EP2500917A2 - Induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel - Google Patents

Induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel Download PDF

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EP2500917A2
EP2500917A2 EP12001551A EP12001551A EP2500917A2 EP 2500917 A2 EP2500917 A2 EP 2500917A2 EP 12001551 A EP12001551 A EP 12001551A EP 12001551 A EP12001551 A EP 12001551A EP 2500917 A2 EP2500917 A2 EP 2500917A2
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EP
European Patent Office
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core
legs
leg
passive component
inductive passive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12001551A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2500917A3 (de
Inventor
Tilo Pechan
Klaus Seitenbecher
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Roland Pechan & Co KG GmbH
Tridelta Weichferrite GmbH
Original Assignee
Roland Pechan & Co KG GmbH
Tridelta Weichferrite GmbH
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.)
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Publication date
Application filed by Roland Pechan & Co KG GmbH, Tridelta Weichferrite GmbH filed Critical Roland Pechan & Co KG GmbH
Publication of EP2500917A2 publication Critical patent/EP2500917A2/de
Publication of EP2500917A3 publication Critical patent/EP2500917A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
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    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/346—Preventing or reducing leakage fields
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    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
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    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
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    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F2027/348—Preventing eddy currents

Definitions

  • the invention relates according to the preamble of claim 1, a core for an inductive passive component, in particular throttle, which consists of at least two substantially mutually parallel and each consisting of a plurality of magnetizable leg portions legs, said legs at their two ends by a respective yoke connected to each other.
  • Such chokes are used in conjunction with capacitors as a sine-wave filter, for example in the form of a low-pass filter, for frequency converter.
  • the invention relates to a core for an inductance component having at least two legs arranged substantially parallel to one another, which are connected at their two ends by a yoke formed from I-cores having a rectangular cross-section, wherein the legs consist of a plurality of individual segments each separated by an insulator. The segments are glued to the insulators.
  • Characteristic of this invention is that the core is formed as a ferrite core and the cylindrical legs are formed by formed as a pressed ferrite tablets with a round or oval cross-section segments.
  • a disadvantage of this invention is that the insulators glued between the segments are present as separate components, which increases the production cost of the core sensitive. Since the thickness of the insulators decisively influences the effective permeability of the core and the inductance of the choke, therefore, increased demands are made on the Manufacturing accuracy of the isolators provided. In addition, eddy current losses occur in the current-carrying copper winding in the region of the insulators due to field line propagation, which leads to undesired heating of the reactor.
  • the object of the invention is now to propose a core for an inductive passive component, in particular choke, which generates less eddy current losses in a simple structure and is better suppressed.
  • the core for an inductive passive component in particular throttle, at least two substantially mutually parallel and each consisting of a plurality of magnetizable leg sections legs, wherein the legs are connected at their two ends by a respective yoke.
  • a spacer consisting of ferrite is provided, which is adhesively bonded in each case between the leg sections placed one behind the other in the longitudinal extension of the legs to form an adhesive joint, the effective cross-sectional area in the longitudinal extension of the legs of a spacer being between 0.1 and 20% of the cross-sectional area of a leg section in the longitudinal direction the thigh corresponds.
  • the dimensioning of the effective cross section of the spacer and its placement relative to the leg sections is dependent on the static requirements and the desired magnetic properties of the core.
  • the spacer is placed centered between the leg portions.
  • the spacer is in the form of a ring with a round or angular shape or as a body in the shape of a cylinder, an n-sided prism or a combination thereof.
  • leg sections and spacers together forming the leg complement each other to form a straight circular cylinder or an n-sided regular prism with-except for the area of the glued joints-a closed lateral surface.
  • a leg portion and a spacer are integrally formed, each leg portion each having a first end face with a flat end face and an opposite second end face with a protruding over the associated end face annular collar or edge, and in the assembled state of Leg is glued only the collar or edge of a leg portion with the flat end face of the respective adjacent leg portion.
  • each leg section in cooperation with the opposing end faces of the leg sections glued together, surround or delimit a geometrically defined air space, this air space serving as a storage of magnetic energy.
  • Each of the two legs has a symmetrical arrangement of leg portions, wherein the axis of symmetry either of the half height of the legs or the longitudinal axis of the legs corresponds.
  • a defined number x of leg sections and a number x-1 of spacers are provided for this purpose, wherein a leg section is placed exactly at half the height of the leg.
