WO2006027268A1 - Trägerbauteil, entstördrosselvorrichtung und verfahren zur herstellung - Google Patents

Trägerbauteil, entstördrosselvorrichtung und verfahren zur herstellung Download PDF

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suppression choke
recess
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suppression
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PCT/EP2005/009733
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Karl Gerhard
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Vogt Electronic Ag
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    • Y10T29/49075—Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core

Definitions

  • the present invention relates to a support member for mounting an inductive element and a suppression choke device with a suppression choke and a method for producing these components.
  • suppression chokes For mounting inductive elements, such.
  • these are mounted on a circuit board or other suitable carrier and thus provided with a ferromagnetic core. Both the suppression choke and the core are attached as individual parts on the board.
  • a disadvantage of such assembly of the board with the suppression chokes is that several components are to be assembled, which leads to an increased workload and can result in poorer tolerance range for the inductance values due to inaccurate positioning of the core in the suppression choke.
  • a suppression choke with a closed frame core wherein two diametrically opposed choke coils are wound around the core. Further, a magnetic bypass is provided, which is formed in the form of a ridge on an edge side of the core. The ridge is stored in two notches in the closed core, extending from one notch to the other, the ridge resting on glass beads mixed with an adhesive and not directly touching the indentations.
  • the object of the invention to provide an inductive element of reduced size, which is easy to manufacture and whose inductive properties can be predetermined with improved accuracy.
  • this object is achieved by a carrier component for mounting an inductive element, wherein the carrier component has a base body with an upper side and a lower side and a projection formed on the upper side for receiving the inductive element. Furthermore, the carrier component comprises a recess which is formed in the projection for receiving an electronic component and / or a ferrite element.
  • the inductive element such as a toroidal core, or the like
  • the recess provided in the projection offers the possibility of accommodating additional components, for example electronic components, in the carrier component in an extremely space-saving manner, resulting in greater flexibility in the design, particularly in the miniaturization of printed circuit boards.
  • the recess can serve to receive a ferrite element, so that in particular the inductive properties of the overall component, d. H. the carrier component including the inductive element, can be adapted according to the requirements, so that different inductive properties can be achieved without changing the carrier component and / or the inductive element, or on the other hand by inductive adjustment desired inductive properties are adjustable with high precision.
  • the recess opens into the underside of the main body.
  • a corresponding electronic component or a ferrite element can be in the recess in a very efficient manner introduce.
  • the carrier component which is equipped with the inductive element, can be arranged on a circuit board as a carrier component possibly over an already applied electronic component, so that a more efficient use of the available board space can be achieved.
  • the recess opens in a side facing away from the top of the base body boundary surface of the projection.
  • the recess thus has an opening at the top of the projection, so that a corresponding electronic component and / or a ferrite element can be introduced into the recess in a simple manner, regardless of whether the carrier component is already mounted on a circuit board. Furthermore, due to the good accessibility of the recess, an adjustment of the inductive properties possibly only in the mounted state, for example by varying the position of a ferrite element and / or by providing different types of ferrite elements, so possibly also the setting on the basis the electronic behavior of a board can be done. In particular, in combination with a recess open at the bottom and at the top, the advantages which are achieved, for example, by receiving an electronic component on the underside and a ferrite element on the top, can be advantageously combined.
  • the main body is a one-piece injection molded plastic part, so that thus a cost-effective manufacturing process and high manufacturing accuracy can be achieved in large quantities.
  • the base body is made of plastoferrit.
  • the projection is formed axially symmetrical with respect to an axis of symmetry which extends perpendicular to the upper side of the base body.
  • a corresponding symmetrical design can simplify the assembly process, in particular if appropriately symmetrically designed inductive elements, for example suppression chokes with two windings on a toroidal core, and the like are used.
  • the projection has at least one lateral characteristic for positioning the inductive element. In this way can be achieved in the mounting of the inductive element on the support member high accuracy in positioning, so that on the one hand, the mounting process itself is very easy and on the other hand, the resulting component tolerances of the finished assembled device can be significantly reduced.
  • the at least one expression for a positive engagement with an at least partially wound toroidal core is formed. Due to this construction, standard inductive elements, such as suppression chokes and the like, which are typically wound on a toroidal core, can be positioned in a very precise manner, so that assembly tolerances occurring therewith can be minimized.
  • a suppression choke device wherein the suppression choke device has a suppression choke with a toroidal core and a carrier component for receiving the suppression choke.
  • the support member is provided with a base body with a suppression choke facing the top and a projection formed on the top, wherein the toroidal surrounds the projection at least partially.
  • Entstördrosselvoroplasty invention ensures an extremely precise assembly of the suppression choke on the support member, whereby the assembly process itself is simplified due to the partial enclosing and thus the good positioning of the suppression choke.
  • the toroidal core is a closed toroidal core.
  • the suppression choke device of the present invention is particularly well suited for standard toroidal cores of suppression chokes.
  • the suppression choke has at least two inductors wound around the toroidal core.
  • the at least two choke coils are arranged substantially diametrically opposite one another with respect to the toroidal core. Due to this design, a high degree of symmetry of the two suppression chokes can be achieved, so that in combination with the increased manufacturing accuracy and the simplified assembly process, a more cost-effective solution with the same or higher precision is provided.
  • a recess for receiving an electronic component and / or a magnetic element is formed in the projection.
