WO2016071098A2 - Induktives bauelement - Google Patents

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WO2016071098A2
WO2016071098A2 PCT/EP2015/074130 EP2015074130W WO2016071098A2 WO 2016071098 A2 WO2016071098 A2 WO 2016071098A2 EP 2015074130 W EP2015074130 W EP 2015074130W WO 2016071098 A2 WO2016071098 A2 WO 2016071098A2
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inductive component
winding
bobbin
cavity
core
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Matthias Jung
Günther Feist
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Epcos Ag
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    • H01F2005/043—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads having multiple pin terminals, e.g. arranged in two parallel lines at both sides of the coil

Definitions

  • the invention relates to an inductive component, insbesonde ⁇ re transformers and chokes, with one or more windings and a magnetic core.
  • the coil may comprise a bobbin on which electrical conductors are wound.
  • the coil and the magnetic core can be housed in a housing and surrounded by a potting material, so that the electrical conductors, the bobbin and the magnetic Core completely embedded in the Vergussmate ⁇ rial.
  • the object of the present invention is to provide an inductive component in which, in the event of temperature fluctuations, mechanical stresses within a core material of the induct ⁇ tive component can be largely avoided and the electrical properties of the inductive component are influenced as little as possible.
  • the inductive component comprises at least one electrical conductor, a coil body with a hollow winding body, on the surface of which at least one electrical conductor is wound around the Wi ⁇ ckel emotions and a magnetic core which is arranged in a cavity of the winding body.
  • the Minim ⁇ least one electrical conductor is surrounded by a potting material, but the casting material has no direct adhering contact with the magnetic core.
  • the magnetic core is thus not embedded in the potting material together with the coil body and the at least one electrical conductor wound thereon. Instead, only the at least one electrical conductor is surrounded by the potting material.
  • the bobbin may also be embedded in the potting material.
  • the magnetic core is decoupled from the potting material, so that no mechanical stresses occur in the core material at Temperaturutz ⁇ changes due to the different coefficients of expansion of the potting material and the material of the magneti ⁇ 's core. Because the core is outside the potted minimum At least one electrical conductor is located, only a few defined mechanical forces, which essentially result from the coil, act on it.
  • the inductive component may be formed as a transfor ⁇ mator or as a choke with one or more gewickel ⁇ th electrical conductors in particular. If the inductive component contains two or more electrical conductors which belong to different windings, the electrical conductors are galvanically separated from one another and from the core by the potting material for safe voltage separation. The windings are thus isolated from each other and from the core.
  • the bobbin and the at least one electrical conductor wound thereon may be in a protective body for the protection of the at least one
  • the potting material be ⁇ found in a cavity between the at least one electrical conductor or the bobbin and the protection body.
  • the protective body serves as Verguss capableer into which the molding material is filled initially in liquid or zähflüssi ⁇ ger form during production of the component before the casting material subsequently hardens ⁇ °d.
  • the protective body or the casting container and the bobbin are adapted to one another by shaping measures such that no liquid casting material emerges during casting from a gap between the bobbin and the protective body.
  • the bobbin and the protective body for example, by a tongue and groove connection self- be attached tightly together.
  • the self-sealing connection between bobbin and protective body saves additional cost-driving measures, in ⁇ example, a bonding of the magnetic core with the potting material or a subsequent cleaning of the magneti ⁇ 's core.
  • the type of core-coil configuration can be applied to most common core shapes, such as E-cores, U-cores, I-cores, PQ cores, or rod cores.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a first embodiment of an inductive component
  • FIG. 2 shows a plan view of the first embodiment of the inductive component
  • FIG. 3A shows a rear view of the first embodiment of the inductive component without potting material
  • 3B is a rear view of the first embodiment of the inductive component with potting material
  • FIG. 4A shows a perspective view of the first embodiment of the inductive component
  • FIG. 4B shows a cross section through the first embodiment of the inductive component
  • FIG. 5 shows a rear view of the first embodiment of the inactive component with a tongue and groove connection between a bobbin and a protective body of the inductive component
  • Figure 6A is an exploded view of a second embodiment ⁇ form the inductive component
  • FIG. 6B shows a plan view of the second embodiment of the inductive component
  • Figure 7A is an exploded view of a third execution ⁇ form the inductive component
  • FIG. 7B shows a plan view of the third embodiment of the inductive component
  • Figure 8A is an exploded view of a fourth execution ⁇ form the inductive component
  • FIG. 8B shows a plan view of the fourth embodiment of the inductive component
  • Figure 9A is an exploded view of a fifth execution ⁇ form the inductive component
  • FIG. 9B shows a cross section through the fifth embodiment of the inductive component
  • Figure 9C is a perspective view of the fifth embodiment ⁇ approximate shape of the inductive component.