  • a plurality of integrally formed spacers and leg sections are used, wherein the collar or edge having end faces in the direction of half the height of the leg. Exactly at half the height of the leg, a leg section without edge or collar is placed.
  • annular collar or edge and the associated leg portion are integrally formed, wherein the collar or edge by non-cutting forming processes, such as pressing, or by cutting forming processes, such as drilling or milling, can be produced.
  • the individual leg portions and annular collar or edges, and thus also each of the two legs, are made of ferrite. Due to the fact that the collar or rim, which is raised in relation to the end face, also consists of ferrite, it saturates at greater modulation, with the effective permeability of the core falling to the calculated value.
  • the ferrite collar or ferrite edge in the saturation state acts as a "shielding ring" and reduces the eddy current losses caused by the stray magnetic field in the current-carrying conductor of the winding, which extends around the two legs.
  • Each of the two angularly formed in cross-section yokes consists of at least one core, wherein the use of multiple cores these front side glued directly to each other or each glued together by an inserted insulator.
  • the two legs may be bonded to the yokes using an insulator to reduce the effective permeability of the ferrite core.
  • the Fig. 1.1 shows a schematic side view of the core 1 in a first embodiment and the associated Fig. 1.2 A schematic side view of a spacer 9 placed between two leg sections 3.
  • the core 1 provided for an inductive passive component, in particular a choke consists of two legs 2 arranged parallel to one another and each consisting of several magnetizable leg sections 3, the legs 2 being at their two ends are glued together by a respective yoke 5.
  • one consisting of ferrite Spacer 9 is provided, which in each case between the longitudinal extent of the leg 2 successively placed leg portions 3 is glued to form an adhesive joint 8.
  • the effective cross-sectional area of each spacer 9 formed as a ring corresponds to between 0.1 to 20% of the cross-sectional area of a leg portion 3.
  • the Fig. 2.1 illustrates a schematic side view of the core 1 according to the invention in a second embodiment.
  • the core 1 provided for an inductive passive component, in particular a choke consists of two legs 2 arranged parallel to one another and each consisting of a plurality of magnetizable leg sections 3.
  • the longitudinal axes of the two parallel legs 2 lie in a common plane.
  • the legs 2 are each connected to each other using an insulator 4 at its two ends by a yoke 5 constructed of I-cores.
  • Each of the two yokes 5 consists of several standard I cores, which are glued together in two blocks and separated by an insulator 4.
  • the leg sections 3, which are placed one behind the other in the longitudinal extent of the legs 2, comprise with a view to the legs Figures 2.3 and 2.4 in each case a first end face 3.1 with a flat end face 3.2 and an opposite second end face 3.3 with an over the associated flat face 3.4 protruding annular collar or edge 3.5, wherein in the assembled state of the leg 2, only the collar or edge 3.5 of a leg portion 3 with the plane End face 3.2 of each adjacent leg portion 3 is glued.
  • the leg sections 3 in the assembled state complement one another to form a leg 2 with the formation of glued joints 8 with a closed lateral surface.
  • the two legs 2 are provided for the purpose of constructing a functional throttle each with a winding, not shown, of a current-carrying conductor. Close in the mounting state shown here or limit the annular collar or edge 3.5 each leg portion 3 in cooperation with the opposing end faces 3.2, 3.3, the leg portions 3 glued together a geometrically defined air space 6, which serves to store magnetic energy.
  • Each of the two legs 2 has a symmetrical arrangement of the leg sections 3, the axis of symmetry 7 corresponding to half the height of the respective legs 2.
  • FIG. 2.2 is a plan view of the second end face of a leg portion 3 by way of example for all leg sections 3 to remove.
  • Each individual, consisting of ferrite, leg portion 3 is circular in cross-section.
  • the edge region of the leg portion 3 has a relation to the associated end face 3.4 superior edge or collar, which limits the end face 3.4.
  • the Figures 2.3 and 2.4 show one and the same leg portion 3, in particular the Fig. 2.3 a sectional view along the section line AA illustrated and the Fig. 2.4 a schematic side view of the leg portion 3 represents.
  • the height of the collar or edge 3.5 of the second end face 3.3 of each leg section 3, which defines the frontal spacing of adjacent leg sections 3 in the assembled state, is in the illustrated example between 3 and 8 mm, preferably 5 mm.
  • the associated width of the collar or edge 3.5 of the second end face 3.3 of each leg section 3 is by way of example between 0.5 and 6 mm, preferably 4 mm.
