EP3155624A1 - Method for forming a frame core having a center leg for an inductive component and frame core produced accordingly - Google Patents

Method for forming a frame core having a center leg for an inductive component and frame core produced accordingly

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Publication number
EP3155624A1
EP3155624A1 EP15729788.8A EP15729788A EP3155624A1 EP 3155624 A1 EP3155624 A1 EP 3155624A1 EP 15729788 A EP15729788 A EP 15729788A EP 3155624 A1 EP3155624 A1 EP 3155624A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air gap
core
frame core
frame
leg
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15729788.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Alfons Baumann
Martin Grübl
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.)
Sumida Components and Modules GmbH
Original Assignee
Sumida Components and Modules GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumida Components and Modules GmbH filed Critical Sumida Components and Modules GmbH
Publication of EP3155624A1 publication Critical patent/EP3155624A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/24Producing shaped prefabricated articles from the material by injection moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • HELECTRICITY
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    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
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    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08Cores, Yokes, or armatures made from powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a frame core with center leg for an inductive component and a correspondingly produced frame core with center leg, wherein the frame core is formed integrally with center leg and in the center leg, an air gap is pressed.
  • Magnetic cores according to an E core configuration or an E-I core configuration or a dual E core configuration are often used in reactors and transformers. In this case, at least one winding is usually arranged above the middle limb of these magnetic cores.
  • an E-core is combined with an I-core.
  • two single E cores are glued together.
  • frame cores are used in conjunction with I-cores, with the I-core inserted as a center leg into the frame core and bonded to two opposite sides of the frame core.
  • E cores air gaps can be set to avoid saturation effects in grinding processes with very low manufacturing tolerances, so that an adjustment of the A L value of a magnetic core by precise grinding is possible.
  • winding process of these magnetic cores is not very complicated because a coreless core coil is used and coupled to the core during assembly, it is significantly disadvantageous to join two E core halves together in a separate bonding process.
  • the disadvantage is on the one hand that the splice results in a significant mechanical weakness in the finished component, and on the other hand, the gluing process in production represents a not inconsiderable cost and time factor.
  • both E-core halves are pressed separately in a press in the production process and then removed from the press.
  • both E-core halves are individually sintered in two separate sintering processes, which means a complex handling for conventional production processes. Due to the inevitable manufacturing tolerances occurring during sintering can also be no longer ensured for two individually sintered core parts, that of the two core parts composite core is produced with the desired accuracy and in particular the outer limbs of two E-core halves face each other plane-parallel.
  • the manufacturing tolerances occurring in sintered core halves also result in the assembly of two such E-core halves produced at the transition from one core to the other half an offset.
  • the resulting offset points in the finished core represent magnetic field lines in the final inductive component is a bottleneck of the magnetically active core cross section, wherein at the bottleneck premature saturation of the core takes place, which has a decrease in inductance result.
  • the field lines emerge from saturation regions and gaps in the ferrite region, resulting in additional losses in the winding.
  • the frame core has the advantage that the core is made in one piece and therefore requires no subsequent bonding process, which compared to bonded core shapes leads to a significantly better mechanical stability and also means a simple manufacturing process due to the lack of bonding process, but it is much more difficult to efficiently insert air gaps in a frame core. For this reason, frame cores are excluded from many power applications.
  • Document DE 1 193 1 19 describes a frame-shaped core part with a balancing pin which is inserted into a semi-cylindrical recess of the frame-shaped core part.
  • the document EP 004272 A2 discloses a method for producing magnetic cores from molding compounds with soft magnetic properties by pressing a mixture of soft magnetic material and a synthetic resin as a binder, wherein a mixture of iron powder mixed with a thermosetting resin mixed in liquid form into a heated mold and then is pressed.
  • the document DE 3909624 A1 describes an E-I core with an air gap, wherein the air gap in the I-part of the core is inserted by pressing.
  • the document DE 2305958 A discloses a sheared two-part magnetic core, which is sheared gap-free by a solid non-magnetic or low-permeability body and the parts of the magnetic core are partly as directly as possible and partly firmly connected to each other over the shearing body. Summary of the invention
  • a method in which a one-piece frame core is formed with center legs and an air gap is pressed into the center leg during formation of the frame core.
  • the inventively provided method provides a frame core with center leg and air gap in the middle leg, without core-core bonding and grinding processes are needed for the production of an air gap. It is thus produced at low manufacturing tolerances, a mechanically stable core and generally avoided core offset, whereby the EMC behavior is improved.
  • a Schleifrangarrowarrow, as required for double-E cores, according to the invention is not necessary, whereby ferrite material is saved. By saving on ferrite material furnace capacity can also be saved.
  • the frame core is formed in a ceramic injection molding process.
  • the frame core is formed with center leg in a transfer molding process. In both cases results in a simple, fast and inexpensive production.
  • a frame core is formed, wherein the center leg connects two mutually opposite frame sides along a longitudinal direction of the frame core and the air gap passes through the center leg transversely to the longitudinal direction.
  • the frame core further comprises two side leg portions which close the frame core, wherein the side leg portions extend straight or at least partially curved along the longitudinal direction.
  • the center leg of each side leg portion is spaced in a direction transverse to the longitudinal direction by at least one parallelepiped or cylindrical winding window.
  • the air gap is pressed at an angle not equal to 90 ° degrees to the longitudinal direction of the center leg.
  • an air gap is provided with a larger contact surface to the center leg, so that a smaller length of the air gap along the longitudinal direction can be selected.
  • the air gap is pressed in as a prism-shaped gap or as a roof-shaped gap.
  • Air gaps such as as a prism, as a wedge or in the shape of a roof pressed air gaps, give the core a non-linear L-I behavior.
  • a non-linear L-I behavior denotes a pronounced and continuously decreasing non-constant inductance with increasing current.
  • the air gap is pressed by means of an easily removable material. This allows for easy formation of the air gap, wherein the gap is subject to low manufacturing tolerances due to acting as a placeholder easily removable material during the manufacturing process and the core is protected from damage.
  • the frame core comprises at least one further center leg, in which during the formation of the frame core, a further air gap is pressed.
  • integral one-piece frame cores are provided with more than one center leg, each having a pressed-air gap, without sticking core sections during manufacture.
  • a frame core is provided with center leg and an air gap in the middle leg, wherein the frame core is integrally formed integrally with the center leg and the air gap in the middle leg.
  • the frame core comprises two frame portions and two side leg portions connecting the frame portions along a longitudinal direction to a closed core, wherein the center leg of each side leg portion is spaced in a direction transverse to the longitudinal direction by at least one parallelepiped or cylindrical winding window.
  • the frame core comprises at least one further center leg, which is formed integrally with the frame core.
  • Fig. 1 shows schematically a frame core with center leg and air gap in the middle leg according to an illustrative embodiment of the invention
  • FIG. 2a schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap in the center leg according to some illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2b schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2c schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2d schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2e schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2f schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention
  • FIG. 2g schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention.
  • the invention generally provides a one-piece frame core with center pieces and an air gap formed in the center piece.
  • the frame core is formed according to the invention in one piece in a pressing tool, wherein the air gap is introduced directly into the press tool in the center piece.
  • adhesion processes are avoided, as they are common according to the above statements in known closed core configurations formed of two E cores (so-called double E core configurations) or an E core with an I core (so-called E-I core configurations).
  • frame cores according to the invention have a greater mechanical stability due to their one-piece design over composite core configurations, since the splices represent significant mechanical weaknesses on the finished core component. Furthermore, the grinding process is eliminated. For a precise grinding of the Luftspates in the middle jacks and for a precise field guidance, the surface grinding of the core back and the side legs is usually a prerequisite. This process is expensive and often mechanically corrodes the cores in the form of chips and cracks. By eliminating the grinding process, the costs are significantly reduced and the component quality is improved. Furthermore, tolerances in the magnetic properties are minimized by the production according to the invention of frame cores with central limbs and air gap pressed therein, since e.g. no more splices are needed, which represent poorly controllable magnetic resistances in known cores. Thus, according to the invention, it is possible to provide frame cores which comply with predetermined magnetic properties within very narrow limits.
  • FIG. 1 schematically illustrates a perspective view of a frame core 1.
  • the frame core 1 consists of a frame section 2 and a center leg 3 with an air gap 4 formed in the center leg 3.
  • the frame section 2 comprises two with respect to the center leg 3 along a longitudinal direction L of FIG Central leg 3 extending leg leg sections 2c.
  • the side leg portions 2c and the center leg 3 are joined along a width direction B oriented perpendicular to the longitudinal direction L on opposite sides of the side leg portions 2c and the center leg 3 from an upper cross yoke portion 2a and a lower cross yoke portion 2b.
  • a depth dimension on the frame core 1 is indicated schematically in Fig. 1 by a depth direction T, which is oriented perpendicular to the longitudinal direction L and width direction B.
  • the frame core 1 shown in FIG. 1 is formed of at least one soft magnetic ferrite material according to some illustrative embodiments of the invention.
  • the at least one soft magnetic ferrite material is provided by, for example, a nickel-zinc ferrite material or a manganese-zinc ferrite material.
  • the individual core sections have rectangular cross sections perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the center leg 3 and / or at least one of the side leg sections 2c and / or the upper transverse yoke section 2a and / or the lower transverse yoke section 2b may have a round or oval cross section perpendicular to the longitudinal direction L. It is noted that the edges of the center leg 3 and / or of at least one of the side leg sections 2 c and / or the upper transverse yoke section 2 a and / or the lower transverse yoke section 2 b may be rounded.
  • FIGS. 2 a to 2 e different configurations of the air gap 4 shown schematically in FIG. 1 will be described below.
  • FIG. 2 a schematically illustrates an air gap 4 a according to a first embodiment in a side view.
  • the air gap 4 a is arranged transversely to a longitudinal direction of the center leg 3 a (see longitudinal direction L in FIG. 1) in the center leg 3 a.
  • the air gap 4a according to the first embodiment is oriented perpendicular to the longitudinal direction of the center leg 3a.
  • the middle leg 3a may in this case have a rectangular, rounded, oval or round cross section perpendicular to the longitudinal direction (in particular in a plane along the depth and width directions T, B in FIG. 1). As shown in Fig.
  • the air gap 4a has a length d1.
  • the illustrated air gap 4a is oriented transversely to the longitudinal direction of the center leg 3a, so that the direction in which the air gap 4a passes through the center leg 3a is arranged perpendicularly (approximately 90 ° with fault tolerance) to the longitudinal direction.
  • FIG. 2b shows an air gap 4b according to a second embodiment of the invention in a side view perpendicular to a longitudinal direction in an environment around the air gap 4b in the center leg 3b.
  • the center leg 3b can have a rectangular, rounded, oval or round cross section perpendicular to its longitudinal direction or in a plane oriented parallel to the directions B, T (see longitudinal direction L in FIG.
  • the air gap 4b is according to the second embodiment shown in Fig. 2b is pressed as an inclined plane in the center leg 3b and spaced an upper center leg portion MS1 of a lower center leg portion MS2 by a distance d2.
  • the air gap 4b is oriented transversely to the longitudinal direction (cf., longitudinal direction L in FIG. 1) of the middle limb 3b.
  • An angle at which the air gap 4b is oriented to the longitudinal direction L is not equal to 90 °.
  • the air gap 4b has compared to the air gap 4a larger contact surfaces to the center leg out. Touch surfaces are to be understood as the pole surfaces exposed through the air gap 4b in the middle leg, through which a magnetic flux density ("B field") present in the center leg 4b enters or exits from the middle leg section MS1 or MS2 into the air gap 4b Touching surfaces, the length d2 of the air gap 4b (measured as the distance d2 of the center leg portions MS1 and MS2 spaced apart by the air gap 4b, as shown in Fig.
  • the length d2 of the air gap 4b is related to the size of the contact surface or pole surface in the air gap 4b.