  • the design of the carrier component is provided in the manner already described above, so that there are also the advantages outlined above.
  • a plurality of connection pins are provided, wherein at least one connection pin is connected to a conductor leading to the recess. Due to this configuration, a corresponding electronic component in the recess can be efficiently connected to peripheral components, so that, for example, a corresponding component can already be arranged in the recess on a circuit board before the suppression choke device is mounted.
  • the electronic component has a capacitor and / or a fuse and / or a diode.
  • a method of making an inductive component for receipt on a circuit board comprises the steps of attaching an inductive element on a carrier component, which may be formed in accordance with the previously described embodiments. Introducing an electronic component and / or a magnetic element into the recess and fixing the electronic component and / or the magnetic element by frictional engagement and / or adhesion.
  • the overall behavior of the inductive element can be improved by, for example, attaching a corresponding diode or another component in the immediate vicinity of the windings forming the inductive component.
  • possible voltage spikes for example when the electronic component is provided as a freewheeling diode, can be kept low in other circuit areas of the circuit board.
  • the inductive property of the element can be changed as desired. In this case, depending on the application of the desired mechanical fixing a permanent or a releasable mechanical attachment can be achieved, so that there is also in this respect a great deal of flexibility in terms of assembly and setting of component properties.
  • the method comprises adjusting the inductance of the inductive element by introducing the magnetic element and adjusting the position of the magnetic element in the recess in accordance with a predetermined desired value.
  • a shift of electronic components or magnetic components is achieved in the body of a support member, which can have a reduction of a directly arranged on the board number of electronic components and finally a reduction in the size of the board itself result.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a suppression choke device with a carrier component and a suppression choke according to the present invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal side view of the suppression choke device shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a brief side view of the suppression choke device shown in FIG. 1 and FIG. 3
  • FIG. 4 shows a plan view of the suppression choke device shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 to 4 show an embodiment of a suppression choke device according to the invention with a carrier component 10 and on a suppression choke 9 fastened on this carrier component 10.
  • the carrier component 10 has a main body 1 with an upper side 3 and a lower side 5.
  • the main body 1 may have a substantially rectangular flat design, wherein as can be clearly seen in FIGS. 1 and 4, corresponding side parts may be provided as needed in addition to the generally rectangular basic shape.
  • a projection 7 is formed which, in one embodiment, is perpendicular to the upper side 3 of the main body 1 and has a suitable cross-sectional shape, the cross-section being intended as a cross-section substantially parallel to the upper side 3 of the main body 1.
  • the cross-sectional shape is substantially rectangular, wherein a substantially circular bulge is provided in the center, so that a circular outlet results on the longitudinal side of the projection 7.
  • the top surface 18 of the projection 7 forms a substantially planar surface that can be used for vacuum suction for assembly Carrier component 10 is provided as SM D component.
  • a recess 11 for receiving an electronic component and / or a ferrite element or magnetic element is provided, wherein in one embodiment, the recess opens into the bottom 5 of the base body 1.
  • the recess 11 extends from the underside 5 of the base body 1 to the side facing away from the top 3 of the main body 1 wall 8 of the projection 7 and has a substantially rectangular shape in cross-section, which is substantially the rectangular cross-sectional shape of the projection. 7 equivalent.
  • the recess 11 is designed without the one-sided boundary by the wall 8 of the projection 7, so that the recess 11 is open from both sides.
  • the recess 11 may be formed on the top, and not open into the bottom 5 of the base body 1.
  • the recess 11 serves to receive an electronic component and / or a ferrite element or magnetic element (not shown), which can be received in a form-fitting manner in the recess 11.
  • the support member 10 is constructed of a plastic, such as hard plastic or Plastoferrit and can be prepared by spraying.
  • a portion of the body 1, such as the projection 7, may be made of plastoferrite.
  • an inductive element such as a suppression choke 9, which in one embodiment comprises a toroidal core 13, such as a closed toroidal core, constructed of ferrite and around which one or more reactors 15a and 15b are wound.
  • a plurality of choke coils 15a, 15b are provided, which are arranged diametrically opposite one another with respect to the ring core 13.
  • the inductive element or the suppression choke 9 encloses the projection 7 in one embodiment with its ring core 13, wherein the one or more choke coils 15a and 15b are arranged on both sides of the projection 7 and adjacent to the circular outlet or bulge of the projection 7.
  • the shape of the projection 7 may be formed so that even by the winding of the ring core 13 resulting formations are positively engaged with the projection 7 in engagement.
  • the height of the projection 7 with respect to the top 3 of the base body 1 corresponds in the embodiment shown approximately to the height of the suppression choke 9, whereby a fairly compact design is achieved. In other embodiments, the height may be chosen differently so that, for example, the top of the projection 7 remains well below the choke coil 9 when, for example, toroidal cores of substantially rectangular cross-section are used.
  • the protrusion 7 may protrude beyond the choke coil 9, for example, if the provision of a corresponding cover at the top of the projection 7 for further mechanical fixation of the choke coil 9 is provided.
  • the embodiment of the suppression choke device shown in FIGS. 1 to 4 has the carrier component 10 with a projection 7, which is formed axially symmetrical, wherein the axis of symmetry of the projection 7 is perpendicular to the upper side 3 of the main body 1.
