ES2897774T3

ES2897774T3 - Componente inductivo en forma de varilla

Info

Publication number: ES2897774T3
Application number: ES16791535T
Authority: ES
Inventors: Thomas Sicklinger; Thomas Anetseder
Original assignee: INTICA SYSTEMS AG
Current assignee: INTICA SYSTEMS AG
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2036-10-18
Also published as: EP3360145A1; DE202015107067U1; CN108475569A; WO2017108227A1; EP3360145B1; US20180342805A1

Abstract

Componente inductivo en forma de varilla con un núcleo de material magnético y un elemento de sujeción (12), que está diseñado como un cuerpo de bobina (13) para el núcleo, que se divide en una serie de núcleos individuales (20) que están dispuestos y fijados entre sí por medio de los elementos de sujeción (12), de tal manera que sus extremos mutuamente adyacentes (22) se superponen, en el que los núcleos individuales (20) están dispuestos desplazados entre sí en al menos dos capas.

Description

DESCRIPCIÓN

Componente inductivo en forma de varilla

La invención se refiere a un componente inductivo en forma de varilla con un núcleo de material magnético y un elemento de sujeción para el núcleo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Estos componentes inductivos se utilizan, por ejemplo, como antenas de varilla con núcleo de ferrita para el intercambio sin contacto de información y señales y se usan reforzados hasta una longitud de 100 mm, por ejemplo, en vehículos de motor con sistemas KeylessGo. El objetivo del fabricante de equipos originales es mantener el número de antenas en el sistema actual lo más bajo posible por razones de coste y simultáneamente aumentar la capacidad de comunicación en términos de alcance entre el automóvil y el sistema de acceso. Al duplicar la longitud de la antena, también se puede lograr un aumento del 100 % en el alcance, mientras que duplicar el área solo aumenta el alcance en aproximadamente un 10 %.

En este contexto, es deseable proporcionar componentes inductivos en forma de varilla, en particular antenas de ferrita, con la mayor longitud posible de, por ejemplo, 300 mm. Sin embargo, la dificultad es que los núcleos de ferrita continuos de longitudes tan grandes son técnicamente difíciles de fabricar y provocan altos costes de fabricación.

Por lo tanto, se ha intentado construir antenas de varilla de ferrita con núcleos de ferrita alineados con una sección transversal redonda o cuadrada. Sin embargo, el problema aquí es que el espacio de aire entre los núcleos individuales alineados en una fila es demasiado grande, causado por tolerancias de fabricación y roturas en el sistema de núcleos, lo que reduce en gran medida el alcance de la antena de varilla, por ejemplo, cuando se comunica con la llave del vehículo.

Por el documento US 2002/0122011 A1 se conoce una antena de varilla, que consiste en núcleos simples empalmados entre sí, que están conectados entre sí por un lado mediante una banda elástica.

En el documento DE 102013 222 435 A1 se describe e ilustra un componente inductivo, que se compone de al menos dos elementos de núcleo magnético en forma de varilla, cuyos extremos están empalmados. Un extremo es esférico y encaja en un rebaje cilíndrico en el extremo del elemento de núcleo magnético adyacente.

El documento DE 202007001 542 U1 divulga una antena con un cuerpo de bobina alargado sobre el que se aplica un devanado de bobina. El cuerpo de la bobina comprende varios núcleos de ferrita en forma de varilla que están dispuestos paralelos entre sí y se apoyan entre sí en el lado circunferencial.

El documento US 2004/0252068 A1 divulga una antena con varios núcleos de ferrita que están dispuestos desplazados entre sí en dos capas.

El objetivo de la invención es dar a conocer el diseño de un componente inductivo del tipo señalado anteriormente de tal manera que se garantice la estabilidad del componente en forma de varilla a pesar de un notable aumento de longitud.

La solución a este problema resulta de los rasgos característicos de la reivindicación 1. A continuación, el núcleo se divide en varios núcleos individuales que se fijan entre sí por medio del elemento de sujeción de tal manera que sus extremos adyacentes se superponen y se disponen desplazados entre sí en al menos dos capas. Esta superposición de los núcleos individuales basada en el principio del ladrillo permite, por ejemplo, producir antenas con una longitud por encima de 100 mm y más sin comprometer la estabilidad, porque los núcleos individuales están anidados no solo en longitud sino también en altura. La geometría del elemento de sujeción, en el caso de una antena de varilla, un cuerpo de bobina configurado, preferentemente, como pieza moldeada por inyección de plástico, se adapta de forma correspondiente.

La superposición de los núcleos individuales corresponde, ventajosamente, al menos a la mitad del área de la cara frontal de los núcleos individuales, de modo que no solo se logra la estabilidad en la dirección longitudinal, sino también la conexión magnética necesaria en el área de la superposición. Un posible espacio de aire entre dos núcleos individuales consecutivos es interceptado por la superficie de unión obtenida de esta manera.

Los núcleos individuales se pueden acoplar por fricción en el área de la superposición o se pueden pegar entre sí. La unión entre los núcleos individuales se mejora mediante el encolado, con lo que, sin embargo, los costes de fabricación aumentan. La ventaja de los puntos de conexión no encolados es una mayor flexibilidad de todo el componente y la producción rentable.

La invención se explica a continuación mediante un ejemplo de modo de realización ilustrado en los dibujos. Muestran:

La figura 1 la vista esquemática de un componente inductivo de acuerdo con la invención utilizando el ejemplo de una antena de ferrita,

La figura 2 la vista de un núcleo individual,

La figura 3, en una variante, la parte superior utilizada en la figura 1 para el elemento de sujeción configurado como cuerpo de bobina,

La figura 4 la parte inferior del elemento de sujeción de la figura 3,

La figura 5 la vista de una antena de ferrita de acuerdo con la invención alojada en una carcasa y

La figura 6 la vista inferior de la antena de ferrita de la figura 5.