  • the length d2 of the air gap 4b is indirectly proportional to the contact area or pole surface in the air gap 4b, so that the length d2 of the air gap 4b Air gap 4b decreases with increasing contact surface or pole face, ie the angle between contact surfaces or pole surfaces and longitudinal direction decreases (an angle of 90 ° corresponds to the orientation of gap 4a of Fig. 2a).
  • An air gap 4 c according to a third embodiment of the invention is shown in Fig. 2c in a side view of a portion in the center leg around the air gap 4 c around.
  • An upper middle leg section 3c ' has a prismatic or truncated pyramidal or frustoconical shape.
  • a lower center leg section 3c " is designed such that the union of the two core sections 3c 'and 3c" results in a gapless parallelepiped or cylindrical center leg.
  • the middle leg section 3c has a depression which is the negative of the prismatic or truncated pyramidal or truncated conical shape of the middle leg section 3c '.
  • a fourth embodiment is shown diagrammatically in FIG. 2d by means of an air gap 4d in a side view, wherein the air gap 4d is pressed into the center leg, so that an upper center leg section 3d 'has a wedge-shaped or pyramidal or conical shape.
  • a lower middle leg section 3d is further designed such that a combination of the upper middle leg section 3d 'and the lower middle leg section 3d" results in a gapless parallelepiped or cylindrical center leg.
  • the center leg section 3d has a depression which is the negative of the wedge-shaped or pyramidal or conical shape of the middle leg portion 3d 'is.
  • FIG. 2e A fifth embodiment of an air gap 4e is shown in FIG. 2e.
  • the air gap 4e is in this case wedge-shaped pressed into the middle leg 3e.
  • FIG. 2f a further embodiment of the fifth embodiment shown in FIG. 2e is shown.
  • the air gap according to this embodiment is formed as a double wedge-shaped air gap which is provided by two wedge-shaped air gap regions 4f and 4f "formed on opposite sides of the middle leg.
  • the middle leg has an upper middle leg section 3f and a lower middle leg section 3f"
  • the lower center leg section 3f delimits the double wedge-shaped air gap 4f, 4f" by a contact surface which passes through the center leg transversely to the longitudinal direction (see reference character L in FIG In the illustrated example, the contact surface of the lower middle leg section 3f "is oriented perpendicular to the longitudinal direction.
  • the contact surface may be oriented at an angle deviating from 90 ° to the longitudinal direction (see L in Fig. 1); e.g.
  • the contact surface may be provided by a taper of the lower center leg portion.
  • the upper middle leg section 3f has a roof-shaped or wedge-shaped contact surface forming the double-wedge-shaped air gap 4f, 4f "Alternatively, the contact surface of the upper center leg section 3f is pyramid-shaped or cone-shaped.
  • FIG. 2 An alternative embodiment of a double wedge-shaped air gap 4g ', 4g "is shown schematically in a cross-sectional view in Fig. 2.
  • the middle leg has an upper middle leg section 3g' and a lower middle leg section 3g" in an environment of the double wedge-shaped air gap 4g ', 4g "
  • the contact surface of the upper center leg portion 3 f is pyramidal or conical.
  • Frame cores according to the invention are formed in one piece in a pressing tool, wherein the air gap in the center piece is introduced directly into the core into the pressing tool.
  • Manufacturing methods according to the invention include, in some illustrative embodiments, a pressing process wherein the core material is filled into a cavity of a powder-molding die.
  • the die, upper and lower punches are designed to be suitable for integrally forming the frame core with central leg and air gap formed in the middle leg during a pressing operation. It is expressly pointed out that upper punch and lower punch of the pressing tool can consist of several individual stamps, which are independently movable. During or after the pressing process, sintering can take place through the action of heat.
  • frame cores according to the invention are produced in a ceramic injection molding process.
  • an air gap is injected by means of a correspondingly formed dividing wall which is placed in the cavity between two middle region forming material areas during filling of material or after filling of the material into the cavity.
  • the air gap is formed by an easily removable material compared to the material of the magnetic core, which is introduced during filling of the cavity between two material areas.
  • a gap-forming material may be provided by a plastic material that is removed from the compact after the pressing operation, eg, during a baking step or an etching step.
  • the cavity is filled with material of the magnetic core, so that a first material region forms in the cavity. Subsequently, the gap-forming material is filled on the first material area. This may include pre-pressing processing steps to provide the gap-forming material with a desired shape corresponding to the shape of the air gap to be formed.
  • FIGS. 3 a to 3 e schematic cross-sectional views of frame cores according to alternative embodiments of the invention are shown, which deviate from the frame core 1 shown schematically in FIG. 1.
  • Fig. 3a shows schematically a frame core 10 with a center leg 13a and an air gap 14 in the middle leg 13a.
  • the frame core 10 further includes frame portions 12a and 12b extending along a direction B and connected by two side leg portions 12c arranged at opposite ends of the frame portions 12a and 12b, which extend along a longitudinal direction L.
  • the longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown.
  • the frame core 10 is closed by the frame portions 12a, 12b and the side leg portions 12c. Outer surfaces 16 of the frame portions 12a, 12b extend parallel to the direction B.
  • the center leg 13 a is spaced in the direction B from the side leg portions 12 c on each side by a winding window 15.
  • a winding (not shown) may be provided, which is arranged above the center leg 13a and / or at least one of the side leg portions 12c.
  • the winding windows in the sectional view shown are rectangular in shape, that is, the winding windows 15 are cuboid in consideration of a depth perpendicular to the directions L and B.
  • the air gap 14 connects the winding windows 15 with each other.
  • the frame core 10 according to FIG. 3 a is shown with side leg sections 12 c, which have rounded outer surfaces 17. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 10 corners are avoided in the frame core.
  • Fig. 3b shows schematically a frame core 20 with a center leg 23a and an air gap 24 in the middle leg 23a.
  • the frame core 20 further includes frame portions 22a and 22b extending along a direction B and connected by two side leg portions 22c arranged at opposite ends of the frame portions 22a and 22b and extending along a longitudinal direction L.
  • the longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown.
  • the frame core 20 is closed by the frame portions 22a, 22b and the side leg portions 22c. Outer surfaces 26 of the frame portions 22a, 22b extend parallel to the direction B.
  • the center leg 23a is spaced in the direction B from the side leg portions 22c on each side by a winding window 25.
  • a winding (not shown) may be provided, which is arranged above the center leg 23a and / or at least one of the side leg portions 22c.
  • the winding windows in the sectional view shown are circular, ie, the winding windows 25 are cylindrical in the frame core 20, taking into account a depth perpendicular to the directions L and B.
  • the winding windows 25 are connected by the air gap 24.
  • the frame core 20 according to FIG. 3 b is illustrated with side leg sections 22 c, which have rounded outer surfaces 27. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 20 corners are avoided in the frame core.
  • FIG. 3c schematically shows a frame core 30 with a center leg 33a and an air gap 34 in the center leg 33a.
  • the frame core 30 further includes frame portions 32a and 32b arcuately extending along a direction B and connected by two side leg portions 32c arranged at opposite ends of the frame portions 32a and 32b, which arcuately extend along a longitudinal direction L.
  • the longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown.
  • the frame core 30 is closed by the frame portions 32a, 32b and the side leg portions 32c. Outer surfaces of the frame portions 32a, 32b are formed arcuate.
  • the center leg 33a is spaced in the direction B from the side leg portions 32c on each side by a winding window 35.
  • a winding (not shown) may be provided which is arranged above the center leg 33a and / or at least one of the side leg sections 32c.
  • the winding windows are circular in the sectional view shown, that is, the winding windows 35 are cylindrical in the frame core 30 in consideration of a depth perpendicular to the directions L and B.
  • the winding windows 35 are connected by the air gap 34.
  • the frame core 30 according to FIG. 3c is illustrated with side leg portions 32c which have rounded outer surfaces, thus providing an overall cylindrical core configuration. This can be an advantageous a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 30 corners are avoided in the frame core.
  • FIG. 3d shows a core configuration similar to FIG. 3b.
  • a frame core 40 having two center legs 43a, 43b and air gaps 44a, 44b formed therein, respectively.
  • the frame core 40 further includes frame portions 42a and 42b extending in parallel to a direction B and connected by two side leg portions 42c arranged at opposite ends of the frame portions 42a and 42b, which extend along a longitudinal direction L.
  • the longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown.
  • the frame core 40 is closed by the frame portions 42a, 42b and the side leg portions 42c. Outer surfaces of the frame portions 42a, 42b are rounded.
  • Each center leg 43a, 43b is spaced in the direction B from the side leg portions 42c on each side by one or more winding windows 45.
  • a winding (not shown) may be provided, which is arranged over at least one of the center legs 43a, 43b and / or at least one of the side leg portions 42c.
  • the winding windows in the sectional view shown are circular, that is, the winding windows 45 are cylindrical in the frame core 40 considering a depth perpendicular to the directions L and B.
  • the winding windows 45 are interconnected by the air gaps 44a, 44b.
  • the frame core 40 according to FIG. 3d is illustrated with side leg sections 42c which have rounded outer surfaces. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 40 corners are avoided in the frame core. Furthermore, the frame core 40 differs from the frame core 1 in that more than one center leg, here the center leg 43a, 43b are provided, in each of which an air gap 44a, 44b are formed.
  • FIG. 3e shows a core configuration similar to FIG. 3a.
  • a frame core 50 having two center legs 53a, 53b and air gaps 54a, 54b formed therein, respectively.
  • the frame core 50 further includes frame portions 52a and 52b which extend in parallel to a direction B and are connected by two side leg portions 52c arranged at opposite ends of the frame portions 52a and 52b, which extend along a longitudinal direction L.
  • the longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown.
  • the frame core 50 is through the Frame portions 52a, 52b and the side leg portions 52c closed. Outer surfaces of the frame portions 52a, 52b are rounded.
  • Each center leg 53a, 53b is spaced in the direction B from the side leg portions 52c on each side by one or more winding windows 55.
  • a winding (not shown) may be provided, which is arranged over at least one of the center legs 53a, 53b and / or at least one of the side leg portions 52c.
  • the winding windows in the sectional view shown are rectangular, that is, the winding windows 55 are cuboid in the frame core 50 considering a depth perpendicular to the directions L and B.
  • the winding windows 55 are interconnected by the air gaps 54a, 54b.
  • the frame core 50 according to FIG. 3e is shown with side leg sections 52c, which have rounded outer surfaces. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 50 corners are avoided in the frame core. Furthermore, the frame core 50 differs from the frame core 1 in that more than one center leg, here the center legs 53a, 53b are provided, in each of which an air gap 54a, 54b are formed.
  • each of the air gaps in FIGS. 3a to 3e may be formed according to one of the air gaps described with reference to FIGS. 2a to 2g.
  • the invention provides a method of forming a center core frame core for an inductive device and a correspondingly formed center core center core core and air gap in the center leg.
  • the frame core is integrally formed with the center leg, wherein the air gap is pressed during the formation of the frame core in the center leg.

Abstract

The invention relates to a method for forming a frame core (1) having a center leg (3) for an inductive component and an accordingly formed frame core (1) having a center leg (3) and an air gap (4) in the center leg (3). The frame core (1) is formed integrally with the center leg (3), wherein the air gap (4) is pressed into the center leg (3) during the formation of the frame core (1).

Description

Verfahren zum Bilden eines Rahmenkerns mit Mittelschenkel für ein induktives Bauelement und entsprechend hergestellter Rahmenkern  A method of forming a frame core with center legs for an inductive component and a corresponding manufactured frame core
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden eines Rahmenkerns mit Mittelschenkel für ein induktives Bauelement und einen entsprechend hergestellten Rahmenkern mit Mittelschenkel, wobei der Rahmenkern mit Mittelschenkel einteilig gebildet ist und in den Mittelschenkel ein Luftspalt eingepresst ist. The invention relates to a method for forming a frame core with center leg for an inductive component and a correspondingly produced frame core with center leg, wherein the frame core is formed integrally with center leg and in the center leg, an air gap is pressed.