  • the projection 7 may also be asymmetrical in order to take into account the number or arrangement of the choke coils 15a, 15b on the toroidal core 13 or the shape of the toroidal core 13 when the positive locking of the projection 7 and the choke coil 9 is desired.
  • the recess 11 in the projection 7 can also be used for receiving an electronic component, for example a capacitor, a fuse, a diode or a ferrite element (not shown) or magnetic element.
  • the electronic component or the ferrite element can be held in the recess 11 either by friction or by gluing. Particularly advantageous is the possibility of displacement of a ferrite element or magnetic element (not shown) in the recess 11, whereby the inductance properties of the suppression choke can be selectively changed.
  • terminal pins 16 are provided in the support member 10, and the terminal pins 16 may be connected to coil ends of the choke coils 15a, 15b.
  • one or more of the terminal posts 16 are electrically connected by a conductor (not shown) to corresponding terminal or contact areas 17 (see FIG. 4) such that a corresponding component that is inserted into the recess 11 and with the Terminal areas 17 comes into contact, for example, with terminal contacts of a fuse, etc., is electrically connected to the terminal pins 16. In this way, a very efficient electrical connection of one or more electronic components in the recess 11 to a board on which the support member 10 is to be mounted, are produced.
  • corresponding soldering surfaces may be provided, so that an SMD design can be realized, in which case a planar surface for the suction during the equipping process can be provided, for example with a corresponding shape of the projection 7.
  • the inductive element 9 is a suppression choke.
  • the main body 1 is a one-piece plastic injection-molded part, which is preferably made of plasma ferrite.
  • a suppression choke device is provided with a suppression choke 9, which comprises a closed ring core 13 and at least two inductors 15a, 15b wound around the ring core 13 with respect to the toroidal core 13 substantially diametrically opposite each other, wherein the suppression choke device further comprises a carrier component 10 for Receiving the suppression choke 9, and wherein the support member 10 includes a base body 1, on the top side 3 a projection 7 is formed, wherein the suppression choke 9 is mounted on the top 3 of the base body 1 so that the projection 7 is enclosed by the ring core 13 ,
  • a recess 11 opening into the underside 5 of the base body 1 for receiving an electronic component or ferrite element is formed in the projection 7.
  • the outer shape of the projection 7 is formed so that the projection 7 is received by the core 13 with the choke coils arranged thereon substantially in a form-fitting manner.

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Abstract

Ein Trägerbauteil (10) zur Anbringung eines induktiven Elements umfasst einen Grundkörper (1), auf dessen Oberseite ein Vorsprung (7) zur Aufnahme des induktiven Elements (9) ausgebildet ist, wobei in dem Vorsprung eine Ausnehmung (11) zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines Ferritelements vorgesehen ist. Ferner wird eine Entstördrosselvorrichtung mit einem Trägerbauteil bereitgestellt, wobei das Trägerbauteil einen Vorsprung aufweist, der zur Aufnahme einer Entstördrossel dient. Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung einer induktiven Komponente zur Montage auf einer Platine angegeben.

Description

Trägerbauteil, Entstördrosselvorrichtung und Verfahren zur Herstellung
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerbauteil zur Anbringung eines induktiven Elements sowie eine Entstördrosselvorrichtung mit einer Entstördrossel und ein Verfahren zur Herstellung dieser Bauelemente.
BESCHREIBUNG DESSTANDS DERTECHNIK
Zur Anbringung induktiver Elemente, wie z. B. Entstördrosseln, werden diese auf einer Platine oder einem anderen geeigneten Träger angebracht und damit mit einem ferromagnetischen Kern versehen. Sowohl die Entstördrossel als auch der Kern werden als Einzelteile auf der Platine befestigt. Nachteilig bei einer derartigen Bestückung der Platine mit den Entstördrosseln ist, dass dabei mehrere Bauteile zusammenzusetzen sind, was zu einem erhöhten Arbeitsaufwand führt und durch ungenaue Positionierung des Kerns in der Entstördrossel einen schlechteren Toleranzbereich für die Induktivitätswerte zur Folge haben kann.
Aus der DE 19756578 A1 ist eine Entstördrossel mit einem geschlossenen Rahmenkern bekannt, wobei um den Kern herum zwei diametral gegenüberliegende Drosselspulen gewickelt sind. Ferner ist ein magnetischer Bypass vorgesehen, der in Form eines Stegs an einer Randseite des Kerns ausgebildet ist. Der Steg wird in zwei Einkerbungen in dem geschlossen Kern gelagert und erstreckt sich dabei von einer Einkerbung zur anderen, wobei der Steg auf mit einem Kleber vermischten Glasperlen ruht und die Einkerbungen nicht unmittelbar berührt.
Obwohl diese Bauweise einen kompletten Zusammenbau der Entstördrossel vor ihrem Einbau in die Platine erlaubt, bleibt das Problem der Handhabung von mehreren Bauelementen beim Zusammenbau der Entstördrossel bestehen, was zur Erhöhung der Produktionskosten führt.
Durch eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen auf einer Platine zusammen mit einer Entstördrosselvorrichtung ist es aus Entwurfsgründen häufig erforderlich, die Abmessungen der Platine entsprechend groß zu wählen, so dass eine Miniaturisierung von Anlagen, in denen induktive Elemente verwendet werden, häufig nur in sehr geringem Ausmaße möglich ist.