  • various embodiments of an inductive component which is designed as a transformer with the two electrical conductors 10a and 10b, be ⁇ written .
  • the inductive component for example, in the embodiment as a throttle or Spartransforma ⁇ tor, only one electrical conductor or, for example, in the embodiment as a current-compensated inductor, also have more than two electrical conductors.
  • Figure 1 shows an exploded view of a first exporting ⁇ approximately 100 form an inductive component, for example a transformer.
  • the inductive component comprises a bobbin 110 with a hollow winding body 111, on the surface of which the electrical conductors 10a, 10b which belong to different windings are wound up.
  • the inductive component further comprises a magnetic core 120, which is ⁇ arranged in a cavity 1 of the winding body 111th
  • the magnetic core 120 has a partial body 121 and a partial body 122 which are connected to one another, for example glued together.
  • both partial bodies 121, 122 of the magnetic core are each formed as an E-core. Both core halves are inserted from different sides in the cavity 1 of the bobbin 110, so that a respective leg, for example, the center leg 123 of each core half 121, 122, in the cavity 1 of the bobbin 111 is disposed and the other legs 124 of each body part 121, 122nd are arranged outside the cavity 1 of the wikkel stressess 111.
  • the two body parts can be glued together at the ends of their legs.
  • the inductive component furthermore comprises a protective ⁇ body 130 with a cover 131 to protect the
  • the bobbin 110 and the protective body 130 are formed such that the bobbin 110 can be attached to the protective body 130 and the electrical conductors 10 a, 10 b covered by the cover 131 and thus protected.
  • the winding body 111 has a winding region 112 for winding with the electrical conductors 10a and 10b and a fastening region 113 for attaching the bobbin 110 to the protective body 130.
  • the attachment area 113 is arranged laterally from the winding area 112 on the winding body 111.
  • the bobbin 110 has contacting regions 115 for contacting the electrical conductors 10a, 10b and for applying a voltage to the electrical conductors 10a, 10b.
  • contact pins 116 are arranged on the contacting region 115.
  • the protective body 130 comprises a receiving region 134 for receiving the contacting region 115 when the bobbin 110 is arranged in the protective body 130.
  • FIG. 2 shows a plan view of the inductive component after assembly of the different components shown in FIG.
  • the bobbin 110 is inserted with it gewickel ⁇ th electrical conductors 10a and 10b in the protective body 130 and fixed to the protective body.
  • the electrical conductors 10a, 10b surrounded by the cover 131 of the protective body 130 and therefore protected.
  • the magneti ⁇ specific core 120 is at the assembly of the bobbin 120 and fixed to the protective body 130th
  • the respective central Kel 123 of the two partial bodies 121, 122 of the magnetic core is disposed in the cavity 1 of the bobbin 110.
  • the respective outer legs 124 of each portion of the body are arranged off ⁇ half of the cavity. 1
  • FIG. 3A shows a rear view of the inductive component of the embodiment 100, in which the bobbin 110 is inserted into the protective body 130.
  • the bobbin 110 and the protective body 130 are shaped such that the contacting region 115 of the
  • Coil body is arranged in the assembled state of the component in the receiving region 134 of the protective body.
  • the contact pins 116 protrude out of the contacting region 115 and thus on the underside of the protective body 130.
  • a cavity 2 is formed between the electrical conductors 10a and 10b and the cover 131.
  • a potting material 20 is arranged in the cavity 2.
  • the cavity 2 is filled with a potting material 20 so that the electrical conductors 10a and 10b are turned ⁇ embedded in the potting material.
  • the potting material may also be in contact with the winding body 111.
  • FIG. 3B shows the rear side of the inductive component after casting.
  • the protective body 130 serves as a potting container for pouring in the potting material during potting.
  • the potting material may be, for example, a cast resin. In the variant shown in FIG.
  • the potting material 20 surrounds the bobbin 110 with the electrical conductors 10a and 10b, so that only the contact pins 116 are free of the potting material and protrude from the underside of the protective body 130.