Hintergrund background
In Drosselspulen und Transformatoren kommen häufig Magnetkerne gemäß einer E- Kernkonfiguration oder einer E-I-Kernkonfiguration oder einer Doppel-E-Kernkonfiguration zum Einsatz. Dabei ist über dem Mittelschenkel dieser Magnetkerne in der Regel mindestens eine Wicklung angeordnet. Bei der Herstellung eines Magnetkerns gemäß einer E-I- Kernkonfiguration wird ein E-Kern mit einem I-Kern kombiniert. In der Herstellung von Magnetkernen gemäß einer Doppel-E-Kernkonfiguration werden für gewöhnlich zwei einzelne E-Kerne miteinander verklebt. Alternativ werden Rahmenkerne zusammen mit I-Kernen verwendet, wobei der I-Kern als Mittelschenkel in den Rahmenkern eingesetzt und mit zwei gegenüberliegenden Seiten des Rahmenkerns verklebt wird. Magnetic cores according to an E core configuration or an E-I core configuration or a dual E core configuration are often used in reactors and transformers. In this case, at least one winding is usually arranged above the middle limb of these magnetic cores. In the manufacture of a magnetic core according to an E-I core configuration, an E-core is combined with an I-core. In the production of magnetic cores according to a double E core configuration, usually two single E cores are glued together. Alternatively, frame cores are used in conjunction with I-cores, with the I-core inserted as a center leg into the frame core and bonded to two opposite sides of the frame core.
Bei E-Kernen lassen sich Luftspalte zur Vermeidung von Sättigungseinflüssen in Schleifprozessen mit sehr geringen Fertigungstoleranzen einstellen, so dass ein Abgleich des AL-Wertes eines Magnetkerns durch präzises Schleifen möglich ist. Der Bewicklungsprozess dieser Magnetkerne gestaltet sich zwar als wenig kompliziert, da eine Spule ohne Kern zu bewickeln ist und erst beim Zusammenbau mit dem Kern gekoppelt wird, jedoch ist es in bedeutendem Maße nachteilig, zwei E-Kernhälften in einem separaten Klebeprozess zusammenzufügen. Der Nachteil liegt einerseits darin, dass die Klebestelle eine bedeutende mechanische Schwachstelle im fertigen Bauteil ergibt, und andererseits der Klebeprozess in der Produktion einen nicht geringen Kosten- und Zeitfaktor darstellt. Zudem werden beide E-Kernhälften im Herstellungspro- zess in einer Presse separat gepresst und anschließend aus der Presse entnommen. Nachfolgend werden beide E-Kernhälften in zwei separaten Sinterprozessen einzeln gesintert, was für herkömmliche Herstellungsprozesse insgesamt eine aufwendige Handhabung bedeutet. Aufgrund der beim Sintern auftretenden unvermeidlichen Fertigungstoleranzen kann ferner für zwei einzeln gesinterte Kernteile nicht mehr sichergestellt werden, dass der aus beiden Kernteilen zusammengesetzte Kern mit der gewünschten Genauigkeit hergestellt wird und insbesondere die Außenschenkel zweier E-Kernhälften einander planparallel gegenüber stehen. In E cores, air gaps can be set to avoid saturation effects in grinding processes with very low manufacturing tolerances, so that an adjustment of the A L value of a magnetic core by precise grinding is possible. While the winding process of these magnetic cores is not very complicated because a coreless core coil is used and coupled to the core during assembly, it is significantly disadvantageous to join two E core halves together in a separate bonding process. The disadvantage is on the one hand that the splice results in a significant mechanical weakness in the finished component, and on the other hand, the gluing process in production represents a not inconsiderable cost and time factor. In addition, both E-core halves are pressed separately in a press in the production process and then removed from the press. Subsequently, both E-core halves are individually sintered in two separate sintering processes, which means a complex handling for conventional production processes. Due to the inevitable manufacturing tolerances occurring during sintering can also be no longer ensured for two individually sintered core parts, that of the two core parts composite core is produced with the desired accuracy and in particular the outer limbs of two E-core halves face each other plane-parallel.
Die in gesinterten Kernhälften auftretenden Fertigungstoleranzen ergeben ferner beim Zusammenbau von zwei solchen hergestellten E-Kernhälften am Übergang von einer Kernhälfte zur anderen einen Versatz. Die daraus resultierenden Versatzstellen im fertigen Kern stellen für magnetische Feldlinien im fertigen induktiven Bauelement eine Engstelle des magnetisch wirksamen Kernquerschnitts dar, wobei an der Engstelle eine vorzeitige Sättigung des Kerns erfolgt, die ein Absinken der Induktivität zur Folge hat. Außerdem treten die Feldlinien während des Betriebs im fertigen induktiven Bauelement an Sättigungsbereichen und -spalten aus dem Ferritbereich aus, so dass sich zusätzliche Verluste in der Wicklung ergeben. The manufacturing tolerances occurring in sintered core halves also result in the assembly of two such E-core halves produced at the transition from one core to the other half an offset. The resulting offset points in the finished core represent magnetic field lines in the final inductive component is a bottleneck of the magnetically active core cross section, wherein at the bottleneck premature saturation of the core takes place, which has a decrease in inductance result. In addition, during operation in the finished inductive component, the field lines emerge from saturation regions and gaps in the ferrite region, resulting in additional losses in the winding.
Demgegenüber weist zwar der Rahmenkern den Vorteil auf, dass der Kern aus einem Stück gefertigt wird und folglich keinen nachträglichen Klebeprozess erfordert, was gegenüber geklebten Kernformen zu einer bedeutend besseren mechanischen Stabilität führt und auch aufgrund des fehlenden Klebeprozesses einen einfachen Fertigungsprozess bedeutet, doch ist es dabei ungleich schwieriger, Luftspalte in einen Rahmenkern effizient einzubringen. Aus diesem Grund sind Rahmenkerne von vielen Leistungsanwendungen ausgeschlossen. In contrast, although the frame core has the advantage that the core is made in one piece and therefore requires no subsequent bonding process, which compared to bonded core shapes leads to a significantly better mechanical stability and also means a simple manufacturing process due to the lack of bonding process, but it is much more difficult to efficiently insert air gaps in a frame core. For this reason, frame cores are excluded from many power applications.
Aus der Druckschrift DE 10 2004 008 961 B4 ist ein Rahmenkern mit einem in den Rahmenkern eingeklebten Mittelbutzen beschrieben. From the document DE 10 2004 008 961 B4 a frame core is described with a glued into the frame core center piece.
Dokument DE 1 193 1 19 beschreibt ein rahmenförmiges Kernteil mit einem Abgleichstift, der in eine halbzylindrische Aussparung des rahmenförmigen Kernteils eingelegt wird. Document DE 1 193 1 19 describes a frame-shaped core part with a balancing pin which is inserted into a semi-cylindrical recess of the frame-shaped core part.
Die Druckschrift EP 004272 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen aus Pressmassen mit weichmagnetischen Eigenschaften durch Pressen eines Gemisches aus weichmagnetischem Material und einem Kunstharz als Bindemittel, wobei ein Gemisch aus Eisenpulver mit einem duroplastischem Kunstharz in flüssiger Form gemischt in eine beheizte Form gefüllt und dann gepresst wird. The document EP 004272 A2 discloses a method for producing magnetic cores from molding compounds with soft magnetic properties by pressing a mixture of soft magnetic material and a synthetic resin as a binder, wherein a mixture of iron powder mixed with a thermosetting resin mixed in liquid form into a heated mold and then is pressed.
Die Druckschrift DE 3909624 A1 beschreibt einen E-I-Kern mit Luftspalt, wobei der Luftspalt im I-Teil des Kerns durch Einpressen eingelassen wird. The document DE 3909624 A1 describes an E-I core with an air gap, wherein the air gap in the I-part of the core is inserted by pressing.
Die Druckschrift DE 2305958 A offenbart einen gescherten zweiteiligen Magnetkern, der luft- spaltfrei durch einen festen unmagnetischen oder niederpermeablen Körper geschert ist und die Teile des Magnetkerns teils möglichst direkt und teils über den scherenden Körper fest miteinander verbunden sind. Zusammenfassung der Erfindung The document DE 2305958 A discloses a sheared two-part magnetic core, which is sheared gap-free by a solid non-magnetic or low-permeability body and the parts of the magnetic core are partly as directly as possible and partly firmly connected to each other over the shearing body. Summary of the invention
Angesichts der vorangehend genannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mechanisch stabilen Magnetkern in einem einfachen Fertigungsprozess zu fertigen, wobei der gefertigte Magnetkern in einem weiten Bereich von Leistungsanwendungen eingesetzt werden kann. In view of the foregoing problems, it is an object of the present invention to fabricate a mechanically stable magnetic core in a simple manufacturing process, wherein the fabricated magnetic core can be used in a wide range of power applications.
Die vorangehend genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bilden eines einteiligen Rahmenkerns gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und einen Rahmenkern gemäß dem unabhängigen Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Rahmenkerns nach Anspruch 13 sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen 14 und 15 definiert. The above-mentioned object is achieved by a method for forming a one-piece frame core according to independent claim 1 and a frame core according to independent claim 13. Advantageous embodiments of the method according to claim 1 are defined in the further dependent claims 2 to 12. Advantageous embodiments of the frame core according to claim 13 are defined in the further dependent claims 14 and 15.
In einer anschaulichen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem ein einteiliger Rahmenkern mit Mittelschenkel gebildet und während der Bildung des Rahmenkerns ein Luftspalt in den Mittelschenkel eingepresst wird. Das erfindungsgemäß bereitgestellte Verfahren stellt einen Rahmenkern mit Mittelschenkel und Luftspalt im Mittelschenkel bereit, ohne dass Kern-Kern-Verklebungen und Schleif prozesse zur Herstellung eines Luftspalts nötig sind. Es wird also bei geringen Fertigungstoleranzen ein mechanisch stabiler Kern hergestellt und im Allgemeinen Kernversatz vermieden, wodurch das EMV-Verhalten verbessert wird. Außerdem ist ein Schleifaufmaß, wie es für Doppel-E-Kerne erforderlich ist, gemäß der Erfindung nicht notwendig, wodurch Ferritmaterial eingespart wird. Durch ein Ersparnis an Ferritmaterial kann ferner Ofenkapazität eingespart werden. In one illustrative embodiment of the invention, a method is provided in which a one-piece frame core is formed with center legs and an air gap is pressed into the center leg during formation of the frame core. The inventively provided method provides a frame core with center leg and air gap in the middle leg, without core-core bonding and grinding processes are needed for the production of an air gap. It is thus produced at low manufacturing tolerances, a mechanically stable core and generally avoided core offset, whereby the EMC behavior is improved. In addition, a Schleifmaßmaß, as required for double-E cores, according to the invention is not necessary, whereby ferrite material is saved. By saving on ferrite material furnace capacity can also be saved.
In einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung hierin wird der Rahmenkern in einem Keramikspritzgussverfahren gebildet. Alternativ hierzu wird der Rahmenkern mit Mittelschenkel in einem Spritzpressverfahren gebildet. In beiden Fällen ergibt sich eine einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung. In a further advantageous embodiment herein, the frame core is formed in a ceramic injection molding process. Alternatively, the frame core is formed with center leg in a transfer molding process. In both cases results in a simple, fast and inexpensive production.
In einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Rahmenkern gebildet, wobei der Mittelschenkel zwei einander gegenüber liegende Rahmenseiten entlang einer Längsrichtung des Rahmenkerns verbindet und der Luftspalt den Mittelschenkel quer zur Längsrichtung durchsetzt. In a further advantageous embodiment of the method, a frame core is formed, wherein the center leg connects two mutually opposite frame sides along a longitudinal direction of the frame core and the air gap passes through the center leg transversely to the longitudinal direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hierin weist der Rahmenkern ferner zwei Seiten- schenkelabschnitte auf, die den Rahmenkern schließen, wobei sich die Seitenschenkelab- schnitte entlang der Längsrichtung gerade oder wenigstens teilweise gekrümmt erstrecken. In einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung hierin ist der Mittelschenkel von jedem Seitenschenkelabschnitt in einer Richtung quer zur Längsrichtung durch wenigstens ein quaderförmiges oder zylindrisches Wickelfenster beabstandet. In a further advantageous embodiment herein, the frame core further comprises two side leg portions which close the frame core, wherein the side leg portions extend straight or at least partially curved along the longitudinal direction. In a further advantageous embodiment herein, the center leg of each side leg portion is spaced in a direction transverse to the longitudinal direction by at least one parallelepiped or cylindrical winding window.
In einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung hierin wird der Luftspalt in einem Winkel ungleich 90° Grad zur Längsrichtung des Mittelschenkels eingepresst. Hierbei wird ein Luftspalt mit einer größeren Berührfläche zum Mittelschenkel bereitgestellt, so dass eine geringere Länge des Luftspalts entlang der Längsrichtung gewählt werden kann. In a further advantageous embodiment herein, the air gap is pressed at an angle not equal to 90 ° degrees to the longitudinal direction of the center leg. In this case, an air gap is provided with a larger contact surface to the center leg, so that a smaller length of the air gap along the longitudinal direction can be selected.
In vorteilhaften Ausgestaltungen hierin wird der Luftspalt als prismaförmiger Spalt oder als dachförmiger Spalt eingepresst. Luftspalte, wie z.B. als Prisma, als Keil oder in Dachform ein- gepresste Luftspalte, ergeben für den Kern ein nicht lineares L-I-Verhalten. Ein nicht lineares L- I-Verhalten bezeichnet eine ausgeprägt und kontinuierlich abfallende nicht konstante Induktivität mit steigender Stromstärke. In advantageous embodiments herein, the air gap is pressed in as a prism-shaped gap or as a roof-shaped gap. Air gaps, such as as a prism, as a wedge or in the shape of a roof pressed air gaps, give the core a non-linear L-I behavior. A non-linear L-I behavior denotes a pronounced and continuously decreasing non-constant inductance with increasing current.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Luftspalt mittels eines leicht entfernbaren Materials eingepresst. Dies ermöglicht eine leicht auszuführende Bildung des Luftspalts, wobei der Spalt aufgrund des als Platzhalter fungierenden leicht entfernbaren Materials während des Herstellungsprozesses geringen Fertigungstoleranzen unterliegt und der Kern vor Beschädigungen geschützt ist. In an advantageous embodiment, the air gap is pressed by means of an easily removable material. This allows for easy formation of the air gap, wherein the gap is subject to low manufacturing tolerances due to acting as a placeholder easily removable material during the manufacturing process and the core is protected from damage.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Rahmenkern wenigstens einen weiteren Mittelschenkel, in den während der Bildung des Rahmenkerns ein weiterer Luftspalt eingepresst wird. Hierdurch werden integrale einteilige Rahmenkerne mit mehr als einem Mittelschenkel bereitgestellt, die jeweils einen eingepressten Luftspalt aufweisen, ohne dass bei der Herstellung Kernabschnitte einzukleben sind. In an advantageous embodiment, the frame core comprises at least one further center leg, in which during the formation of the frame core, a further air gap is pressed. As a result, integral one-piece frame cores are provided with more than one center leg, each having a pressed-air gap, without sticking core sections during manufacture.
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der Erfindung wird ein Rahmenkern mit Mittelschenkel und einem Luftspalt im Mittelschenkel bereitgestellt, wobei der Rahmenkern mit dem Mittelschenkel und dem Luftspalt im Mittelschenkel einteilig integral ausgebildet ist. In a further illustrative embodiment of the invention, a frame core is provided with center leg and an air gap in the middle leg, wherein the frame core is integrally formed integrally with the center leg and the air gap in the middle leg.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hierin umfasst der Rahmenkern zwei Rahmenbereiche und zwei die Rahmenbereiche entlang einer Längsrichtung zu einem geschlossenen Kern verbindende Seitenschenkelabschnitte, wobei der Mittelschenkel von jedem Seitenschenkelabschnitt in einer Richtung quer zur Längsrichtung durch wenigstens ein quaderförmiges oder zylindrisches Wickelfenster beabstandet ist. In an advantageous embodiment herein, the frame core comprises two frame portions and two side leg portions connecting the frame portions along a longitudinal direction to a closed core, wherein the center leg of each side leg portion is spaced in a direction transverse to the longitudinal direction by at least one parallelepiped or cylindrical winding window.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Rahmenkern wenigstens einen weiteren Mittelschenkel, der mit dem Rahmenkern einteilig ausgebildet ist. Kurze Beschreibung der Figuren In a further advantageous embodiment, the frame core comprises at least one further center leg, which is formed integrally with the frame core. Brief description of the figures
Weitere Vorteile gehen aus der Beschreibung anschaulicher Ausführungsformen hervor, die gemäß den beiliegenden Figuren erfolgt, wobei: Further advantages will become apparent from the description of illustrative embodiments taken in accordance with the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 schematisch einen Rahmenkern mit Mittelschenkel und Luftspalt im Mittelschenkel gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der Erfindung darstellt; Fig. 1 shows schematically a frame core with center leg and air gap in the middle leg according to an illustrative embodiment of the invention;
Fig. 2a schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts im Mittelschenkel gemäß einiger anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2a schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap in the center leg according to some illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2b schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2b schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2c schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2c schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2d schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2d schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2e schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2e schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2f schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; FIG. 2f schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG.
Fig. 2g schematisch eine Querschnittansicht eines Luftspalts gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung darstellt; und FIG. 2g schematically illustrates a cross-sectional view of an air gap according to further illustrative embodiments of the invention; FIG. and
Fig. 3a bis 3e schematisch Querschnittansichten von Rahmenkernen gemäß alternativer 3a to 3e schematically cross-sectional views of frame cores according to alternative
Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Detaillierte Beschreibung Embodiments of the invention represent. Detailed description
Die Erfindung stellt allgemein einen einteiligen Rahmenkern mit Mittelbutzen und einen im Mit- telbutzen ausgebildeten Luftspalt bereit. Der Rahmenkern wird dabei erfindungsgemäß in einem Presswerkzeug einteilig gebildet, wobei der Luftspalt direkt im Presswerkzeug in den Mittelbutzen eingebracht wird. Dadurch werden einerseits Klebeprozesse vermieden, wie sie gemäß obiger Ausführungen in bekannten geschlossenen Kernkonfigurationen gebildet aus zwei E-Kernen (sogenannte Doppel-E-Kernkonfigurationen) oder einem E-Kern mit einem I-Kern (sogenannte E-I-Kernkonfigurationen) üblich sind. Durch die Vermeidung der zusätzlichen Klebeprozesse wird der Zeitaufwand in der Produktion verringert, sowie der Kostenaufwand für die Herstellung entsprechender Rahmenkerne niedrig gehalten. Andererseits weisen erfindungsgemäße Rahmenkerne aufgrund ihrer einteiligen Ausbildung gegenüber zusammengesetzten Kernkonfigurationen eine größere mechanische Stabilität auf, da die Klebestellen signifikante mechanische Schwachstellen am fertigen Kernbauteil darstellen. Des Weiteren entfällt der Schleifprozess. Für ein genaues Einschleifen des Luftspates in den Mittelbuzen und für eine präzise Feldführung ist das Planschleifen des Kernrücken und der Seitenschenkel in der Regel Voraussetzung. Dieser Prozess ist teuer und oft werden dadurch die Kerne in Form von Absplitterungen und Rissen mechanisch vorgeschädigt. Durch Wegfall des Schleifprozesses werden die Kosten deutlich verringert und die Bauteilqualität wird verbessert. Durch die erfindungsgemäße Herstellung von Rahmenkernen mit Mittelschenkel und darin eingepresstem Luftspalt werden weiterhin Toleranzen in den magnetischen Eigenschaften gering gehalten, da z.B. keine Klebestellen mehr nötig sind, die in bekannten Kernen schlecht kontrollierbare magnetische Widerstände darstellen. Damit lassen sich erfindungsgemäß Rahmenkerne bereitstellen, die vorgegebene magnetische Eigenschaften in sehr engen Grenzen einhalten. The invention generally provides a one-piece frame core with center pieces and an air gap formed in the center piece. The frame core is formed according to the invention in one piece in a pressing tool, wherein the air gap is introduced directly into the press tool in the center piece. As a result, on the one hand adhesion processes are avoided, as they are common according to the above statements in known closed core configurations formed of two E cores (so-called double E core configurations) or an E core with an I core (so-called E-I core configurations). By avoiding the additional bonding processes, the time required for production is reduced, and the cost of producing corresponding frame cores is kept low. On the other hand, frame cores according to the invention have a greater mechanical stability due to their one-piece design over composite core configurations, since the splices represent significant mechanical weaknesses on the finished core component. Furthermore, the grinding process is eliminated. For a precise grinding of the Luftspates in the middle jacks and for a precise field guidance, the surface grinding of the core back and the side legs is usually a prerequisite. This process is expensive and often mechanically corrodes the cores in the form of chips and cracks. By eliminating the grinding process, the costs are significantly reduced and the component quality is improved. Furthermore, tolerances in the magnetic properties are minimized by the production according to the invention of frame cores with central limbs and air gap pressed therein, since e.g. no more splices are needed, which represent poorly controllable magnetic resistances in known cores. Thus, according to the invention, it is possible to provide frame cores which comply with predetermined magnetic properties within very narrow limits.
Anschauliche Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beispielhaft Beschrieben. Einige anschauliche Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf Fig. 1 in größerem Detail beschrieben. Illustrative embodiments will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings. Some illustrative embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to FIG. 1.
Fig. 1 stellt schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Rahmenkern 1 dar. Der Rahmenkern 1 besteht aus einem Rahmenabschnitt 2 und einem Mittelschenkel 3 mit einem im Mittelschenkel 3 gebildeten Luftspalt 4. Der Rahmenabschnitt 2 umfasst zwei sich hinsichtlich des Mittelschenkels 3 entlang einer Längsrichtung L des Mittelschenkels 3 erstreckende Sei- tenschenkelabschnitte 2c. Die Seitenschenkelabschnitte 2c und der Mittelschenkel 3 werden entlang einer Breitenrichtung B, die senkrecht zur Längsrichtung L orientiert ist, an gegenüberliegenden Seiten der Seitenschenkelabschnitte 2c und des Mittelschenkels 3 von einem oberen Querjochabschnitt 2a und einem unteren Querjochabschnitt 2b verbunden. Eine Tiefendimensi- on des Rahmenkerns 1 ist in Fig. 1 schematisch durch eine Tiefenrichtung T angedeutet, die senkrecht zur Längsrichtung L und Breitenrichtung B orientiert ist. 1 schematically illustrates a perspective view of a frame core 1. The frame core 1 consists of a frame section 2 and a center leg 3 with an air gap 4 formed in the center leg 3. The frame section 2 comprises two with respect to the center leg 3 along a longitudinal direction L of FIG Central leg 3 extending leg leg sections 2c. The side leg portions 2c and the center leg 3 are joined along a width direction B oriented perpendicular to the longitudinal direction L on opposite sides of the side leg portions 2c and the center leg 3 from an upper cross yoke portion 2a and a lower cross yoke portion 2b. A depth dimension on the frame core 1 is indicated schematically in Fig. 1 by a depth direction T, which is oriented perpendicular to the longitudinal direction L and width direction B.
