bodenplatte 2 richtet sich nach der Höhe des Wicklungsträgers 3. Die Anschlussstifte 10 überragen diesen um ca . 3 - 6 mm. Bei der Montage werden dazu die Anschlussstifte 10 durch Öffnungen 11 in den FührungsSegmenten 6 , 7 der Deckenplatte 5 des Wicklungsträgers 3 geführt .
Beim Herstellen des Spulenkörpers 1 wird zunächst der Wicklungsträger 3 mit der erforderlichen Menge an Lackdraht bzw. Litze bewickelt und die Drahtenden frei durch die Öffnungen 14 in den Führungssegmenten, herausgeführt . Nach Fertigstellung der Wicklung werden die beiden Teilkörper 2 , 3 des Spulenkörpers 1 so zusammengeführt , dass die geraden Anschlussstifte 10 durch die Öffnungen 11 in den FührungsSegmenten 6 , 7 des Wicklungsträgers gesteckt werden . Beim endgültigen Zu- sammenfügen der beiden Teilkörper wird die Bodenplatte 2 durch entsprechende, insbesondere rastende , nicht dargestellte Verbindungselemente am Wicklungsträger 3 fixiert .
Den montierten Zustand zeigt die Fig . 2 wobei die Wicklung in dieser Figur nicht mit dargestellt ist .
Nach diesem Montageschritt werden die einzelnen, zuvor losen Draht (Litzen) enden an die j eweiligen Anschlussstifte 10 angewickelt und anschließend mit diesen verlötet .
Als Beispiel zeigt die Fig . 3 den Zusammenbau einen Spulenkörpers 1 unter Verwendung eines RM - Kernes 12.

Claims

Schutzansprüche
1. Spulenkörper (1) zum Bewickeln mit Wicklungsdraht , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Spulenkörper (1) aus mindestens zwei Teilkörpern (2 , 3 ) zusammengesetzt ist , von denen einer als Wicklungsträger (3 ) und ein anderer als Anschlussträger (2 ) mit Anschlussstiften dient .
2. Spulenkörper nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Anschlussträger (2 ) als Bodenplatte ausgebildet ist .
3. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Anschlussstifte ( 10) durch den Anschlussträger (2 ) hindurch geführt sind .
4. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Anschlussstifte (10 ) in mindestens einem Führungssegment (8 , 9) des Anschlussträgers (2 ) gehalten sind .
5. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Anschlussstifte ( 10) die dem Wicklungsträger (3 ) abgewandte Seite des Anschlussträgers (2 ) überragen.
6. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Anschlussstifte ( 10) die dem Wicklungsträger (3 ) abgewandte Seite des Anschlussträgers (2 ) um etwa 5mm überragen.
7. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anschlussstifte (10) durch Öffnungen (11) im Wicklungsträger geführt sind .
8. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der
Wicklungsträger (3 ) einen Wickelabschnitt (4 ) und eine sich senkrecht dazu erstreckenden Deckenplatte (5) aufweist , wobei die Anschlussstifte ( 10 ) durch Öffnungen (11) in der Deckenplatte geführt sind .
9. Spulenkörper nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Deckenplatte mindestens ein seitliches Führungssegment (6 , 7) aufweist und dass die Öffnungen (11) der Decken- platte (5) zur Aufnahme der Anschlussstifte ( 10) zumindest teilweise in dem Führungssegment ( 6 , 7) eingebracht sind.
10. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 8 oder 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der
Wicklungsträger (3 ) zusätzlich zur Deckenplatte (5) eine im wesentlichen parallel zur Deckenplatte (5) angeordnete Grundplatte (13 ) zur Anlage an den Anschluss- träger (2) aufweist .
11. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anschlussstifte (10) den Wicklungsträger (3 ) überragen.
12. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anschlussstifte (10 ) den Wicklungsträger um etwa 2mm bis 8mm, vorzugsweise um etwa 3mm bis 6mm überragen .
13. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wicklungsträger (3 ) und der Anschlussträger (2 ) mittels rastender Verbindungsteile verbindbar sind .
14. Spulenkörper nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die rastenden Verbindungsteile einstückig mit dem Wicklungsträger (3 ) und/oder dem Anschlussträger (2) ausgebildet sind.
15. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Spulenkörper (1) mit mindestens einem Wickelungsdraht bewickelt ist .
16. Spulenkörper nach Anspruch 15 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der oder die Wicklungsdrähte Lackdrähte und/oder Litzendrähte sind.
17. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 15 oder 16 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Enden des Wicklungsdrahtes durch mindestens j eweils eine Öffnung (11) im Wicklungsträger (3 ) an dessen Außenseite geführt sind .
18. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 17 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Enden des Wicklungsdrahtes auf der Außenseite des Wicklungsträgers (3 ) mit den Anschlussstiften (10 ) kontak- tiert sind.
19. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anschlussstifte (10) gerade ausgebildet sind.
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