Angesichts der zuvor genannten Probleme im Stand der Technik und des beleuchteten technischen Problemfeldes liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein induktives Element mit reduzierter Baugröße zu schaffen, das einfach herstellbar ist und dessen induktive Eigenschaften mit verbesserter Genauigkeit vorbestimmt werden können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Trägerbauteil zur Anbringung eines induktiven Elements, wobei das Trägerbauteil einen Grundkörper mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie einem an der Oberseite ausgebildeten Vorsprung zur Aufnahme des induktiven Elements aufweist. Ferner umfasst das Trägerbauteil eine Ausnehmung, die in dem Vorsprung zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements und/oder eines Ferritelements ausgebildet ist.
Auf Grund des erfindungsgemäßen Aufbaus des Trägerbauteils kann zum einen eine relativ genaue Justierung des induktiven Elements, beispielsweise eines Ringkerns, oder dergleichen, erreicht werden, so dass nach dem Zusammenfügen des Trägerbauteils und des induktiven Elements ein induktives Bauelement mit geringer Toleranz auf Grund der guten Positionierbarkeit des induktiven Elements gegeben ist. Ferner ergibt sich durch die in dem Vorsprung vorgesehene Ausnehmung die Möglichkeit, äußerst platzsparend weitere Komponenten, beispielsweise elektronische Bauelemente, in dem Trägerbauteil aufzunehmen, so dass sich insbesondere bei der Miniaturisierung von Platinen eine größere Flexibilität beim Entwurf ergibt. Des weiteren kann die Ausnehmung zur Aufnahme eines Ferritelements dienen, so dass sich insbesondere die induktiven Eigenschaften des Gesamtbauteils, d. h. des Trägerbauteils einschließlich des induktiven Elements, entsprechend den Erfordernissen anpassen lassen, so dass ohne Änderung des Trägerbauteils und/oder des induktiven Elements unterschiedliche induktive Eigenschaften erreicht werden können, oder das andererseits durch entsprechendes Justieren gewünschte induktive Eigenschaften mit hoher Präzision einstellbar sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform mündet die Ausnehmung in die Unterseite des Grundkörpers. Auf diese Weise lässt sich in sehr effizienter Weise eine entsprechende elektronische Komponente oder ein Ferritelement in die Ausnehmung einführen. Ferner kann bei Aufbringen des Trägerbauteils, das mit dem induktiven Element bestückt ist, auf eine Platine als Trägerbauteil ggf. über einem bereits aufgebrachten elektronischen Bauelement angeordnet werden, so dass sich eine effizientere Ausnutzung des verfügbaren Platinenplatzes erreichen lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform mündet die Ausnehmung in einer der Oberseite des Grundkörpers abgewandten Begrenzungsfläche des Vorsprungs.
Mit dieser Ausgestaltung besitzt somit die Ausnehmung eine Öffnung an der Oberseite des Vorsprungs, so dass sich ein entsprechendes elektronisches Bauelement und/oder ein Ferritelement in einfacher Weise in die Ausnehmung einführen lassen, unabhängig davon, ob das Trägerbauteil bereits auf einer Platine montiert ist. Des weiteren kann auf Grund der guten Zugänglichkeit der Ausnehmung eine Justierung der induktiven Eigenschaften ggf. erst im montierten Zustand erfolgen, beispielsweise durch Variieren der Lage eines Ferritelements und/oder durch Vorsehen unterschiedlicher Arten von Ferritelementen, so dass ggf. auch die Einstellung auf der Grundlage des elektronischen Verhaltens einer Platine erfolgen kann. Insbesondere in Kombination mit einer unten und oben offenen Ausnehmung lassen sich die Vorteile, die beispielsweise durch die Aufnahme eines elektronischen Bauelements an der Unterseite sowie eines Ferritelements an der Oberseite erreicht werden, in vorteilhafterweise kombinieren.
In einer vorteilhaften Weiterführung ist der Grundkörper ein einteiliges Kunststoffspritzteil, so dass damit ein kostengünstiges Herstellungsverfahren sowie eine hohe Fertigungsgenauigkeit bei großen Stückzahlen erreicht werden kann.
Vorzugsweise ist der Grundkörper aus Plastoferrit hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Vorsprung axialsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet, die senkrecht zu der Oberseite des Grundkörpers verläuft. Eine entsprechende symmetrische Ausbildung kann den Montageprozess vereinfachen, insbesondere wenn entsprechend symmetrisch ausgebildete induktive Elemente, beispielsweise Entstördrosseln mit zwei Wicklungen auf einem Ringkern, und dergleichen verwendet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Vorsprung zumindest eine laterale Ausprägung zur Positionierung des induktiven Elements auf. Auf diese Weise lässt sich bei der Montage des induktiven Elements auf dem Trägerbauteil eine hohe Genauigkeit bei der Positionierung erreichen, so dass zum einen der Montageprozess an sich sehr einfach ist und zum anderen die sich ergebenden Bauteiltoleranzen des fertig montierten Bauelements deutlich reduziert werden können.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Ausprägung für einen formschlüssigen Eingriff mit einem zumindest teilweise bewickelten Ringkern ausgebildet. Auf Grund dieser Bauweise lassen sich standardmäßige induktive Elemente, etwa Entstördrosseln und dergleichen, die typischerweise auf einem Ringkern aufgewickelt sind, in sehr präziser Weise positionieren, so dass damit auftretende Montagetoleranzen gering gehalten werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Entstördrosselvorrichtung bereitgestellt, wobei die Entstördrosselvorrichtung eine Entstördrossel mit einem Ringkern und ein Trägerbauteil zur Aufnahme der Entstördrossel aufweist. Hierbei ist das Trägerbauteil mit einem Grundkörper mit einer der Entstördrossel zugewandten Oberseite und einem an der Oberseite ausgebildeten Vorsprung versehen, wobei der Ringkern den Vorsprung zumindest teilweise umschließt.