  • the Vergussma ⁇ material 20 has no or no directly haf ⁇ border contact with the magnetic core 120, as shown in Figure 2. This occurs in the nuclear material of the magnetic Kerns 120 no mechanical stresses due to tempera ⁇ turschwankache and different expansion coefficients of the potting material and the material of the magnetic core on. In addition, the windings are galvanically isolated from each other and from the core.
  • the coil body 110 and the protective body 130 formed such that the winding body 111 is itself sealingly attached to the protective body 130 and a leakage of the potting material 20 from the Cavity 2 between the electrical conductors 10a, 10b and the cover 131 of the protective body 130 is prevented.
  • FIGS. 4A and 4B show a perspective or simple cross section through the embodiment 100 of the inductive component.
  • the electrical conductors 10a and 10b are wound on the winding area 112 of the winding body 111.
  • ⁇ wells 113 is provided for mounting of the bobbin 120 on the protective body 130th
  • the cover member 131 may include a bottom portion 132 opposite to the electrical conductors 10a, 10b.
  • the bottom part 132 of the cover element may each have a side part 133 on both sides.
  • the winding body 111 may have flanges 114 for limiting the winding area 112. Can approximate shape according to a possible execution, the flanges 114 of the bobbin either in each case a recess 30 and the side parts 133 of the Abde ⁇ ckelements each having a web 40th
  • the walls ⁇ ren flanges 114 may each have a Web 40 and the side parts 133 each have a recess 30.
  • the bobbin 110 is attached to the protective body 130 by each of the webs 40 engages in one of the recesses 30.
  • the recesses 30 and the webs 40 are designed in such a way that leakage of the potting material 20 from the cavity 2 between the electrical conductors 10a, 10b and the cover element 131 of the protective body 130 in the region of the recesses 30 and the webs 40 is prevented.
  • the attachment portion 113 of the bobbin 110 and the side parts 133 of the protective body 130 shaped such that between the Befest Trentsbe ⁇ rich 113 and the protective body 130, a tongue and groove connection is formed.
  • Figure 5 illustrates the tongue and groove connection between the bobbin 110 and the protective body 130 in the attachment portion 113.
  • the tongue-and-groove joint is designed in particular such that a self-sealing Ver ⁇ connection between the coil body is implemented 110 and the protective body 130th As a result, leakage of the Vergussma ⁇ terials 20 from the cavity 2 between the electrical conductors 10a, 10b and the cover 131 of the protective body is prevented.
  • Figure 6A shows an exploded view of a second exporting ⁇ approximate shape of the inductor with a bobbin 210 having a hollow-shaped winding body 211, on its upper surface electrical conductors can be wound in several windings on ⁇ .
  • the winding body 211 comprises a winding region 212 for winding with the electrical conductors.
  • SPU ⁇ lenoasa 210 further has a contacting area 215 for contacting the electrical conductor and for applying a voltage to the electrical conductor.
  • Contact pins 216 are arranged on the contacting region 215.
  • the inductive component has a magnetic core 220, which is arranged in a composite state of the inductive component in a cavity 1 of the winding body 211 ⁇ .
  • the magnetic core 220 comprises the two part ⁇ body 221, 222, which are connected together in the assembled state.
  • the two partial bodies are each formed as a U-core.
  • the partial body 221, 222 can be glued to each other at the end faces of their legs 223, 224.
  • the inductive component to ⁇ summarizes further includes a protective body 230 with a cover 231 to protect the force applied to the bobbin 211 electrical conductor.
  • the protective body 230 has a receiving region 234 for receiving the contacting region 215.
  • the protective body 230 When assembling the individual components of the inductive component shown in FIG. 6A, the protective body 230 is arranged above the coil former 210 and fastened to the coil former. The arranged on the bobbin 210 electrical conductors are surrounded by the cover 231.
  • the winding body 211 comprises a fastening region 213 for fastening the bobbin 220 to the protective body 230.
  • the fastening region 213 is arranged laterally from the winding region 212.
  • FIG. 6B shows the individual components of the inductive component of the embodiment 200 shown in FIG. 6A in an assembled state.
  • the bobbin 210 is inserted into the protective body 230.
  • the contacting region 215 is arranged in the receiving region 234 of the protective body.
  • the pressure applied to the spool 210 electrical conductors and the cover member 231 is formed a cavity.