  • a film layer of an adhesive is placed, which serves to connect each adjacent leg portions 3.
  • the film layer of the adhesive on the end face 3.2 of the first face 3.1 also only annularly, namely only in the area where the collar or edge 3.5 of the adjacent leg portion 3 is seated, applied or present.
  • a non-cutting forming process for example, presses, or a metal forming process, such as drilling or milling used in manufacturing technology.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kern 1 für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, zumindest bestehend aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten 3 bestehenden Schenkeln 2, wobei die Schenkel 2 an ihren beiden Enden durch jeweils ein Joch 5 miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist ein aus Ferrit bestehender Abstandshalter 9 vorgesehen, der jeweils zwischen den in Längserstreckung der Schenkel 2 hintereinander platzierten Schenkelabschnitten 3 unter Ausbildung einer Klebefuge 8 verklebt ist, wobei die effektive Querschnittsfläche in Längserstreckung der Schenkel eines Abstandshalter 9 zwischen 0,1 bis 20% der Querschnittsfläche eines Schenkelabschnitts 3 in Längserstreckung der Schenkel entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Kern für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, welches zumindest aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten bestehenden Schenkeln besteht, wobei die Schenkel an ihren beiden Enden durch jeweils ein Joch miteinander verbunden sind.
  • Derartige Drosseln werden in Verbindung mit Kondensatoren als Sinusfilter, beispielsweise in Gestalt eines Tiefpassfilters, für Frequenzumrichter eingesetzt.
  • Aus dem Stand der Technik ist hierzu die gattungsgemäße EP 03 016 771 C1 vorbekannt. Gegenstand dieser Erfindung ist ein Kern für ein Induktivitätsbauteil mit mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Schenkeln, die an ihren beiden Enden durch ein aus I-Kernen mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildeten Joch miteinander verbunden sind, wobei die Schenkel aus mehreren einzelnen Segmenten bestehen, die jeweils durch einen Isolator voneinander getrennt sind. Die Segmente sind dabei mit den Isolatoren verklebt. Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass der Kern als Ferritkern ausgebildet ist und die zylindrischen Schenkel durch als gepresste Ferrittabletten mit rundem oder ovalem Querschnitt ausgebildete Segmente gebildet werden.
  • Nachteilig an dieser Erfindung ist, dass die zwischen den Segmenten verklebten Isolatoren als separate Bauteile vorliegen, was den Fertigungsaufwand des Kerns empfindlich erhöht. Da die Dicke der Isolatoren entscheidend auf die effektive Permeabilität des Kerns und die Induktivität der Drossel Einfluss nimmt, sind daher erhöhte Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Isolatoren gestellt. Zudem treten im Bereich der Isolatoren auf Grund Feldlinienausbreitung Wirbelstromverluste in der stromführenden Kupferwicklung auf, was zu einer unerwünschten Erwärmung der Drossel führt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen Kern für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel vorzuschlagen, der bei einem einfachen Aufbau geringere Wirbelstromverluste erzeugt und der besser entstört ist.
  • Nach der Konzeption der Erfindung besteht der Kern für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, zumindest aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten bestehenden Schenkeln, wobei die Schenkel an ihren beiden Enden durch jeweils ein Joch miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist ein aus Ferrit bestehender Abstandshalter vorgesehen, der jeweils zwischen den in Längserstreckung der Schenkel hintereinander platzierten Schenkelabschnitten unter Ausbildung einer Klebefuge verklebt ist, wobei die effektive Querschnittsfläche in Längserstreckung der Schenkel eines Abstandshalter zwischen 0,1 bis 20% der Querschnittsfläche eines Schenkelabschnitts in Längserstreckung der Schenkel entspricht.
  • Die Bemessung des effektiven Querschnitts des Abstandshalters und dessen Platzierung relativ zu den Schenkelabschnitten erfolgt in Abhängigkeit der statischen Erfordernisse und der gewünschten magnetischen Eigenschaften des Kerns. Vorzugsweise ist der Abstandshalter zentriert zwischen den Schenkelabschnitten platziert. Der Abstandshalter ist dabei ringartig mit runder oder eckiger Form oder als Korpus in Gestalt eines Zylinders, eines n-eckigen Prismas oder einer Kombination daraus ausgebildet.