Diese Bauweise der erfindungsgemäßen Entstördrosselvorrichtung gewährleistet eine äußerst präzise Montage der Entstördrossel auf dem Trägerbauteil, wobei auch der Montagevorgang selbst auf Grund des teilweise Umschließens und damit der guten Positionierbarkeit der Entstördrossel vereinfacht ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Ringkern ein geschlossener Ringkern. Somit ist die Entstördrosselvorrichtung der vorliegenden Erfindung insbesondere auch für standardmäßige Ringkerne von Entstördrosseln gut geeignet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Entstördrossel wenigstens zwei um den Ringkern gewickelte Drosselspulen auf.
In einer weiteren Ausführungsform sind die wenigstens zwei Drosselspulen bezüglich des Ringkerns im Wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet. Auf Grund dieser Bauweise lässt sich ein hohes Maß an Symmetrie der beiden Entstördrosseln erreichen, so dass in Kombination mit der erhöhten Fertigungsgenauigkeit und des vereinfachten Montageprozesses insgesamt eine kostengünstigere Lösung bei gleicher oder höherer Präzision bereitgestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist in dem Vorsprung eine Ausnehmung zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines magnetischen Elements ausgebildet. Somit lässt sich wie bereits in Bezug zu dem zuvor beschriebenen Trägerbauteil eine entsprechend höhere Flexibilität bei der Verwendung der Entstördrosselvorrichtung erreichen, da beispielsweise eine wesentlich platzsparendere Anordnung auf einer Platine möglich ist und/oder die Einstellung der induktiven Eigenschaften der Entstördrossel auf Grund des Vorsehens eines entsprechenden magnetischen Elements möglich sind.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist die Gestaltung des Trägerbauteils in der oben bereits beschriebenen Weise vorgesehen, so dass sich daraus auch die zuvor dargestellten Vorteile ergeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Anschlussstifte vorgesehen, wobei zumindest ein Anschlussstift mit einem zu der Ausnehmung hinführenden Leiter verbunden ist. Auf Grund dieser Ausgestaltung kann eine entsprechende elektronische Komponente in der Ausnehmung effizient mit peripheren Bauelementen verbunden werden, so dass beispielsweise bereits vor der Montage der Entstördrosselvorrichtung auf einer Platine ein entsprechendes Bauteil in der Ausnehmung angeordnet sein kann.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen weist das elektronische Bauteil einen Kondensator und/oder eine Sicherung und/oder eine Diode auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer induktiven Komponente zur Aufnahme auf einer Platine bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Anbringen eines induktiven Elements auf einem Trägerbauteil, das gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein kann. Einführen eines elektronischen Bauteils und/oder eines magnetischen Elements in die Ausnehmung und Fixieren des elektronischen Bauteils und/oder des magnetischen Elements durch Reibeschluss und/oder Klebung. Mittels dieses Verfahrens lässt sich eine sehr effiziente und auch platzsparende Montage einer induktiven Komponente verwirklichen, wobei insbesondere das Einbringen des Bauteils und/oder des magnetischen Elements vorteilhaft ausgenutzt werden kann, um damit ein besseres Leistungsverhalten und/oder geringere Montagekosten zu erreichen. Beispielsweise kann durch das Einbringen geeigneter elektronischer Komponenten das Gesamtverhalten des induktiven Elements verbessert werden, indem beispielsweise eine entsprechende Diode oder ein anderes Bauelement in unmittelbarer Nähe der die induktive Komponente bildenden Wicklungen angebracht werden kann. Somit lassen sich mögliche Spannungsspitzen, beispielsweise wenn das elektronische Bauteil als Freilaufdiode vorgesehen ist, in anderen Schaltungsbereichen der Platine gering halten. In anderen Ausführungsformen kann durch entsprechende Positionierung eines magnetischen Elements oder durch Auswahl und Vorsehen unterschiedlicher magnetischer Elemente die induktive Eigenschaft des Elements in gewünschter Weise verändert werden. Hierbei kann je nach Anwendung des gewünschten mechanischen Fixierens eine permanente oder eine lösbare mechanische Befestigung erreicht werden, so dass sich auch in dieser Hinsicht eine große Flexibilität im Hinblick auf die Montage sowie das Einstellen von Bauteileigenschaften ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren das Einstellen der Induktivität des induktiven Elements durch Einbringen des magnetischen Elements und Anpassen der Position des magnetischen Elements in der Ausnehmung entsprechend einem vorgegebenen Sollwert. Wie zuvor bereits dargelegt ist, kann auf diese Weise das gewünschte Verhalten des induktiven Elements in flexibler Weise erreicht werden, wobei bei einer vorgegebenen Dimensionierung des Trägerbauteils sehr unterschiedliche Induktivitätswerte erreicht werden können, wobei jeder einzelne Wert dabei mit nur geringer Abweichung von einem zugehörigen Sollwert ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird also in einem Aspekt eine Verlagerung elektronischer Bauteile oder magnetischer Bauteile in den Grundkörper eines Trägerbauteils erreicht, was eine Reduzierung einer direkt auf der Platine angeordneten Anzahl von elektronischen Bauelementen und schließlich eine Reduzierung der Größe der Platine selbst zur Folge hab kann.