  • the cavity is filled by the potting material 20 so that the electrical conductors are surrounded by the potting material and only the Kunststofftechnikspins 216 protrude on the lower ⁇ side of the device from the protective body 230.
  • the bobbin 210 may be surrounded by the potting material 20 or embedded in the potting material.
  • the potting material may be, for example, a casting resin, which is filled in a liquid or viscous state in the cavity between the electrical conductors and the cover and then cured. By the potting material, the electrical conductors are isolated from each other and the core to the voltage separation from each other.
  • each egg ner of the legs is arranged 223 of the two part body of the core 220 in the cavity 1 of the winding body 211th
  • the respec ⁇ ge other leg 224 of the two part body is disposed outside of the cavity 1 of the winding body 211.
  • the magnetic core 220 does not come into contact with the potting material 20 and is decoupled from the potting material.
  • the winding body 211 is self-sealingly attached to the protective body 230.
  • the buildin ⁇ actuation can be done for example by a tongue and groove connection between the mounting portion 213 and the Schutzkör- by 230th
  • the cover member 231 may, for example, a bottom part 232, which is opposite to the electrical conductors in the assembled state. On both sides of the bottom part 232 may each have a side part 233 may be provided.
  • the winding ⁇ body 210 may have flanges 214 for limiting the winding area 211th
  • the flanges can each have a recess 30 and the side parts 233 each have a web 40. According to another way to
  • the flanges 214 each have a web 40 and the side parts 233 each ei ⁇ ne recess 30 have.
  • the bobbin 210 may be attached to the protective body 230 by engaging each of the bars 40 in one of the recesses 30.
  • the Vertiefun ⁇ gen 30 and the webs 40 are formed such that a Auslau ⁇ fen of the potting material 20 from the cavity between the electrical conductors and the cover 231 in the area of recesses 30 and of the webs is prevented 40th
  • FIG. 7A shows an exploded view of a third exporting ⁇ approximate shape 300 of the inductive component.
  • the inductive component ⁇ construction comprises a bobbin 310 with a hollow coil body 311, on the surface of electrical conductors are arranged. For reasons of simplification, only the bobbin 310 without the electrical conductors 10a and 10b is shown in FIG. 7A.
  • the bobbin 310 comprises a contact area 315 for contacting the two electrical conductors. see ladder and apply a voltage to the electrical conductors.
  • the inductive component further comprises a magneti ⁇ rule core 320 which is disposed in a cavity 1 of the winding body 311th
  • the magnetic core 320 includes the two sub-bodies 321 and 322.
  • the sub-body 321 of the magnetic core may be embodied as a U-core and the sub-body 322 of the magnetic core may be embodied as an I-core.
  • the two partial bodies 321, 322 are connected to one another by the partial body 322 adhering to the end faces of the legs 323, 324 of the partial body 320, for example by an adhesive connection.
  • the inductive component further comprises a protective body 330 with a cover 331 for protecting the two electrical conductors 10a and 10b.
  • the protective body 330 has a receiving region 334 for receiving the contacting region 315.
  • FIG. 7B shows a top view of the embodiment 300 of the inductance component in the assembled state.
  • the assembled state of the inductive component of the bobbin 310 is inserted into the protective body 330 by the protective body 330 is placed over the bobbin 310 and attached to the bobbin, so that the two
  • the magnetic core 320 is arranged in the cavity 1 of the winding body 311 by arranging one of the two legs 323 of the partial body 321 in the cavity 1 and the other leg 324 outside of the cavity 1 is arranged ⁇ .
  • the partial body 321 is glued to the end faces of the two legs 323, 324 with the partial body 322 of the magneti ⁇ 's core.
  • a cavity is formed between the two electrical conductors in the coil body and the cover member 331, which is filled in by egg ⁇ nem potting 20th As a result, the two electrical conductors are surrounded by the potting material.
  • the potting material may also be in contact with the winding body 311. To the magnetic core 320, the potting material does not have an immediately adhering contact.
  • the potting material can first be filled in a liquid state in the cavity between the electrical conductors and the cover of the protective body and then cured. In order to prevent the potting material from running out of the cavity between the two wire windings and the covering element 331, the winding body 311 can be attached to the protective body 330 in a self-sealing manner.
  • the winding body 311 has a winding region 312 for winding with the two electrical conductors and a fastening region 313 for fastening the bobbin 320 to the protective body 330.
  • the attachment area 313 is arranged laterally of the winding area 312.