  • Die gemeinsam den Schenkel bildenden Schenkelabschnitte und Abstandshalter ergänzen sich im Montagezustand zu einem geraden Kreiszylinder oder einem n-eckigen regulären Prisma mit - bis auf den Bereich der Klebefugen - geschlossener Mantelfläche. Durch diese konstruktive Maßnahme werden die Wirbelstromverluste der Wicklung, die bei Kernen aus dem Stand der Technik im Bereich der Isolatoren zu verzeichnen sind, signifikant verringert.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils ein Schenkelabschnitt und ein Abstandshalter einteilig ausgebildet, wobei jeder Schenkelabschnitt jeweils eine erste Stirnseite mit ebener Stirnfläche sowie eine gegenüberliegende zweite Stirnseite mit einem über die zugehörige Stirnfläche hinausragenden ringartigen Kragen bzw. Rand aufweist, und im Montagezustand des Schenkels nur der Kragen bzw. Rand eines Schenkelabschnitts mit der ebenen Stirnfläche des jeweils benachbarten Schenkelabschnitts verklebt ist.
  • Im Montagezustand umschließen bzw. begrenzen der Abstandshalter oder der ringartige Kragen bzw. Rand jedes Schenkelabschnitts im Zusammenwirken mit den sich gegenüberstehenden Stirnflächen der miteinander verklebten Schenkelabschnitte einen geometrisch definierten Luftraum, wobei dieser Luftraum als Speicher magnetischer Energie dient.
  • Die Höhe des erfindungsgemäß ausgebildeten Abstandshalters oder Kragens bzw. Randes der zweiten Stirnseite jedes Schenkelabschnitts, welche jeweils den stirnseitigen Abstand benachbarter Schenkelabschnitte definieren, bemisst sich nach der gewünschten Induktivität und dem Sättigungsverhalten des gesamten Kerns.
  • Jeder der beiden Schenkel weist eine symmetrische Anordnung von Schenkelabschnitten auf, wobei die Symmetrieachse jeweils entweder der halben Höhe der Schenkel oder der Längsachse der Schenkel entspricht. Bei einer ersten Variante sind dazu eine definierte Anzahl x von Schenkelabschnitten und eine Anzahl x-1 von Abstandshaltern vorgesehen, wobei ein Schenkelabschnitt exakt auf der halben Höhe des Schenkels platziert ist. Bei einer zweiten Variante findet eine Vielzahl von einteilig ausgebildeten Abstandshaltern und Schenkelabschnitten Verwendung, wobei die den Kragen bzw. Rand aufweisenden Stirnseiten in Richtung der halben Höhe des Schenkels weisen. Exakt auf der halben Höhe des Schenkels ist ein Schenkelabschnitt ohne Rand bzw. Kragen platziert.
  • Wie erwähnt, sind der ringartige Kragen bzw. Rand und der zugehörige Schenkelabschnitt einteilig ausgebildet, wobei der Kragen bzw. Rand durch spanlose Umformungsverfahren, beispielsweise Pressen, oder durch spanende Umformungsverfahren, beispielsweise Bohren oder Fräsen, herstellbar ist.
  • Zur Verbesserung des magnetischen Flusses bei geringer Aussteuerung des Kerns bzw. der Amplitutenpermeabilität im gesättigten Fall des Randes sind die einzelnen Schenkelabschnitte und ringförmigen Kragen bzw. Ränder, und damit auch jeder der beiden Schenkel, aus Ferrit gefertigt. Dadurch, dass auch der gegenüber der Stirnfläche überhöhte Kragen bzw. Rand aus Ferrit besteht, geht dieser bei größerer Aussteuerung in Sättigung, wobei die effektive Permeabilität des Kerns auf den berechneten Wert sinkt. Der sich im Sättigungszustand befindliche Ferritkragen bzw. Ferritrand fungiert dabei als "Abschirmring" und verringert die durch das magnetische Streufeld verursachten Wirbelstromverluste im stromführenden Leiter der Wicklung, welche sich um die beiden Schenkel erstreckt.
  • Jedes der beiden im Querschnitt eckig ausgebildeten Joche besteht aus zumindest einem Kern, wobei bei der Verwendung von mehreren Kernen diese stirnseitig miteinander direkt verklebt oder jeweils durch einen eingefügten Isolator miteinander verklebt sind. Vorzugsweise werden zwei Standard I-Kerne eingesetzt, die an einer ihrer Stirnseiten, durch einen Isolator voneinander getrennt, miteinander verklebt sind. Optional können auch die beiden Schenkel gegenüber den Jochen unter Verwendung eines Isolators verklebt werden, um die effektive Permeabilität des Ferritkerns herabzusetzen.
  • Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
    • ● die Schenkel werden entweder durch eine Vielzahl von Schenkelabschnitten aus Ferrit, die sich gegenseitig mittels eines auf einer Stirnseite der Schenkelabschnitte platzierten Kragens bzw. Rands abstützen und im Randbereich miteinander verklebt sind oder durch Schenkelabschnitte und zwischen den Schenkelabschnitten platzierten Abstandshaltern gebildet,
    • ● unter Verzicht auf zusätzliche, zwischen den Schenkelabschnitten als separate Bauteile platzierte Isolatoren gemäß dem Stand der Technik kann der für eine Drossel vorgesehen erfindungsgemäße Kern günstiger gefertigt werden,
    • ● die Schenkelabschnitte und Abstandshalter können zweiteilig oder einteilig gefertigt werden, wobei die einteilige Ausbildung vorzugsweise durch Pressen erfolgt,
    • ● der zur Beabstandung der einzelnen Schenkelabschnitte dienenden Abstandshalter oder Kragen bzw. Rand gehen bei größerer Aussteuerung in die Sättigung (µa → 1) und die effektive Permeabilität des Kerns sinkt dabei auf den berechneten Wert,
    • ● die Induktivität der Drossel ist vorteilhafterweise nicht linear; da die höchste Amplitude des Trägers der PWM am Anfang des Sinus oder bei geringer Aussteuerung ist, trägt an dieser Stelle eine höhere Induktivität zu einer besseren Entstörung bei und
    • ● im Zustand der Sättigung dient der Abstandshalter oder Kragen bzw. Rand als Abschirmring und verringert die Wirbelstromverluste in der um die Schenkel angeordneten stromführenden Kupferwicklung.
  • Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
    • Fig. 1.1:
    eine schematische Seitenansicht des Kerns in einer ersten Ausgestaltung,
    Fig. 1.2:
    eine schematische Seitenansicht eines zwischen zwei Schenkelabschnitten platzierten Abstandhalters gemäß erster Ausgestaltung,
    Fig. 2.1:
    eine schematische Seitenansicht des Kerns in einer zweiten Ausgestaltung,
    Fig. 2.2:
    eine Draufsicht auf die zweite Stirnseite eines Schenkelabschnitts,
    Fig. 2.3:
    eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A eines Schenkelabschnitts und
    Fig. 2.4:
    eine schematische Seitenansicht eines Schenkelabschnitts gemäß zweiter Ausgestaltung.
  • Die Fig. 1.1 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kerns 1 in einer ersten Ausgestaltung und die zugehörige Fig. 1.2 eine schematische Seitenansicht eines zwischen zwei Schenkelabschnitten 3 platzierten Abstandhalters 9. Der für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, vorgesehene Kern 1 besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten 3 bestehenden Schenkeln 2, wobei die Schenkel 2 an ihren beiden Enden durch jeweils ein Joch 5 miteinander verklebt sind. Erfindungsgemäß ist ein aus Ferrit bestehender Abstandshalter 9 vorgesehen, der jeweils zwischen den in Längserstreckung der Schenkel 2 hintereinander platzierten Schenkelabschnitten 3 unter Ausbildung einer Klebefuge 8 verklebt ist. Die effektive Querschnittsfläche jedes als Ring ausgebildeten Abstandshalters 9 entspricht zwischen 0,1 bis 20% der Querschnittsfläche eines Schenkelabschnitts 3. Durch eine gezielte Bemessung der Dicke des Abstandshalters 9 kann eine gewünschte effektive Permeabilität des Kerns 1 eingestellt werden.