Der in Fig. 1 dargestellte Rahmenkern 1 ist gemäß einiger anschaulicher Ausführungsformen der Erfindung aus wenigstens einem weichmagnetischen Ferritmaterial gebildet. In einem anschaulichen Beispiel wird das wenigstens eine weichmagnetische Ferritmaterial beispielsweise durch ein Nickel-Zink-Ferritmaterial oder ein Mangan-Zink-Ferritmaterial bereitgestellt. The frame core 1 shown in FIG. 1 is formed of at least one soft magnetic ferrite material according to some illustrative embodiments of the invention. In an illustrative example, the at least one soft magnetic ferrite material is provided by, for example, a nickel-zinc ferrite material or a manganese-zinc ferrite material.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 weisen die einzelnen Kernabschnitte rechteckige Querschnitte senkrecht zur Längsrichtung L auf. Dies stellt keine Beschränkung der Erfindung dar. Alternativ kann der Mittelschenkel 3 und/oder wenigstens einer der Seitenschenkelab- schnitte 2c und/oder der obere Querjochabschnitt 2a und/oder der untere Querjochabschnitt 2b einen runden oder ovalen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L aufweisen. Es wird angemerkt, dass die Kanten des Mittelschenkels 3 und/oder von wenigstens einem der Seitenschen- kelabschnitte 2c und/oder des oberen Querjochabschnitts 2a und/oder des unteren Querjochabschnitts 2b abgerundet sein können. In the frame core 1 shown in FIG. 1, the individual core sections have rectangular cross sections perpendicular to the longitudinal direction L. This is not a limitation of the invention. Alternatively, the center leg 3 and / or at least one of the side leg sections 2c and / or the upper transverse yoke section 2a and / or the lower transverse yoke section 2b may have a round or oval cross section perpendicular to the longitudinal direction L. It is noted that the edges of the center leg 3 and / or of at least one of the side leg sections 2 c and / or the upper transverse yoke section 2 a and / or the lower transverse yoke section 2 b may be rounded.
Hinsichtlich der Fig. 2a bis 2e werden nachfolgend unterschiedliche Konfigurationen des in Fig. 1 schematisch dargestellten Luftspalts 4 beschrieben. With regard to FIGS. 2 a to 2 e, different configurations of the air gap 4 shown schematically in FIG. 1 will be described below.
Fig. 2a stellt schematisch einen Luftspalt 4a gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht dar. Zur vereinfachten Darstellung ist lediglich ein Bereich eines Mittelschenkels 3a um den Luftspalt 4a herum dargestellt. Der Luftspalt 4a ist quer zu einer Längsrichtung des Mittelschenkels 3a (vgl. Längsrichtung L in Fig. 1 ) im Mittelschenkel 3a angeordnet. Insbesondere ist der Luftspalt 4a gemäß der ersten Ausführungsform senkrecht zur Längsrichtung des Mittelschenkels 3a orientiert. Der Mittelschenkel 3a kann hierbei einen rechteckigen, abgerundeten, ovalen oder runden Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (insbesondere in einer Ebene entlang der Tiefen- und Breitenrichtungen T, B in Fig. 1 ) aufweisen. Gemäß der Darstellung in Fig. 2a weist der Luftspalt 4a eine Länge d1 auf. Der dargestellte Luftspalt 4a ist quer zur Längsrichtung des Mittelschenkels 3a orientiert, so dass die Richtung, in der der Luftspalt 4a den Mittelschenkel 3a durchsetzt, senkrecht (ca. 90° mit Fehlertoleranz) zur Längsrichtung angeordnet ist. FIG. 2 a schematically illustrates an air gap 4 a according to a first embodiment in a side view. For the sake of simplicity, only a region of a central limb 3 a around the air gap 4 a is shown. The air gap 4 a is arranged transversely to a longitudinal direction of the center leg 3 a (see longitudinal direction L in FIG. 1) in the center leg 3 a. In particular, the air gap 4a according to the first embodiment is oriented perpendicular to the longitudinal direction of the center leg 3a. The middle leg 3a may in this case have a rectangular, rounded, oval or round cross section perpendicular to the longitudinal direction (in particular in a plane along the depth and width directions T, B in FIG. 1). As shown in Fig. 2a, the air gap 4a has a length d1. The illustrated air gap 4a is oriented transversely to the longitudinal direction of the center leg 3a, so that the direction in which the air gap 4a passes through the center leg 3a is arranged perpendicularly (approximately 90 ° with fault tolerance) to the longitudinal direction.
Fig. 2b stellt einen Luftspalt 4b gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht senkrecht zu einer Längsrichtung in einer Umgebung um den Luftspalt 4b im Mittelschenkel 3b dar. Der Mittelschenkel 3b kann dabei einen rechteckigen, abgerundeten, ovalen oder runden Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung bzw. in einer parallel zu den Richtungen B, T orientierten Ebene (vgl. Längsrichtung L in Fig. 1 ) aufweisen. Der Luftspalt 4b ist gemäß der in Fig. 2b dargestellten zweiten Ausführungsform als schiefe Ebene in den Mittelschenkel 3b eingepresst und beabstandet einen oberen Mittelschenkelabschnitt MS1 von einem unteren Mittelschenkelabschnitt MS2 um einen Abstand d2. Insbesondere ist der Luftspalt 4b quer zur Längsrichtung (vgl. Längsrichtung L in Fig. 1 ) des Mittelschenkels 3b orientiert. Ein Winkel, unter dem der Luftspalt 4b zur Längsrichtung L (vgl. Fig. 1 ) orientiert ist, ist dabei ungleich 90°. Der Luftspalt 4b weist dabei gegenüber dem Luftspalt 4a größere Berührflächen zum Mittelschenkel hin auf. Unter Berührflächen sollen hierbei die durch den Luftspalt 4b im Mittelschenkel freigelegten Polflächen bezeichnet werden, durch die eine im Mittelschenkel 4b vorhandene magnetische Flussdichte („B-Feld") aus einem Mittelschenkelabschnitt MS1 oder MS2 in den Luftspalt 4b eintritt bzw. austritt. Aufgrund der größeren Berührflächen kann die Länge d2 des Luftspalts 4b (gemessen als der Abstand d2 der durch den Luftspalt 4b beabstandeten Mittelschenkelabschnitte MS1 und MS2 zueinander, wie in Fig. 2b dargestellt) im Vergleich zur Länge d1 des Luftspalts 4a kleiner (d2 < d1 ) gewählt werden. In einigen speziellen Ausführungsformen steht die Länge d2 des Luftspalts 4b in Beziehung mit der Größe der Berührfläche bzw. Polfläche im Luftspalt 4b, beispielsweise ist die Länge d2 des Luftspalts 4b indirekt proportional zur Berührfläche bzw. Polfläche im Luftspalt 4b, so dass die Länge d2 des Luftspalts 4b mit steigender Berührfläche bzw. Polfläche abnimmt, d.h. der Winkel zwischen Berührflächen bzw. Polflächen und Längsrichtung nimmt ab (ein Winkel von 90° entspricht der Orientierung von Spalt 4a aus Fig. 2a). 2b shows an air gap 4b according to a second embodiment of the invention in a side view perpendicular to a longitudinal direction in an environment around the air gap 4b in the center leg 3b. The center leg 3b can have a rectangular, rounded, oval or round cross section perpendicular to its longitudinal direction or in a plane oriented parallel to the directions B, T (see longitudinal direction L in FIG. The air gap 4b is according to the second embodiment shown in Fig. 2b is pressed as an inclined plane in the center leg 3b and spaced an upper center leg portion MS1 of a lower center leg portion MS2 by a distance d2. In particular, the air gap 4b is oriented transversely to the longitudinal direction (cf., longitudinal direction L in FIG. 1) of the middle limb 3b. An angle at which the air gap 4b is oriented to the longitudinal direction L (see Fig. 1) is not equal to 90 °. The air gap 4b has compared to the air gap 4a larger contact surfaces to the center leg out. Touch surfaces are to be understood as the pole surfaces exposed through the air gap 4b in the middle leg, through which a magnetic flux density ("B field") present in the center leg 4b enters or exits from the middle leg section MS1 or MS2 into the air gap 4b Touching surfaces, the length d2 of the air gap 4b (measured as the distance d2 of the center leg portions MS1 and MS2 spaced apart by the air gap 4b, as shown in Fig. 2b) compared to the length d1 of the air gap 4a smaller (d2 <d1) are selected. In some specific embodiments, the length d2 of the air gap 4b is related to the size of the contact surface or pole surface in the air gap 4b. For example, the length d2 of the air gap 4b is indirectly proportional to the contact area or pole surface in the air gap 4b, so that the length d2 of the air gap 4b Air gap 4b decreases with increasing contact surface or pole face, ie the angle between contact surfaces or pole surfaces and longitudinal direction decreases (an angle of 90 ° corresponds to the orientation of gap 4a of Fig. 2a).
Ein Luftspalt 4c gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2c in einer Seitenansicht eines Abschnitts im Mittelschenkel um den Luftspalt 4c herum dargestellt. Ein oberer Mittelschenkelabschnitt 3c' weist dabei eine prismaförmige oder pyramidenstumpfförmige oder kegelstumpfförmige Gestalt auf. Ein unterer Mittelschenkelabschnitt 3c" ist derart ausgebildet, dass die Vereinigung der beiden Kernabschnitte 3c' und 3c" einen spaltlosen quaderförmigen oder zylinderförmigen Mittelschenkel ergibt. Mit anderen Worten, der Mittelschenkelabschnitt 3c" weist eine Vertiefung auf, die das Negativ der prismaförmigen oder pyramidenstumpfförmi- gen oder kegelstumpfförmigen Gestalt des Mittelschenkelabschnitts 3c' ist. An air gap 4 c according to a third embodiment of the invention is shown in Fig. 2c in a side view of a portion in the center leg around the air gap 4 c around. An upper middle leg section 3c 'has a prismatic or truncated pyramidal or frustoconical shape. A lower center leg section 3c "is designed such that the union of the two core sections 3c 'and 3c" results in a gapless parallelepiped or cylindrical center leg. In other words, the middle leg section 3c "has a depression which is the negative of the prismatic or truncated pyramidal or truncated conical shape of the middle leg section 3c '.
Eine vierte Ausführungsform ist in Fig. 2d anhand eines Luftspalts 4d in einer Seitenansicht schematisch dargestellt, wobei der Luftspalt 4d in den Mittelschenkel eingepresst ist, so dass ein oberer Mittelschenkelabschnitt 3d' eine keilförmige oder pyramidenförmige oder kegelförmige Gestalt aufweist. Ein unterer Mittelschenkelabschnitt 3d" ist ferner derart ausgebildet, dass eine Vereinigung des oberen Mittelschenkelabschnitts 3d' und des unteren Mittelschenkelabschnitts 3d" einen spaltlosen quaderförmigen oder zylinderförmigen Mittelschenkel ergibt. Mit anderen Worten, der Mittelschenkelabschnitt 3d" weist eine Vertiefung auf, die das Negativ der keilförmigen oder pyramidenförmigen oder kegelförmigen Gestalt des Mittelschenkelabschnitts 3d' ist. A fourth embodiment is shown diagrammatically in FIG. 2d by means of an air gap 4d in a side view, wherein the air gap 4d is pressed into the center leg, so that an upper center leg section 3d 'has a wedge-shaped or pyramidal or conical shape. A lower middle leg section 3d "is further designed such that a combination of the upper middle leg section 3d 'and the lower middle leg section 3d" results in a gapless parallelepiped or cylindrical center leg. In other words, the center leg section 3d "has a depression which is the negative of the wedge-shaped or pyramidal or conical shape of the middle leg portion 3d 'is.
Eine fünfte Ausführungsform eines Luftspalts 4e ist in Fig. 2e dargestellt. Der Luftspalt 4e ist hierbei keilförmig in den Mittelschenkel 3e eingepresst. A fifth embodiment of an air gap 4e is shown in FIG. 2e. The air gap 4e is in this case wedge-shaped pressed into the middle leg 3e.