Andererseits ergibt durch eine formschlüssige Ausbildung des Vorsprungs in dem zuvor dargelegten Trägerbauteil die Möglichkeit, dass ein Kern mit darauf angeordneten Drosselspulen im Wesentlichen in eine eindeutig definierbare Lage gebracht wird, die in hohem Maße reproduzierbar ist, so dass sich ein gewünschter Wert der Induktivitätseigenschaften gezielt einstellen lässt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Entstördrosselvorrichtung mit einem Trägerbauteil und einer Entstördrossel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine längsseitige Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Entstördrosselvorrichtung;
Fig. 3 zeigt eine kurzzeitige Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Entstördrosselvorrichtung und
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Entstördrosselvorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entstördrosselvorrichtung mit einem Trägerbauteil 10 und auf einer auf diesem Trägebauteil 10 befestigten Entstördrossel 9.
Das Trägerbauteil 10 weist einen Grundkörper 1 mit einer Oberseite 3 und einer Unterseite 5 auf. In einer Ausführungsform kann der Grundkörper 1 eine im Wesentlichen rechteckige flache Bauform aufweisen, wobei wie in Fig. 1 und Fig. 4 gut erkennbar ist, je nach Bedarf entsprechende Seitenteile zusätzlich zu der an sich rechteckigen Grundform vorgesehen sein können. Auf der Oberseite 3 des Grundkörpers 1 ist ein Vorsprung 7 ausgebildet, der in einer Ausführungsform senkrecht zur Oberseite 3 des Grundkörpers 1 verläuft und eine geeignete Querschnittsform aufweist, wobei der Querschnitt als ein Querschnitt im Wesentlichen parallel zur Oberseite 3 des Grundkörpers 1 gedacht ist. Wie in Fig. 1 und Fig. 4 gut erkennbar ist, ist in einer Ausführungsform die Querschnittsform im Wesentlichen rechteckig, wobei im Zentrum eine im Wesentlichen kreisförmige Ausbauchung vorgesehen ist, so dass sich ein kreisförmiger Auslauf auf der Längsseite des Vorsprungs 7 ergibt. In einer Ausführungsform bildet die Oberseite 18 des Vorsprungs 7 somit eine im Wesentlichen plane Fläche, die für eine Vakuumansaugung zur Bestückung dienen kann, wenn das Tragerbauteil 10 als S M D-Bauelement vorgesehen ist. In dem Vorsprung 7 ist eine Ausnehmung 11 zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines Ferritelements bzw. magnetischen Elements vorgesehen, wobei in einer Ausführungsform die Ausnehmung in die Unterseite 5 des Grundkörpers 1 mündet. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Ausnehmung 11 von der Unterseite 5 des Grundkörpers 1 bis zu der der Oberseite 3 des Grundkörpers 1 abgewandten Wandung 8 des Vorsprungs 7 und weist im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, die im Wesentlichen der rechteckigen Querschnittsform des Vorsprungs 7 entspricht. In einer weiteren Ausführungsform ist die Ausnehmung 11 ohne die einseitige Begrenzung durch die Wandung 8 des Vorsprungs 7 gestaltet, so dass die Ausnehmung 11 von beiden Seiten offen ist. In anderen Ausführungsformen kann die Ausnehmung 11 an der Oberseite ausgebildet sein, und nicht in die Unterseite 5 des Grundkörpers 1 münden. Die Ausnehmung 11 dient zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines Ferritelements oder magnetischen Elements (nicht gezeigt), die in der Ausnehmung 11 formschlüssig aufgenommen werden können. Vorzugsweise ist das Trägerbauteil 10 aus einem Kunststoff, beispielsweise Hartplastik oder Plastoferrit aufgebaut und kann durch Spritzen hergestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann ein Teil des Grundkörpers 1 , etwa der Vorsprung 7, aus Plastoferrit hergestellt sein.