  • Die Fig. 2.1 illustriert eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kerns 1 in einer zweiten Ausgestaltung. Der für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, vorgesehene Kern 1 besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten 3 bestehenden Schenkeln 2. Die Längsachsen der beiden parallelen Schenkel 2 liegen dabei in einer gemeinsamen Ebene. Die Schenkel 2 sind jeweils unter Verwendung eines Isolators 4 an ihren beiden Enden durch jeweils ein aus I-Kernen aufgebautes Joch 5 miteinander verbunden. Jedes der beiden Joche 5 besteht aus mehreren Standard I-Kernen, welche zu je zwei Blöcken miteinander verklebt und durch einen Isolator 4 voneinander getrennt sind. Die in Längserstreckung der Schenkel 2 hintereinander platzierten Schenkelabschnitte 3 umfassen mit Blick auf die Figuren 2.3 und 2.4 jeweils eine erste Stirnseite 3.1 mit ebener Stirnfläche 3.2 sowie eine gegenüberliegende zweite Stirnseite 3.3 mit einem über die zugehörige ebene Stirnfläche 3.4 hinausragenden ringförmigen Kragen bzw. Rand 3.5, wobei im Montagezustand des Schenkels 2 nur der Kragen bzw. Rand 3.5 eines Schenkelabschnitts 3 mit der ebenen Stirnfläche 3.2 des jeweils benachbarten Schenkelabschnitts 3 verklebt ist. Wie ersichtlich, ergänzen sich die Schenkelabschnitte 3 im Montagezustand zu einem Schenkel 2 unter Ausbildung von Klebefugen 8 mit geschlossener Mantelfläche. Die beiden Schenkel 2 werden zur Zwecke des Aufbaus einer funktionsfähigen Drossel mit jeweils einer nicht dargestellten Wicklung eines stromführenden Leiters versehen. Im hier gezeigten Montagezustand schließen ein oder begrenzen der ringförmige Kragen bzw. Rand 3.5 jedes Schenkelabschnitts 3 im Zusammenwirken mit den sich gegenüberstehenden Stirnflächen 3.2, 3.3, der miteinander verklebten Schenkelabschnitte 3 einen geometrisch definierten Luftraum 6, der zur Speicherung magnetischer Energie dient. Jeder der beiden Schenkel 2 weist eine symmetrische Anordnung der Schenkelabschnitte 3 auf, wobei die Symmetrieachse 7 der halben Höhe der jeweiligen Schenkel 2 entspricht. Die speziell im Bereich der Symmetrieachse 7 platzierten und die zwei benachbarten Schenkelabschnitte 3 sind dabei derart zueinander ausgerichtet, dass die jeweils zweiten Stirnseiten 3.3 mit ihren Kragen bzw. Rand 3.5 mit dem in der Symmetrieachse platzierten Schenkelabschnitt ohne Kragen bzw. Rand, wie hier gezeigt, verklebt sind.
  • Aus der Fig. 2.2 ist eine Draufsicht auf die zweite Stirnseite eines Schenkelabschnitts 3 exemplarisch für alle Schenkelabschnitte 3 zu entnehmen. Jeder einzelne, aus Ferrit bestehende, Schenkelabschnitt 3 ist im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Der Randbereich des Schenkelabschnitts 3 weist einen gegenüber der zugehörigen Stirnfläche 3.4 überragenden Rand bzw. Kragen auf, welcher die Stirnfläche 3.4 begrenzt.
  • Die Figuren 2.3 und 2.4 zeigen jeweils ein und denselben Schenkelabschnitt 3, wobei im speziellen die Fig. 2.3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A illustriert und die Fig. 2.4 eine schematische Seitenansicht des Schenkelabschnitts 3 darstellt. Die Höhe des Kragens bzw. Randes 3.5 der zweiten Stirnseite 3.3 jedes Schenkelabschnitts 3, welche im Montagezustand den stirnseitigen Abstand benachbarter Schenkelabschnitte 3 definiert, beträgt im dargestellten Beispiel zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise 5 mm. Die zugehörige Breite des Kragens bzw. Randes 3.5 der zweiten Stirnseite 3.3 jedes Schenkelabschnitts 3 beträgt exemplarisch zwischen 0,5 und 6 mm, vorzugsweise 4 mm. Auf dem sich ausbildenden Kreisring des Kragens bzw. des überhöhten Randes 3.5 ist eine Filmschicht eines Klebers platziert, welche zur Verbindung von jeweils benachbarten Schenkelabschnitten 3 dient. Es versteht sich für den Fachmann, dass die Filmschicht des Klebers auf der Stirnfläche 3.2 der ersten Stirnseite 3.1 auch nur ringförmig, nämlich ausschließlich in dem Bereich wo der Kragen bzw. Rand 3.5 des benachbarten Schenkelabschnitts 3 aufsitzt, aufgebracht bzw. vorhanden ist. Zur Erzielung des Kragens bzw. Randes 3.5 wird fertigungstechnisch vorzugsweise ein spanloses Umformungsverfahren, beispielsweise Pressen, oder ein spanendes Umformungsverfahren, beispielsweise Bohren oder Fräsen, eingesetzt.