In der in Fig. 2f gezeigten schematischen Querschnittansicht ist eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 2e dargestellten fünften Ausführungsform dargestellt. Der Luftspalt gemäß dieser Ausgestaltung ist als doppelt keilförmiger Luftspalt ausgebildet, der durch zwei an gegenüberliegenden Seiten des Mittelschenkels gebildete keilförmige Luftspaltbereiche 4f und 4f" bereitgestellt wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 2f weist der Mittelschenkel einen oberen Mittelschenkelabschnitt 3f und einen unteren Mittelschenkelabschnitt 3f" auf, zwischen denen der doppelt keilförmige Luftspalt 4f, 4f" angeordnet ist. Der untere Mittelschenkelabschnitt 3f" begrenzt den doppelt keilförmigen Luftspalt 4f, 4f" durch eine Berührfläche, die den Mittelschenkel quer zur Längsrichtung (vgl. Bezugszeichen L in Fig. 1 ) durchsetzt. In dem dargestellten Beispiel ist die Berührfläche des unteren Mittelschenkelabschnitts 3f" senkrecht zu Längsrichtung orientiert. Alternativ kann die Berührfläche unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Längsrichtung (vgl. L in Fig. 1 ) orientiert sein; z.B. kann die Berührfläche durch eine Abschrägung des unteren Mittelschenkelabschnitts bereitgestellt werden. Der obere Mittelschenkelabschnitt 3f weist eine den doppelt keilförmigen Luftspalt 4f, 4f" bildende dach- bzw. keilförmige Berührfläche auf. Alternativ ist die Berührfläche des oberen Mittelschenkelabschnitts 3f pyramidenförmig oder kegelförmig ausgebildet. In the schematic cross-sectional view shown in FIG. 2f, a further embodiment of the fifth embodiment shown in FIG. 2e is shown. The air gap according to this embodiment is formed as a double wedge-shaped air gap which is provided by two wedge-shaped air gap regions 4f and 4f "formed on opposite sides of the middle leg. As shown in Fig. 2f, the middle leg has an upper middle leg section 3f and a lower middle leg section 3f" The lower center leg section 3f "delimits the double wedge-shaped air gap 4f, 4f" by a contact surface which passes through the center leg transversely to the longitudinal direction (see reference character L in FIG In the illustrated example, the contact surface of the lower middle leg section 3f "is oriented perpendicular to the longitudinal direction. Alternatively, the contact surface may be oriented at an angle deviating from 90 ° to the longitudinal direction (see L in Fig. 1); e.g. For example, the contact surface may be provided by a taper of the lower center leg portion. The upper middle leg section 3f has a roof-shaped or wedge-shaped contact surface forming the double-wedge-shaped air gap 4f, 4f "Alternatively, the contact surface of the upper center leg section 3f is pyramid-shaped or cone-shaped.
In Fig. 2g ist eine alternative Ausgestaltung eines doppelt keilförmigen Luftspalts 4g', 4g" schematisch in einer Querschnittansicht gezeigt. Der Mittelschenkel weist in einer Umgebung des doppelt keilförmigen Luftspalts 4g', 4g" einen oberen Mittelschenkelabschnitt 3g' und einen unteren Mittelschenkelabschnitt 3g" auf, zwischen denen der Luftspalt im Mittelschenkel ausgebildet ist. Der obere Mittelschenkelabschnitt 3g' und der untere Mittelschenkelabschnitt 3g" weisen jeweils eine dach- bzw. keilförmige Berührfläche auf. Alternativ ist die Berührfläche des oberen Mittelschenkelabschnitts 3f pyramidenförmig oder kegelförmig ausgebildet. In einem anschaulichen Beispiel sind der obere und der untere Mittelschenkelabschnitt 3g', 3g" zueinander symmetrisch ausgebildet, obwohl dies keine Beschränkung der Erfindung darstellt und auch asymmetrisch ausgebildete Mittelschenkelabschnitte denkbar sind. An alternative embodiment of a double wedge-shaped air gap 4g ', 4g "is shown schematically in a cross-sectional view in Fig. 2. The middle leg has an upper middle leg section 3g' and a lower middle leg section 3g" in an environment of the double wedge-shaped air gap 4g ', 4g " The upper middle leg section 3g 'and the lower middle leg section 3g "each have a roof or wedge-shaped contact surface. Alternatively, the contact surface of the upper center leg portion 3 f is pyramidal or conical. In an illustrative example, the upper and lower middle leg portions 3g ', 3g "are symmetrical to each other, although this is not a limitation of the invention and also asymmetrically designed center leg portions are conceivable.
Durch die in den Figuren 2a bis 2e dargestellten unterschiedlichen Ausführungsformen des in den Mittelschenkel eingepressten Luftspalts wird ein charakteristisches L-I-Verhalten erreicht. Mittels des Luftspalts 4a aus Fig. 2a wird ein L-I-Verlauf erreicht, bei dem die Induktivität L bis zu einem Strom ein im wesentliches konstantes Verhalten aufweist (L verändert sich im Bereich l< um weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% oder weniger als 1 %) und bei Überschreiten von \ i drastisch abfällt. Bei den anhand der Fig. 2b bis 2e dargestellten Ausführungsformen ergibt sich demgegenüber ein abfallendes L über I Verhalten, das von dem zu Fig. 2a durch ein im wesentlichen nicht konstantes Verhalten abweicht. By the illustrated in Figures 2a to 2e different embodiments of the pressed-in the center leg air gap a characteristic LI behavior is achieved. By means of the air gap 4a of Fig. 2a, a LI curve is achieved, wherein the inductance L to to a current having a substantially constant behavior (L changes in the range l <by less than 10%, preferably less than 5% or less than 1%) and drastically decreases when exceeding. In the embodiments illustrated with reference to FIGS. 2 b to 2 e, on the other hand, there is a falling L over I behavior, which deviates from that to FIG. 2 a by a substantially non-constant behavior.
Erfindungsgemäße Rahmenkerne werden einteilig in einem Presswerkzeug gebildet, wobei der Luftspalt im Mittelbutzen direkt im Presswerkzeug in den Kern eingebracht wird. Erfindungsgemäße Herstellungsverfahren umfassen in einigen anschaulichen Ausführungsformen ein Pressverfahren, wobei das Kernmaterial in eine Kavität eines Presswerkzeugs in Pulverform eingefüllt wird. Die Matrize, Ober- und Unterstempel sind dabei geeignet ausgestaltet, um den Rahmenkern mit Mittelschenkel und im Mittelschenkel gebildeten Luftspalt während eines Pressvorgangs einteilig zu bilden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass Oberstempel und Unterstempel des Presswerkzeuges aus mehreren Einzelstempeln bestehen können, die voneinander unabhängig bewegbar sind. Während oder im Anschluss an den Pressvorgang kann eine Sinterung durch eine Wärmeeinwirkung erfolgen. Alternativ werden erfindungsgemäße Rahmenkerne in einem Keramikspritzgussverfahren hergestellt. In einigen speziellen anschaulichen Ausführungsformen wird ein Luftspalt mittels einer entsprechend ausgebildeten Trennwand eingepresst, die während des Füllen von Material bzw. nach dem Füllen des Materials in die Kavität zwischen zwei den Mittelschenkel bildende Materialbereiche in der Kavität angeordnet wird. Frame cores according to the invention are formed in one piece in a pressing tool, wherein the air gap in the center piece is introduced directly into the core into the pressing tool. Manufacturing methods according to the invention include, in some illustrative embodiments, a pressing process wherein the core material is filled into a cavity of a powder-molding die. The die, upper and lower punches are designed to be suitable for integrally forming the frame core with central leg and air gap formed in the middle leg during a pressing operation. It is expressly pointed out that upper punch and lower punch of the pressing tool can consist of several individual stamps, which are independently movable. During or after the pressing process, sintering can take place through the action of heat. Alternatively, frame cores according to the invention are produced in a ceramic injection molding process. In some specific illustrative embodiments, an air gap is injected by means of a correspondingly formed dividing wall which is placed in the cavity between two middle region forming material areas during filling of material or after filling of the material into the cavity.
Alternativ wird der Luftspalt durch ein im Vergleich zum Material des Magnetkerns leicht entfernbares Material gebildet, das während des Befüllens der Kavität zwischen zwei Materialbereiche eingebracht wird. Ein spaltbildendes Material kann beispielsweise durch ein Kunststoffmaterial bereitgestellt werden, das nach dem Pressvorgang aus dem Pressling entfernt wird, z.B. während eines Ausheizschritts oder eines Ätzschritts. Hierzu wird beispielsweise die Kavität mit Material des Magnetkerns befüllt, so dass sich ein erster Materialbereich in der Kavität bildet. Anschließend wird das spaltbildende Material auf den ersten Materialbereich gefüllt. Dies kann vorpressende Verarbeitungsschritte umfassen, um das spaltbildende Material mit einer gewünschten Form zu versehen, die der Form des zu bildenden Luftspalts entspricht. Anschließend wird durch Füllen mit Material des Magnetkerns ein zweiter Materialbereich auf dem spaltbildenden Material gebildet. In einem nachfolgenden Pressvorgang wird ein Pressling hergestellt, bei dem das spaltbildende Material zwischen dem ersten und zweiten Materialbereich angeordnet ist. Durch Entfernen des spaltbildenden Materials mittels durch Wärmeeinwirkung und/oder durch Einwirken eines geeigneten Ätzmittels wird der Luftspalt gebildet. Hinsichtlich der Figuren 3a bis 3e sind schematisch Querschnittansichten von Rahmenkernen gemäß alternativer Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die von dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Rahmenkern 1 abweichen. Alternatively, the air gap is formed by an easily removable material compared to the material of the magnetic core, which is introduced during filling of the cavity between two material areas. For example, a gap-forming material may be provided by a plastic material that is removed from the compact after the pressing operation, eg, during a baking step or an etching step. For this purpose, for example, the cavity is filled with material of the magnetic core, so that a first material region forms in the cavity. Subsequently, the gap-forming material is filled on the first material area. This may include pre-pressing processing steps to provide the gap-forming material with a desired shape corresponding to the shape of the air gap to be formed. Subsequently, by filling with material of the magnetic core, a second material region is formed on the gap-forming material. In a subsequent pressing operation, a compact is produced in which the gap-forming material is arranged between the first and second material region. By removing the gap-forming material by means of heat and / or by the action of a suitable etchant, the air gap is formed. With regard to FIGS. 3 a to 3 e, schematic cross-sectional views of frame cores according to alternative embodiments of the invention are shown, which deviate from the frame core 1 shown schematically in FIG. 1.
Fig. 3a zeigt schematisch einen Rahmenkern 10 mit einem Mittelschenkel 13a und einem Luftspalt 14 im Mittelschenkel 13a. Der Rahmenkern 10 umfasst weiter Rahmenbereiche 12a und 12b, die sich entlang einer Richtung B erstrecken und durch zwei an gegenüberliegenden Enden der Rahmenbereiche 12a und 12b angeordnete Seitenschenkelabschnitte 12c verbunden sind, die sich entlang einer Längsrichtung L erstrecken. Die Längsrichtung L verläuft quer zur Richtung B und ist gemäß dem dargestellten Beispiel senkrecht dazu orientiert. Der Rahmenkern 10 ist durch die Rahmenbereiche 12a, 12b und die Seitenschenkelabschnitte 12c geschlossen. Außenflächen 16 der Rahmenbereiche 12a, 12b erstrecken sich parallel zur Richtung B. Fig. 3a shows schematically a frame core 10 with a center leg 13a and an air gap 14 in the middle leg 13a. The frame core 10 further includes frame portions 12a and 12b extending along a direction B and connected by two side leg portions 12c arranged at opposite ends of the frame portions 12a and 12b, which extend along a longitudinal direction L. The longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown. The frame core 10 is closed by the frame portions 12a, 12b and the side leg portions 12c. Outer surfaces 16 of the frame portions 12a, 12b extend parallel to the direction B.