Auf dem Tragerbauteil 10 ist ein induktives Element, etwa eine Entstördrossel 9, befestigt, die in einer Ausführungsform einen Ringkern 13, etwa einen geschlossenen Ringkern, aufweist, der aus Ferrit aufgebaut ist, und um den eine oder mehrere Drosselspulen 15a und 15b herumgewickelt sind. In einer Ausführungsform sind mehrere Drosselspulen 15a, 15b vorgesehen, die bezüglich des Ringkerns 13 einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Das induktive Element bzw. die Entstördrossel 9 umschließt in einer Ausführungsform mit ihrem Ringkern 13 den Vorsprung 7, wobei die eine oder die mehreren Drosselspulen 15a und 15b beidseitig des Vorsprungs 7 und angrenzend an die kreisförmigen Auslaufe bzw. Ausbauchung des Vorsprungs 7 angeordnet sind. Somit ergibt sich eine formschlüssige Aufnahme des Vorsprungs 7 in dem Ringkem 13, wodurch wiederum eine reproduzierbare Positionierung der Entstördrossel 9 auf dem Trägerbauteil 10 erreicht wird. Insbesondere kann dabei die Form des Vorsprungs 7 so ausgebildet sein, dass auch durch die Bewicklung des Ringkerns 13 entstehende Ausprägungen formschlüssig mit dem Vorsprung 7 im Eingriff sind. Die Höhe des Vorsprungs 7 bezüglich der Oberseite 3 des Grundkörpers 1 entspricht in der gezeigten Ausführungsform in etwa der Höhe der Entstördrossel 9, wodurch eine recht kompakte Bauweise erreicht wird. In anderen Ausführungsformen kann die Höhe anders gewählt sein, so dass beispielsweise die Oberseite des Vorsprungs 7 deutlich unterhalb der Drosselspule 9 bleibt, wenn beispielsweise Ringkerne mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt verwendet werden. In einer derartigen Anordnung ist eine präzise mechanische Fixierung auch mit einer geringen Höhe des Vorsprungs 7 verwirklichbar, so dass ggf. mit geringem Materialaufwand für den Vorsprung 7 eine gute Positionierung erreicht werden kann. In anderen Ausführungsformen kann der Vorsprung 7 über die Drosselspule 9 hinausragen, beispielsweise wenn das Vorsehen eines entsprechenden Deckels an der Oberseite des Vorsprungs 7 zur weiteren mechanischen Fixierung der Drosselspule 9 vorgesehen ist.
Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform der Entstördrosselvorrichtung weist das Trägerbauteil 10 mit einem Vorsprung 7 auf, der axialsymmetrisch ausgebildet ist, wobei die Symmetrieachse des Vorsprungs 7 senkrecht zur Oberseite 3 des Grundkörpers 1 verläuft. In anderen Ausführungsformen kann der Vorsprung 7 auch asymmetrisch ausgebildet sein, um damit bei gewünschtem Formschluss des Vorsprungs 7 und der Drosselspule 9 der Anzahl bzw. Anordnung der Drosselspulen 15a, 15b auf dem Ringkern 13 bzw. der Form des Ringkerns 13 Rechnung zu tragen.
Die Ausnehmung 11 in dem Vorsprung 7 kann auch zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils, beispielsweise eines Kondensators, einer Sicherung, einer Diode oder eines Ferritelements (nicht gezeigt) oder magnetischen Elements verwendet werden. Das elektronische Bauteil oder das Ferritelement können in der Ausnehmung 11 entweder durch Reibeschluss oder durch Klebung gehalten werden. Besonders vorteilhaft stellt sich die Möglichkeit der Verschiebung eines Ferritelements bzw. magnetischen Elements (nicht gezeigt) in der Ausnehmung 11 dar, wodurch die Induktivitätseigenschaften der Entstördrossel wahlweise geändert werden können.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind in einer Ausführungsform Anschlussstifte 16 in dem Trägerbauteil 10 vorgesehen, wobei die Anschlussstifte 16 mit Wicklungsenden der Drosselspulen 15a, 15b verbunden sein können. In anderen Ausführungsformen sind eine oder mehrere der Anschlussstifte 16 elektrisch durch einen Leiter (nicht gezeigt) mit entsprechenden Anschluss- oder Kontaktbereichen 17 (siehe Fig. 4) verbunden, so dass ein entsprechendes Bauelement, das in die Ausnehmung 11 eingeführt wird und mit den Anschlussbereichen 17 in Kontakt kommt, beispielsweise mit Anschlusskontakten einer Sicherung, etc., elektrisch mit den Anschlussstiften 16 verbunden ist. Auf diese Weise kann eine sehr effiziente elektrische Anbindung eines oder mehrerer elektronischer Komponenten in der Ausnehmung 11 zu einer Platine, auf der das Trägerbauteil 10 zu montieren ist, hergestellt werden. In anderen Ausführungsformen können statt der Anschlussstifte 16 entsprechende Lötflächen vorgesehen sein, so dass eine SMD- Bauform verwirklicht werden kann, wobei dann etwa mit einer entsprechenden Ausformung des Vorsprungs 7 eine plane Fläche für die Ansaugung während des Bestückungsvorgangs bereit gestellt werden kann.
In weiteren Ausführungsformen, in denen ebenfalls auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen wird, weist das Trägerbauteil 10 zur Anbringung eines induktiven Elements einen Grundkörper 1 auf, auf dessen Oberseite 3 ein Vorsprung 7 zur Aufnahme des induktiven Elements 9 ausgebildet ist, wobei in dem Vorsprung 7 eine in die Unterseite 5 des Grundkörpers 1 mündende Ausnehmung 11 zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils oder Ferritelements ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das induktive Element 9 eine Entstördrossel.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Grundkörper 1 ein einteiliges Kunststoffspritzteil, das vorzugsweise aus Plasmoferrit hergestellt ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Entstördrosselvorrichtung mit einer Entstördrossel 9 bereitgestellt, die einen geschlossenen Ringkern 13 und wenigstens zwei um den Ringkern 13 herumgewickelte, bezüglich des Ringkerns 13 einander im Wesentlichen diametral gegenüberliegende Drosselspulen 15a, 15b umfasst, wobei die Entstördrosselvorrichtung ferner ein Trägerbauteil 10 zur Aufnahme der Entstördrossel 9 aufweist, und wobei das Trägerbauteil 10 einen Grundkörper 1 umfasst, auf dessen Oberseite 3 ein Vorsprung 7 ausgebildet ist, wobei die Entstördrossel 9 auf der Oberseite 3 des Grundkörpers 1 so angebracht ist, dass der Vorsprung 7 vom Ringkern 13 umschlossen wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Entstördrosselvorrichtung ist in dem Vorsprung 7 eine in die Unterseite 5 des Grundkörpers 1 mündende Ausnehmung 11 zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils oder Ferritelements ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Außenform des Vorsprungs 7 so ausgebildet, dass der Vorsprung 7 von dem Kern 13 mit den darauf angeordneten Drosselspulen im Wesentlichen formschlüssig aufgenommen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Tragerbauteil (10) zur Anbringung eines induktiven Elements (9), mit:
einem Grundkörper (1) mit einer Oberseite (3) und einer Unterseite (5),
einem an der Oberseite (3) ausgebildeten Vorsprung (7) zur Aufnahme des induktiven Elements (9) und
einer Ausnehmung (11), die in dem Vorsprung (7) zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines Ferritelements ausgebildet ist.