  • the self-sealing Verbin ⁇ connection between the winding body 311 and the protective body 330 may be realized by a tongue and groove connection between the fastening region 313 and the protective body 330 to advertising.
  • the cover member 331 may include a bottom part 332 that supports the
  • the winding body 311 has flanges 314 for limiting the winding area.
  • the flanges 314 may each have a recess 30 and the sotei ⁇ le 333 each have a web 40 according to a possible embodiment.
  • the flanges 314 may each have a web 40 and the side parts 333 each have a recess 30.
  • the bobbin 310 is self-locking attached to the protective body 330 by each of the webs 40 engages in one of the Vertie ⁇ tions 30.
  • the recesses 30 and the webs 40 are formed such that leakage of the Vergussmate ⁇ rials 20 from the cavity between the electrical conductors and the cover 331 in the region of the recesses 30 and the webs 40 is prevented.
  • Figure 8A shows an exploded view of a fourth exporting ⁇ approximate shape 400 of the inductive component comprising a Spu ⁇ len Sciences 410 having a hollow-shaped winding body 411, electrical conductors are arranged on the surface thereof.
  • the two are
  • the bobbin 410 has a round cross section.
  • the inductive component has a magnetic core 420, which is arranged in the assembled state of the inductive component in a cavity 1 of the winding body 411.
  • the magnetic core 420 is configured as a rod core according to the embodiment 400.
  • the inductive component further comprises a Schutzkör ⁇ per 430 with a cover 431 to protect the two electrical conductor.
  • the bobbin 410 is attached to the protective body 430 in the assembled state. The arranged on the bobbin electrical conductors are surrounded by the cover 431.
  • the bobbin 410 has a contacting region 415 for applying a voltage and for contacting the electrical conductors.
  • the protective body 430 includes a receiving portion 434 for receiving the contact-making region 415.
  • Figure 8B shows the inductive component in accordance with the exporting ⁇ approximate shape 400 in an assembled state.
  • the bobbin 410 is inserted into the protective body 430, so that the protective body surrounds the bobbin.
  • the two arranged on the bobbin 410 electrical conductors are surrounded by the cover 431. Furthermore, the PLEASE CONTACT ⁇ approximate range is arranged in the receiving area 434 of the shield body 430,415. Between the two electrical conductors and the cover 431, a cavity is formed, in which the potting material 20 is filled. After curing of the first liquid potting material, the electrical
  • the Vergussmateri ⁇ al may also be in contact with the winding body 411.
  • the magnetic core 420 has no contact or kei ⁇ NEN directly adhering contact with the potting material.
  • the winding ⁇ body 411 is itself sealingly attached to the protective body 430th
  • the winding body 411 may include a winding portion 412 for winding with the electrical conductors and a mounting portion 413 for attaching the bobbin 420 to the protection body 430.
  • the attachment area 430 can to be arranged on both sides of the winding portion 412.
  • the cover member 431 may include a bottom part 432, which is the
  • the cover element 431 may have a side part 433 on both sides of the bottom part.
  • the winding body 420 comprises flanges 414 for limiting the winding region 412.
  • the flanges 414 can have a depression 30 and the side parts 433 can have a web 40.
  • the flanges 414 may each have a web 40 and the side parts 433 each have a recess 30.
  • the bobbin 410 is self-sealing attached to the protective body 430 by each of the webs 40 engages in one of the recesses 30.
  • FIGS. 9A to 9C show a fifth embodiment 500 of the inductive component in an exploded view.
  • the inductive component comprises a bobbin 510 with a hollow bobbin 511 and a magnetic core 520, which is arranged in a cavity 1 of the bobbin 511 ⁇ .
  • the winding body 511 comprises an inner part body 511a with a winding region 512 for winding with a first of the two electrical conductors 10a and an outer part body 511b with a winding region 512 for winding with a second of the two electrical conductors 10b.
  • the inner part body 511a has the cavity 1 for receiving the magnetic core 520.
  • the outer part body 511b has a cavity 3, in which in a composite Zu- Stand of the component of the inner body part 511 a is arranged.
  • the magnetic core 520 is formed as a PQ core having a body 521 and a body 522. Both partial bodies each have an inner leg 523 and an outer leg 524.
  • the inner part body 511a wound with the electrical conductor 10a is inserted into the cavity 3 of the outer part body 511b.