Der Mittelschenkel 13a ist in der Richtung B von den Seitenschenkelabschnitten 12c auf jeder Seite durch ein Wickelfenster 15 beabstandet. In wenigstens einem der Wickelfenster 15 kann eine Wicklung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die über dem Mittelschenkel 13a und/oder wenigstens einem der Seitenschenkelabschnitte 12c angeordnet wird. Gemäß dem in Fig. 3a dargestellten Beispiel sind die Wickelfenster in der dargestellten Schnittansicht rechtecksförmig ausgebildet, d.h., die Wickelfenster 15 sind unter Berücksichtigung einer Tiefe senkrecht zu den Richtungen L und B quaderförmig. Der Luftspalt 14 verbindet die Wickelfenster 15 miteinander. The center leg 13 a is spaced in the direction B from the side leg portions 12 c on each side by a winding window 15. In at least one of the winding windows 15, a winding (not shown) may be provided, which is arranged above the center leg 13a and / or at least one of the side leg portions 12c. According to the example shown in Fig. 3a, the winding windows in the sectional view shown are rectangular in shape, that is, the winding windows 15 are cuboid in consideration of a depth perpendicular to the directions L and B. The air gap 14 connects the winding windows 15 with each other.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 ist der Rahmenkern 10 gemäß Fig. 3a mit Seitenschenkelabschnitten 12c dargestellt, die abgerundete Außenflächen 17 aufweisen. Damit kann eine vorteilhafte Führung eines Magnetfeldes in den Seitenschenkelabschnitten erreicht werden. Außerdem werden im Rahmenkern 10 Ecken vermieden. In contrast to the frame core 1 shown in FIG. 1, the frame core 10 according to FIG. 3 a is shown with side leg sections 12 c, which have rounded outer surfaces 17. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 10 corners are avoided in the frame core.
Fig. 3b zeigt schematisch einen Rahmenkern 20 mit einem Mittelschenkel 23a und einem Luftspalt 24 im Mittelschenkel 23a. Der Rahmenkern 20 umfasst weiter Rahmenbereiche 22a und 22b, die sich entlang einer Richtung B erstrecken und durch zwei an gegenüberliegenden Enden der Rahmenbereiche 22a und 22b angeordnete Seitenschenkelabschnitte 22c verbunden sind, die sich entlang einer Längsrichtung L erstrecken. Die Längsrichtung L verläuft quer zur Richtung B und ist gemäß dem dargestellten Beispiel senkrecht dazu orientiert. Der Rahmenkern 20 ist durch die Rahmenbereiche 22a, 22b und die Seitenschenkelabschnitte 22c geschlossen. Außenflächen 26 der Rahmenbereiche 22a, 22b erstrecken sich parallel zur Richtung B. Der Mittelschenkel 23a ist in der Richtung B von den Seitenschenkelabschnitten 22c auf jeder Seite durch ein Wickelfenster 25 beabstandet. In wenigstens einem der Wickelfenster 25 kann eine Wicklung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die über dem Mittelschenkel 23a und/oder wenigstens einem der Seitenschenkelabschnitte 22c angeordnet wird. Gemäß dem in Fig. 3b dargestellten Beispiel sind die Wickelfenster in der dargestellten Schnittansicht kreisförmig ausgebildet, d.h., die Wickelfenster 25 sind im Rahmenkern 20 unter Berücksichtigung einer Tiefe senkrecht zu den Richtungen L und B zylindrisch. Die Wickelfenster 25 werden durch den Luftspalt 24 verbunden. Fig. 3b shows schematically a frame core 20 with a center leg 23a and an air gap 24 in the middle leg 23a. The frame core 20 further includes frame portions 22a and 22b extending along a direction B and connected by two side leg portions 22c arranged at opposite ends of the frame portions 22a and 22b and extending along a longitudinal direction L. The longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown. The frame core 20 is closed by the frame portions 22a, 22b and the side leg portions 22c. Outer surfaces 26 of the frame portions 22a, 22b extend parallel to the direction B. The center leg 23a is spaced in the direction B from the side leg portions 22c on each side by a winding window 25. *** " In at least one of the winding windows 25, a winding (not shown) may be provided, which is arranged above the center leg 23a and / or at least one of the side leg portions 22c. According to the example shown in Fig. 3b, the winding windows in the sectional view shown are circular, ie, the winding windows 25 are cylindrical in the frame core 20, taking into account a depth perpendicular to the directions L and B. The winding windows 25 are connected by the air gap 24.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 ist der Rahmenkern 20 gemäß Fig. 3b mit Seitenschenkelabschnitten 22c dargestellt, die abgerundete Außenflächen 27 aufweisen. Damit kann eine vorteilhafte Führung eines Magnetfeldes in den Seitenschenkelabschnitten erreicht werden. Außerdem werden im Rahmenkern 20 Ecken vermieden. In contrast to the frame core 1 shown in FIG. 1, the frame core 20 according to FIG. 3 b is illustrated with side leg sections 22 c, which have rounded outer surfaces 27. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 20 corners are avoided in the frame core.
Fig. 3c zeigt schematisch einen Rahmenkern 30 mit einem Mittelschenkel 33a und einem Luftspalt 34 im Mittelschenkel 33a. Der Rahmenkern 30 umfasst weiter Rahmenbereiche 32a und 32b, die sich bogenförmig entlang einer Richtung B erstrecken und durch zwei an gegenüberliegenden Enden der Rahmenbereiche 32a und 32b angeordnete Seitenschenkelabschnitte 32c verbunden sind, die sich entlang einer Längsrichtung L bogenförmig erstrecken. Die Längsrichtung L verläuft quer zur Richtung B und ist gemäß dem dargestellten Beispiel senkrecht dazu orientiert. Der Rahmenkern 30 ist durch die Rahmenbereiche 32a, 32b und die Seitenschenkelabschnitte 32c geschlossen. Außenflächen der Rahmenbereiche 32a, 32b sind bogenförmig ausgebildet. 3c schematically shows a frame core 30 with a center leg 33a and an air gap 34 in the center leg 33a. The frame core 30 further includes frame portions 32a and 32b arcuately extending along a direction B and connected by two side leg portions 32c arranged at opposite ends of the frame portions 32a and 32b, which arcuately extend along a longitudinal direction L. The longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown. The frame core 30 is closed by the frame portions 32a, 32b and the side leg portions 32c. Outer surfaces of the frame portions 32a, 32b are formed arcuate.
Der Mittelschenkel 33a ist in der Richtung B von den Seitenschenkelabschnitten 32c auf jeder Seite durch ein Wickelfenster 35 beabstandet. In wenigstens einem der Wickelfenster 35 kann eine Wicklung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die über dem Mittelschenkel 33a und/oder wenigstens einem der Seitenschenkelabschnitte 32c angeordnet wird. Gemäß dem in Fig. 3c dargestellten Beispiel sind die Wickelfenster in der dargestellten Schnittansicht kreisförmig ausgebildet, d.h., die Wickelfenster 35 sind im Rahmenkern 30 unter Berücksichtigung einer Tiefe senkrecht zu den Richtungen L und B zylindrisch. Die Wickelfenster 35 werden durch den Luftspalt 34 verbunden. The center leg 33a is spaced in the direction B from the side leg portions 32c on each side by a winding window 35. In at least one of the winding windows 35, a winding (not shown) may be provided which is arranged above the center leg 33a and / or at least one of the side leg sections 32c. According to the example shown in Fig. 3c, the winding windows are circular in the sectional view shown, that is, the winding windows 35 are cylindrical in the frame core 30 in consideration of a depth perpendicular to the directions L and B. The winding windows 35 are connected by the air gap 34.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 ist der Rahmenkern 30 gemäß Fig. 3c mit Seitenschenkelabschnitten 32c dargestellt, die abgerundete Außenflächen aufweisen, so dass eine insgesamt zylindrische Kernkonfiguration bereitgestellt wird. Damit kann eine vorteil- hafte Führung eines Magnetfeldes in den Seitenschenkelabschnitten erreicht werden. Außerdem werden im Rahmenkern 30 Ecken vermieden. In contrast to the frame core 1 shown in FIG. 1, the frame core 30 according to FIG. 3c is illustrated with side leg portions 32c which have rounded outer surfaces, thus providing an overall cylindrical core configuration. This can be an advantageous a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 30 corners are avoided in the frame core.
Fig. 3d zeigt eine zu Fig. 3b ähnliche Kernkonfiguration. Hierin ist schematisch ein Rahmenkern 40 mit zwei Mittelschenkeln 43a, 43b und jeweils darin gebildetem Luftspalt 44a, 44b dargestellt. Der Rahmenkern 40 umfasst weiter Rahmenbereiche 42a und 42b, die sich parallel zu einer Richtung B erstrecken und durch zwei an gegenüberliegenden Enden der Rahmenbereiche 42a und 42b angeordnete Seitenschenkelabschnitte 42c verbunden sind, die sich entlang einer Längsrichtung L erstrecken. Die Längsrichtung L verläuft quer zur Richtung B und ist gemäß dem dargestellten Beispiel senkrecht dazu orientiert. Der Rahmenkern 40 ist durch die Rahmenbereiche 42a, 42b und die Seitenschenkelabschnitte 42c geschlossen. Außenflächen der Rahmenbereiche 42a, 42b sind abgerundet. FIG. 3d shows a core configuration similar to FIG. 3b. Herein is schematically illustrated a frame core 40 having two center legs 43a, 43b and air gaps 44a, 44b formed therein, respectively. The frame core 40 further includes frame portions 42a and 42b extending in parallel to a direction B and connected by two side leg portions 42c arranged at opposite ends of the frame portions 42a and 42b, which extend along a longitudinal direction L. The longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown. The frame core 40 is closed by the frame portions 42a, 42b and the side leg portions 42c. Outer surfaces of the frame portions 42a, 42b are rounded.
Jeder Mittelschenkel 43a, 43b ist in der Richtung B von den Seitenschenkelabschnitten 42c auf jeder Seite durch ein oder mehr Wickelfenster 45 beabstandet. In wenigstens einem der Wickelfenster 45 kann eine Wicklung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die über wenigstens einem der Mittelschenkel 43a, 43b und/oder wenigstens einem der Seitenschenkelabschnitte 42c angeordnet wird. Gemäß dem in Fig. 3d dargestellten Beispiel sind die Wickelfenster in der dargestellten Schnittansicht kreisförmig ausgebildet, d.h., die Wickelfenster 45 sind im Rahmenkern 40 unter Berücksichtigung einer Tiefe senkrecht zu den Richtungen L und B zylindrisch. Die Wickelfenster 45 sind durch die Luftspalte 44a, 44b miteinander verbunden. Each center leg 43a, 43b is spaced in the direction B from the side leg portions 42c on each side by one or more winding windows 45. In at least one of the winding windows 45, a winding (not shown) may be provided, which is arranged over at least one of the center legs 43a, 43b and / or at least one of the side leg portions 42c. According to the example shown in Fig. 3d, the winding windows in the sectional view shown are circular, that is, the winding windows 45 are cylindrical in the frame core 40 considering a depth perpendicular to the directions L and B. The winding windows 45 are interconnected by the air gaps 44a, 44b.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 ist der Rahmenkern 40 gemäß Fig. 3d mit Seitenschenkelabschnitten 42c dargestellt, die abgerundete Außenflächen aufweisen. Damit kann eine vorteilhafte Führung eines Magnetfeldes in den Seitenschenkelabschnitten erreicht werden. Außerdem werden im Rahmenkern 40 Ecken vermieden. Weiterhin unterscheidet sich der Rahmenkern 40 vom Rahmenkern 1 darin, dass mehr als ein Mittelschenkel, hier die Mittelschenkel 43a, 43b vorgesehen sind, in denen jeweils ein Luftspalt 44a, 44b gebildet sind. In contrast to the frame core 1 shown in FIG. 1, the frame core 40 according to FIG. 3d is illustrated with side leg sections 42c which have rounded outer surfaces. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 40 corners are avoided in the frame core. Furthermore, the frame core 40 differs from the frame core 1 in that more than one center leg, here the center leg 43a, 43b are provided, in each of which an air gap 44a, 44b are formed.