2. Trägerbauteil nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (11) in die Unterseite (5) des Grundkörpers (1) mündet.
3. Trägerbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmung (11) in einer der Oberseite (3) des Grundkörpers (1) abgewandten Begrenzungsfläche des Vorsprungs (7) mündet.
4. Trägerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Grundkörper (1) ein einteiliges Kunststoffspritzteil ist.
5. Trägerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Grundkörper (1) aus Plastoferrit hergestellt ist.
6. Trägerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vorsprung (7) axialsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet ist, die senkrecht zu der Oberseite (3) des Grundkörpers (1) verläuft.
7. Trägerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Vorsprung (7) zumindest eine laterale Ausprägung zur Positionierung des induktiven Elements (9) aufweist.
8. Trägerbauteil nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Ausprägung zum formschlüssigen Eingriff mit einem zumindest teilweise bewickelten Ringkern ausgebildet ist.
9. Trägerbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Trägerbauteil zur Bestückung in SMD-Bauweise ausgebildet ist.
10. Trägerbauteil nach Anspruch 9, wobei der Vorsprung (7) eine im Wesentlichen plane Fläche (18) zur Ansaugung durch Vakuum aufweist.
11. Entstördrosselvorrichtung mit:
einer Entstördrossel (9) mit einem Ringkern (13) und
einem Trägerbauteil (10) zur Aufnahme der Entstördrossel (9),
wobei das Trägerbauteil (10) umfasst:
einen Grundkörper (1) mit einer der Entstördrossel (9) zugewandten Oberseite (3) und
einen an der Oberseite (3) ausgebildeten Vorsprung (7),
und wobei der Ringkern (13) den Vorsprung (7) zumindest teilweise umschließt.
12. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Ringkern (13) ein geschlossener Ringkern ist.
13. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Entstördrossel (9) eine oder mehrere um den Ringkern (13) gewickelte Drosselspulen (15a, 15b) aufweist.
14. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 13, wobei wenigstens zwei Drosselspulen (15a, 15b) vorgesehen sind und bezüglich des Ringkerns (13) im Wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
15. Entstördrosselvoπichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei in dem Vorsprung (7) eine Ausnehmung (11) zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils und/oder eines magnetischen Elements ausgebildet ist.
16. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Ausnehmung (11) in einer Unterseite (5) des Grundkörpers (1) mündet.
17. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Ausnehmung (11) in einer der Oberseite (3) des Grundkörpers (1) abgewandten Begrenzungsfläche des Vorsprungs (7) mündet.
18. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Grundkörper (1) ein einteiliges Kunststoffspritzteil ist.
19. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Grundkörper (1) aus Plastoferrit hergestellt ist.
20. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei der Vorsprung (7) axialsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet ist, die senkrecht zu der Oberseite (3) des Grundkörpers (1) verläuft.
21. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der Vorsprung (7) zumindest eine laterale Ausprägung zur Positionierung der Entstördrossel (9) aufweist.
22. Entstördrosselvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die zumindest eine Ausprägung zum formschlüssigen Eingriff mit der Entstördrossel (9) ausgebildet ist.
23. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei ferner mehrere Anschlussstifte vorgesehen sind, wovon zumindest ein Anschlussstift mit einem zu der Ausnehmung (11) hinführenden Leiter verbunden ist.
24. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, wobei das elektronische Bauteil einen Kondensator aufweist.
25. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, wobei das elektronische Bauteil eine Sicherung aufweist.
26. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, wobei das elektronische Bauteil eine Diode aufweist.
27. Entstördrosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 26, wobei das Trägerbauteil (10) für S M D-Bauweise ausgebildet ist.
28. Verfahren zur Herstellung einer induktiven Komponente zur Montage auf einer Platine, mit den Schritten:
Anbringen eines induktiven Elements auf einem Trägerbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
Einführen eines elektronischen Bauteils und/oder eines magnetischen Elements in die Ausnehmung und
Fixieren des elektronischen Bauteils und/oder des magnetischen Elements durch Reibeschluss und/oder Klebung.
29. Verfahren nach Anspruch 28, das ferner umfasst: Einstellen der Induktivität des induktiven Elements durch Einbringen des magnetischen Elements und Anpassen der Position des magnetischen Elements in der Ausnehmung entsprechend einem vorgegebenen Sollwert.
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