  • the outer sub-body 511b has a contacting region 515 for contacting the electrical conductors 10a and 10b and for applying a voltage to the electrical conductors.
  • Contacting pins 516 are for at ⁇ create a voltage to the electrical conductors 10a, 10b reasonable arranges the contacting 515th
  • FIG. 9B shows a cross section through the inductive component in the assembled state.
  • the cavity 4 between the electrical conductor 10a and the outer part body 511b is filled with the potting material 20, which is then cured.
  • the tongue and groove system 513 is madestal ⁇ tet, that a run out the potting material 20 is prevented from the cavity 4.
  • the two core halves 521 and 522 connected to each other, in that the respective inner legs 523 of the core parts 521 and 522 are inserted from different sides in the cavity 1 of the partial body 511a.
  • the inner and outer legs can be glued together at their end faces.
  • Figure 9C shows the inductive component in an amount together ⁇ mounted state.
  • the two outer limbs 524 of the two core halves surround the outer part body 511b of the coil body 512 at least partially.
  • the magnetic core 520 is decoupled from the potting material 20 also in the embodiment 500, so that stresses in the core material due to the different temperature behavior between the core material and the potting material are avoided.
  • connection between the coil body and the protective body or Verguss employer is designed to be self-sealing, so that no molding material can austre ⁇ th from the Verguss knowner. If the gap between the casting container and the bobbin should not be completely sealed, and casting material nevertheless emerges during casting, then the core which is subsequently inserted into the cavity of the bobbin does not have any adhesive contact with the casting material.
  • the core can be glued in some places with the bobbin. Even if there is also a bond to the potting material, so there is no direct adhesive contact between the Ver ⁇ casting material and the core, as between the core and bobbin / potting a Kle ⁇ ber Mrs is present.
  • the mechanical force influence of the potting material on the core is very low.
  • this can be removed after curing of the potting material, but before applying the core again, so that the inductive Bauele ⁇ ment the bobbin with the electrical conductors, completely from the potting material enclosed, and having the core.
  • the conductors are galvanically isolated from each other and from the core.
  • the core itself has little direct contact with the cast bobbin.
  • the mechanical force influence of the potting material to the core is very low even in this exporting ⁇ approximate shape.

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Abstract

Ein induktives Bauelement (100, 200, 300, 400, 500) umfasst mindestens einenelektrischen Leiter (10a, 10b),einen Spulenkörper (110, 210, 310, 410, 510) mit einem hohlförmigen Wickelkörper (111, 211, 311, 411, 511) zum Bewickeln mit dem mindestens einen elektrischen Leiter und einen magnetischen Kern (120, 220, 320, 420, 520), der in einem Hohlraum (1) des Wickelkörpers (111, 211, 311, 411) angeordnet ist. Der mindestens eine elektrische Leiter (10a, 10b) ist von einem Vergussmaterial (20) umgeben. Das Vergussmaterial (20) hat keinen unmittelbar haftenden Kontakt zu dem magnetischen Kern (120, 220, 320, 420, 520), so dass der magnetische Kern (120, 220, 320, 420, 520) von dem Vergussmaterial (20) entkoppelt ist.

Description

Beschreibung
Induktives Bauelement Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesonde¬ re Transformatoren und Drosseln, mit einer oder mehreren Wicklungen sowie einem magnetischen Kern.
Ein induktives Bauelement, beispielsweise ein Transformator, weist einen magnetischen Kern auf, um den eine Spule angeord¬ net ist. Die Spule kann einen Spulenkörper, auf dem elektrische Leiter aufgewickelt sind, umfassen. Um bei einem derartigen induktiven Bauelement, insbesondere einem Bauelement kleiner Bauform, ein ausreichendes Maß an Hochvoltsicherheit zu gewährleisten, können die Spule und der magnetische Kern in einem Gehäuse untergebracht und von einem Vergussmaterial umgeben sein, so dass die elektrischen Leiter, der Spulenkörper und der magnetische Kern vollständig in das Vergussmate¬ rial eingebettet sind.