Fig. 3e zeigt eine zu Fig. 3a ähnliche Kernkonfiguration. Hierin ist schematisch ein Rahmenkern 50 mit zwei Mittelschenkeln 53a, 53b und jeweils darin gebildetem Luftspalt 54a, 54b dargestellt. Der Rahmenkern 50 umfasst weiter Rahmenbereiche 52a und 52b, die sich parallel zu einer Richtung B erstrecken und durch zwei an gegenüberliegenden Enden der Rahmenbereiche 52a und 52b angeordnete Seitenschenkelabschnitte 52c verbunden sind, die sich entlang einer Längsrichtung L erstrecken. Die Längsrichtung L verläuft quer zur Richtung B und ist gemäß dem dargestellten Beispiel senkrecht dazu orientiert. Der Rahmenkern 50 ist durch die Rahmenbereiche 52a, 52b und die Seitenschenkelabschnitte 52c geschlossen. Außenflächen der Rahmenbereiche 52a, 52b sind abgerundet. FIG. 3e shows a core configuration similar to FIG. 3a. Herein is schematically illustrated a frame core 50 having two center legs 53a, 53b and air gaps 54a, 54b formed therein, respectively. The frame core 50 further includes frame portions 52a and 52b which extend in parallel to a direction B and are connected by two side leg portions 52c arranged at opposite ends of the frame portions 52a and 52b, which extend along a longitudinal direction L. The longitudinal direction L extends transversely to the direction B and is oriented perpendicular thereto in the example shown. The frame core 50 is through the Frame portions 52a, 52b and the side leg portions 52c closed. Outer surfaces of the frame portions 52a, 52b are rounded.
Jeder Mittelschenkel 53a, 53b ist in der Richtung B von den Seitenschenkelabschnitten 52c auf jeder Seite durch ein oder mehr Wickelfenster 55 beabstandet. In wenigstens einem der Wickelfenster 55 kann eine Wicklung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die über wenigstens einem der Mittelschenkel 53a, 53b und/oder wenigstens einem der Seitenschenkelabschnitte 52c angeordnet wird. Gemäß dem in Fig. 3e dargestellten Beispiel sind die Wickelfenster in der dargestellten Schnittansicht rechteckig ausgebildet, d.h., die Wickelfenster 55 sind im Rahmenkern 50 unter Berücksichtigung einer Tiefe senkrecht zu den Richtungen L und B quaderförmig. Die Wickelfenster 55 sind durch die Luftspalte 54a, 54b miteinander verbunden. Each center leg 53a, 53b is spaced in the direction B from the side leg portions 52c on each side by one or more winding windows 55. In at least one of the winding windows 55, a winding (not shown) may be provided, which is arranged over at least one of the center legs 53a, 53b and / or at least one of the side leg portions 52c. According to the example shown in Fig. 3e, the winding windows in the sectional view shown are rectangular, that is, the winding windows 55 are cuboid in the frame core 50 considering a depth perpendicular to the directions L and B. The winding windows 55 are interconnected by the air gaps 54a, 54b.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Rahmenkern 1 ist der Rahmenkern 50 gemäß Fig. 3e mit Seitenschenkelabschnitten 52c dargestellt, die abgerundete Außenflächen aufweisen. Damit kann eine vorteilhafte Führung eines Magnetfeldes in den Seitenschenkelabschnitten erreicht werden. Außerdem werden im Rahmenkern 50 Ecken vermieden. Weiterhin unterscheidet sich der Rahmenkern 50 vom Rahmenkern 1 darin, dass mehr als ein Mittelschenkel, hier die Mittelschenkel 53a, 53b vorgesehen sind, in denen jeweils ein Luftspalt 54a, 54b gebildet sind. In contrast to the frame core 1 shown in FIG. 1, the frame core 50 according to FIG. 3e is shown with side leg sections 52c, which have rounded outer surfaces. In this way, an advantageous guidance of a magnetic field in the side leg sections can be achieved. In addition, 50 corners are avoided in the frame core. Furthermore, the frame core 50 differs from the frame core 1 in that more than one center leg, here the center legs 53a, 53b are provided, in each of which an air gap 54a, 54b are formed.
In weiteren anschaulichen Ausführungsformen der Erfindung kann jeder der Luftspalte in den Fig. 3a bis 3e gemäß einem der hinsichtlich der Figuren 2a bis 2g beschriebenen Luftspalt ausgebildet sein. In further illustrative embodiments of the invention, each of the air gaps in FIGS. 3a to 3e may be formed according to one of the air gaps described with reference to FIGS. 2a to 2g.
Zusammenfassend stellt die Erfindung ein Verfahren zum Bilden eines Rahmenkerns mit Mittelschenkel für ein induktives Bauelement und einen entsprechend gebildeten Rahmenkern mit Mittelschenkel und Luftspalt im Mittelschenkel bereit. Der Rahmenkern ist mit dem Mittelschenkel einteilig gebildet, wobei der Luftspalt während der Bildung des Rahmenkerns in den Mittelschenkel eingepresst wird. In summary, the invention provides a method of forming a center core frame core for an inductive device and a correspondingly formed center core center core core and air gap in the center leg. The frame core is integrally formed with the center leg, wherein the air gap is pressed during the formation of the frame core in the center leg.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum Bilden eines Rahmenkerns (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit Mittelschenkel (3; 1 . A method of forming a frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) with center legs (3;
13a; 23a; 33a; 43a; 53a) für ein induktives Bauelement, wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit dem Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) einteilig gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftspalt (4; 14; 24; 34; 44a; 54a) während der Bildung des Rahmenkerns (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) in den Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) eingepresst wird.  13a; 23a; 33a; 43a; 53a) for an inductive component, wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) is integrally formed with the center leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a), characterized in that an air gap ( 4; 14; 24; 34; 44a; 54a) during the formation of the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) is pressed into the middle leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) in einem Keramikspritzguss-Verfahren gebildet wird. The method of claim 1, wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) is formed with center legs (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) in a ceramic injection molding process.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) in einem Pressverfahren gebildet wird. The method of claim 1, wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) is formed with center legs (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) in a pressing process.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the center leg (3; 13a, 23a;
33a; 43a; 53a) zwei Rahmenbereiche (2a, 2b; 12a, 12b; 22a, 22b; 32a, 32b; 42a, 42b; 52a, 52b) entlang einer Längsrichtung (L) verbindet und der Luftspalt (4; 14; 24; 34; 44a; 54a) den Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) quer zur Längsrichtung (L) durchsetzt.  33a; 43a; 53a) connects two frame portions (2a, 2b; 12a, 12b; 22a, 22b; 32a, 32b; 42a, 42b; 52a, 52b) along a longitudinal direction (L) and the air gap (4; 14; 24; 34; 44a; 54a) passes through the center leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) transversely to the longitudinal direction (L).
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) ferner zwei Seitenschenkelabschnitte (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) aufweist, die den Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) schließen, wobei sich die Seitenschenkelabschnitte (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) entlang der Längsrichtung (L) gerade oder wenigstens teilweise gekrümmt erstrecken. The method of claim 4, wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) further comprises two side leg portions (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) forming the frame core (1; 10; 20 ; 30; 40; 50), wherein the side leg portions (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) extend straight or at least partially curved along the longitudinal direction (L).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) von jedem Seitenschenkelabschnitt (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) seitlich durch wenigstens ein quaderförmiges oder zylindrisches Wickelfenster (15; 25; 35; 45; 55) beabstandet ist. The method of claim 5, wherein the center leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) of each side leg portion (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) is laterally separated by at least one parallelepiped or cylindrical winding window (15; 25, 35, 45, 55).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Luftspalt (4b) in einem Winkel ungleich 90° zur Längsrichtung (L) eingepresst wird. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the air gap (4b) is pressed at an angle not equal to 90 ° to the longitudinal direction (L).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Luftspalt als prismaformiger Luftspalt (4a; 4b) oder als dachförmiger oder als pyramidenförmiger Luftspalt (4c; 4d) oder als keilförmiger Luftspalt (4e) oder als doppelt keilförmiger Luftspalt (4f, 4f"; 4g', 4g") eingepresst wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the air gap as a prism-shaped air gap (4a; 4b) or as a roof-shaped or pyramidal air gap (4c; 4d) or as a wedge-shaped air gap (4e) or as a double wedge-shaped air gap (4f, 4f "4g ', 4g") is pressed in.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; A method according to any one of claims 1 to 8, wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40;
50) aus wenigstens einem Ferritmaterial gebildet wird.  50) is formed from at least one ferrite material.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Luftspalt (4; 14; 24; 34; 44a; 10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the air gap (4; 14; 24; 34; 44a;
54a) mittels einer dem Luftspalt entsprechenden Trennwand eingepresst wird.  54a) is pressed by means of a partition corresponding to the air gap.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Luftspalt (4; 14; 24; 34; 44a; A method according to any one of claims 1 to 9, wherein the air gap (4; 14; 24; 34; 44a;
54a) mittels eines leicht entfernbaren Materials eingepresst wird.  54a) is pressed in by means of an easily removable material.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei der Rahmenkern (40; 50) wenigstens einen weiteren Mittelschenkel (43b; 53b) umfasst, in den während der Bildung des Rahmenkerns (40; 50) ein weiterer Luftspalt (44b; 54b) eingepresst wird. 12. The method of claim 1, wherein the frame core comprises at least one further center leg in which during the formation of the frame core a further air gap is formed ) is pressed.
13. Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit Mittelschenkel (3) und einem Luftspalt (4; 14; 24; 13. Frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) with center leg (3) and an air gap (4; 14; 24;
34; 44a; 54a) im Mittelschenkel (3), wobei der Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) mit dem Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) und dem Luftspalt (4; 14; 24; 34; 44a; 54a) im Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) einteilig integral ausgebildet ist.  34; 44a; 54a) in the middle leg (3), wherein the frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) is connected to the middle leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) and the air gap (4; 14; 24; 34; 44a; 54a) is integrally formed integrally in the middle leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a).
14. Rahmenkern (1 ; 10; 20; 30; 40; 50) nach Anspruch 13, wobei der Rahmenkern (1 ; 10; The frame core (1; 10; 20; 30; 40; 50) of claim 13, wherein the frame core (1; 10;
20; 30; 40; 50) zwei Rahmenbereiche (2a, 2b; 12a, 12b; 22a, 22b; 32a, 32b; 42a, 42b; 52a, 52b) und zwei die Rahmenbereiche (2a, 2b; 12a, 12b; 22a, 22b; 32a, 32b; 42a, 42b; 52a, 52b) entlang einer Längsrichtung (L) zu einem geschlossenen Kern verbindende Seitenschenkelabschnitte (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) umfasst, und wobei der Mittelschenkel (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) von jedem Seitenschenkelabschnitt (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) seitlich durch wenigstens ein quaderförmiges oder zylindrisches Wickelfenster (15; 25; 35; 45; 55) beabstandet ist.  20; 30; 40; 50) has two frame portions (2a, 2b, 12a, 12b, 22a, 22b, 32a, 32b, 42a, 42b, 52a, 52b) and two frame portions (2a, 2b, 12a, 12b, 22a, 22b, 32a, 32b; 42a, 42b; 52a, 52b) includes side leg portions (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) connecting to a closed core along a longitudinal direction (L), and wherein the center leg (3; 13a; 23a; 33a; 43a; 53a) of each side leg portion (2c; 12c; 22c; 32c; 42c; 52c) is spaced laterally by at least one parallelepiped or cylindrical winding window (15; 25; 35; 45; 55).
15. Rahmenkern (40; 50) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Rahmenkern (40; 50) wenigstens einen weiteren Mittelschenkel (43b; 53b) mit Luftspalt (44b; 54b), der mit dem Rahmenkern (40; 50) einteilig ausgebildet ist. The frame core (40; 50) of claim 13 or 14, wherein the frame core (40; 50) has at least one further center leg (43b; 53b) with air gap (44b; 54b) integral with the frame core (40; 50) is.
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