En las figuras 1 y 2, así como 3 y 4, se muestran esquemáticamente dos variantes para la posible estructura de un componente inductivo en forma de varilla 10 de acuerdo con la invención, que, de acuerdo con las figuras 5 y 6, se puede utilizar como una antena de ferrita LF 11 para intervalos de frecuencia del orden de magnitud de 120 a 130 kHz o de 14 a 25 kHz.

El componente inductivo 10 tiene un núcleo de material magnético, en general ferrita, y un elemento de sujeción 12 para el núcleo, que está diseñado como un cuerpo de bobina 13 y puede fabricarse como una pieza moldeada por inyección de plástico de una sola pieza, por ejemplo, de PA.

Se incorporan escotaduras 14 en forma de cubo en el elemento de sujeción 12, que están cerradas en el lado trasero, no mostrado, y se extienden sobre la anchura del cuerpo de bobina 13, cuya longitud puede ser de 100 mm o más. En el ejemplo de las figuras 3 y 4, el cuerpo de bobina 13 está dividido en un plano medio y, por lo tanto, forma una parte inferior 16 y una parte superior 18, que están ambas firmemente conectadas entre sí y tienen una pared trasera 34, de modo que cada la escotadura 14 está abierta en el lado opuesto a la parte trasera, con lo que se forman aquí aberturas de inserción para los núcleos individuales 20 que aquí son de forma cuboide.

Un núcleo individual 20, aquí hecho de ferrita, se inserta en cada escotadura 14, con lo que la disposición de las escotaduras 14 en la dirección longitudinal de la bobina 13 produce una conexión similar a un ladrillo de los núcleos individuales 20, en la que los extremos mutuamente adyacentes 22 de los núcleos individuales 20 se superponen. Los núcleos individuales 20 de forma cuboide, son posibles otras formas, por ejemplo, con secciones transversales trapezoidales o romboidales, se superponen en un área que corresponde al menos a la mitad del área de la cara frontal 24 de cada núcleo individual 20. Las escotaduras 14 en las que se insertan los núcleos individuales 20 también sirven como espaciadores entre los núcleos individuales 20.

La figura 1 muestra que el cuerpo de bobina 13 está cerrado en un extremo por una tapa 32 que se puede moldear por inyección en una sola pieza con el cuerpo de bobina 13. En el ejemplo de la figura 1, todo el núcleo de ferrita consiste en seis núcleos individuales 20 con una longitud de aproximadamente 80 mm, una anchura de 13 mm y una altura de 3 ms.

Los núcleos individuales 20 también pueden disponerse desplazados entre sí en más de dos capas.

En la figura 1 se indica que todo el cuerpo de bobina 13 para producir el componente inductivo 10 está enrollado de manera conocida, por ejemplo, con aproximadamente 50 vueltas de un alambre plano de cobre 26 en forma de cinta. Los dos extremos del alambre de bobinado 26 están conectados cada uno de manera conocida a una clavija 28 por medio de la cual se forma el contorno de conector 30 indicado en las figuras 5 y 6.

Puede verse en las figuras 5 y 6 que el cuerpo de bobina 13 de la antena de ferrita 11 está alojado en una carcasa 38 que tiene dos orejetas atornillables 36 que permiten una alineación tanto horizontal (véase la figura 1) como vertical. En el caso de una construcción vertical, la flexibilidad de la estructura mejora en comparación con una instalación horizontal, ya que se evitan los huecos del núcleo. En el caso de una carga de presión vertical desde arriba, se mantiene el contacto de los extremos 22 acoplados por fricción; en el caso de una construcción horizontal, estos podrían abrirse a causa de posibles esfuerzos de flexión.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Componente inductivo en forma de varilla con un núcleo de material magnético y un elemento de sujeción (12), que está diseñado como un cuerpo de bobina (13) para el núcleo, que se divide en una serie de núcleos individuales (20) que están dispuestos y fijados entre sí por medio de los elementos de sujeción (12), de tal manera que sus extremos mutuamente adyacentes (22) se superponen, en el que los núcleos individuales (20) están dispuestos desplazados entre sí en al menos dos capas.

2. Componente inductivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los núcleos individuales (20) son de sección transversal cuboide o trapezoidal o romboidal, en el que la superposición de los núcleos individuales (20) corresponde al menos a la mitad del área de la cara frontal (24) de los núcleos individuales.

3. Componente inductivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los núcleos individuales (20) están fijados entre sí en la zona de su superposición.

4. Componente inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de sujeción (12) consiste en un cuerpo de bobina (13) configurado como pieza moldeada por inyección de plástico, que tiene escotaduras (14) correspondientes a la forma de los núcleos individuales (20), en las que se insertan los núcleos individuales (20).

5. Componente inductivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que las escotaduras (14) tienen aberturas de inserción para los núcleos individuales (20), mientras que están cerradas en el lado posterior opuesto a las aberturas de inserción.

6. Componente inductivo de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, en el que la pieza moldeada por inyección de plástico del cuerpo de bobina (13) consiste en una parte inferior (16) y una parte superior (18) unidas firmemente entre sí.

7. Componente inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo de bobina (13) está enrollado.

8. Componente inductivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la longitud del cuerpo de bobina (13) es de al menos 100 mm.