    • LISTE DER BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Kern
    2
    Schenkel
    3
    Schenkelabschnitte
    3.1
    erste Stirnseite
    3.2
    Stirnfläche
    3.3
    zweite Stirnseite
    3.4
    Stirnfläche
    3.5
    Kragen bzw. Rand
    4
    Isolator
    5
    Joch
    6
    Luftraum
    7
    Symmetrieachse
    8
    Klebefuge
    9
    Abstandshalter

Claims (11)

  1. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, zumindest bestehend aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten und jeweils aus mehreren magnetisierbaren Schenkelabschnitten (3) bestehenden Schenkeln (2), wobei die Schenkel (2) an ihren beiden Enden durch jeweils ein Joch (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Ferrit bestehender Abstandshalter (9) vorgesehen ist, der jeweils zwischen den in Längserstreckung der Schenkel (2) hintereinander platzierten Schenkelabschnitten (3) unter Ausbildung einer Klebefuge (8) verklebt ist, wobei die effektive Querschnittsfläche in Längserstreckung der Schenkel eines Abstandshalter (9) zwischen 0,1 bis 20% der Querschnittsfläche eines Schenkelabschnitts (3) in Längserstreckung der Schenkel entspricht.
  2. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemessung des effektiven Querschnitts des Abstandshalters (9) und dessen Platzierung relativ zu den Schenkelabschnitten (3) in Abhängigkeit der statischen Erfordernisse und der gewünschten magnetischen Eigenschaften des Kerns (1) erfolgt.
  3. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (9) ringartig mit runder oder eckiger Form oder als Korpus in Gestalt eines Zylinders, eines n-eckigen Prismas oder einer Kombination daraus ausgebildet ist.
  4. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsam den Schenkel (2) bildenden Schenkelabschnitte (3) und Abstandshalter (9) sich im Montagezustand zu einem geraden Kreiszylinder oder einem n-eckigen regulärem Prisma mit - bis auf den Bereich der Klebefugen (8) - geschlossener Mantelfläche ergänzen.
  5. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Schenkelabschnitt (3) und ein Abstandshalter (9) einteilig ausgebildet sind, wobei jeder Schenkelabschnitt (3) jeweils eine erste Stirnseite (3.1) mit ebener Stirnfläche (3.2) sowie eine gegenüberliegende zweite Stirnseite (3.3) mit einem über die zugehörige ebene Stirnfläche (3.4) hinausragenden ringartigen Kragen bzw. Rand (3.5) aufweist, und im Montagezustand des Schenkels (2) nur der Kragen bzw. Rand (3.5) eines Schenkelabschnitts (3) mit der ebenen Stirnfläche (3.2) des jeweils benachbarten Schenkelabschnitts (3) verklebt ist.
  6. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Montagezustand der Abstandshalter (9) oder der ringartige Kragen bzw. Rand (3.5) jedes Schenkelabschnitts (3) im Zusammenwirken mit den sich gegenüberstehenden Stirnflächen (3.3, 3.4) der miteinander verklebten Schenkelabschnitte (3) einen geometrisch definierten Luftraum (6) einschließen oder begrenzen, wobei dieser Luftraum (6) zur Speicherung magnetischer Energie dient.
  7. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Schenkel (2) eine symmetrische Anordnung von Schenkelabschnitten (3) aufweist, wobei die Symmetrieachse (7) jeweils entweder der halben Höhe der Schenkel (2) oder der Längsachse der Schenkel (2) entspricht.
  8. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ringartige Kragen bzw. Rand (3.5) und der zugehörige Schenkelabschnitt (3) einteilig ausgebildet sind, wobei der Kragen bzw. Rand (3.5) durch spanlose Umformungsverfahren, beispielsweise Pressen, oder durch spanende Umformungsverfahren, beispielsweise Bohren oder Fräsen, herstellbar ist.
  9. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelne Schenkelabschnitt (3) aus Ferrit besteht.
  10. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden im Querschnitt eckig ausgebildeten Joche (5) aus zumindest einem Kern besteht, wobei bei der Verwendung von mehreren Kernen diese stirnseitig miteinander direkt verklebt oder jeweils durch einen eingefügten Isolator (4) miteinander verklebt sind.
  11. Kern (1) für ein induktives passives Bauelement, insbesondere Drossel, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel (2) jeweils eine Wicklung eines stromführenden Leiters aufweisen.
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