Aufgrund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens, insbe¬ sondere der verschiedenen Temperaturausdehnungskoeffizienten, des magnetischen Kerns und des Vergussmaterials können bei Temperaturschwankungen in dem vergossenen Verbund mechanische Spannungen auftreten. Bereits bei geringen Temperaturschwankungen können sich die magnetischen und elektrischen Parameter des Materials des magnetischen Kerns aufgrund der im Kernmaterial auftretenden mechanischen Spannung ändern, sodass die Gefahr besteht, dass das induktive Bauelement eine geforderte Spezifikation nicht mehr erfüllt. Bei höheren Tem¬ peraturschwankungen kann der in Bezug auf Materialspannungen empfindliche magnetische Kern, beispielweise ein Ferrit-Kern, beschädigt oder zerstört werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein induktives Bauelement anzugeben, bei dem bei Temperaturschwankungen mechanische Spannungen innerhalb eines Kernmaterials des induk¬ tiven Bauelements weitestgehend vermieden werden können und die elektrischen Eigenschaften des induktiven Bauelements möglichst wenig beeinflusst werden.
Eine Ausführungsform eines derartigen induktiven Bauelements ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst das induktive Bauelement mindestens einen elektrischen Leiter, einen Spulenkörper mit einem hohlförmigen Wickelkörper, auf dessen Oberfläche der mindestens eine elektrische Leiter um den Wi¬ ckelkörper gewickelt ist und einen magnetischen Kern, der in einem Hohlraum des Wickelkörpers angeordnet ist. Der mindes¬ tens eine elektrische Leiter ist von einem Vergussmaterial umgeben, wobei das Vergussmaterial jedoch keinen unmittelbar haftenden Kontakt zu dem magnetischen Kern hat.
Bei dem erfindungsgemäßen induktiven Bauelement ist der magnetische Kern somit nicht zusammen mit dem Spulenkörper und dem darauf gewickelten mindestens einen elektrischen Leiter in das Vergussmaterial eingebettet. Stattdessen ist lediglich der mindestens eine elektrische Leiter von dem Vergussmaterial umgössen. Der Spulenkörper kann ebenfalls in das Vergussmaterial eingebettet sein. Der magnetische Kern ist hingegen von dem Vergussmaterial entkoppelt, so dass bei Temperaturän¬ derungen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussmaterials und des Materials des magneti¬ schen Kerns keine mechanischen Spannungen im Kernmaterial auftreten. Da sich der Kern außerhalb des vergossenen mindes- tens einen elektrischen Leiters befindet, wirken nur wenige definierte mechanische Kräfte, die im Wesentlichen von der Spule herrühren, auf ihn ein. Das induktive Bauelement kann insbesondere als ein Transfor¬ mator oder als eine Drossel mit einer oder mehreren gewickel¬ ten elektrischen Leitern ausgebildet sein. Wenn das induktive Bauelement zwei oder mehrere elektrische Leiter enthält, die zu verschiedenen Wicklungen gehören, sind die elektrischen Leiter durch das Vergussmaterial zur sicheren Spannungstrennung voneinander und zum Kern hin galvanisch voneinander getrennt. Die Wicklungen sind somit voneinander und vom Kern isoliert .
Gemäß einer möglichen Ausführungsform können der Spulenkörper und der darauf gewickelte mindestens eine elektrische Leiter in einem Schutzkörper zum Schutz des mindestens einen
elektrischen Leiters angeordnet sein. Das Vergussmaterial be¬ findet sich in einem Hohlraum zwischen dem mindestens einen elektrischen Leiter beziehungsweise dem Spulenkörper und dem Schutzkörper. Der Schutzkörper dient dabei als Vergussbehälter, in den das Vergussmaterial während der Fertigung des Bauelements zunächst in flüssiger beziehungsweise zähflüssi¬ ger Form eingefüllt wird, bevor das Vergussmaterial anschlie¬ ßend aushärtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Schutzkörper beziehungsweise der Vergussbehälter und der Spulenkörper durch formgebende Maßnahmen derart aufeinander angepasst, dass kein flüssiges Vergussmaterial während des Vergießens aus einem Spalt zwischen dem Spulenkörper und dem Schutzkörper austritt. Der Spulenkörper und der Schutzkörper können beispielsweise durch eine Nut- und Federverbindung selbst- dichtend aneinander befestigt sein. Somit kommt der magneti¬ sche Kern des induktiven Bauelements bereits während der Her¬ stellung nicht in Berührung mit dem Vergussmaterial. Die selbstdichtende Verbindung zwischen Spulenkörper und Schutzkörper erspart zusätzliche kostentreibende Maßnahmen, bei¬ spielsweise ein Verkleben des magnetischen Kerns mit dem Vergussmaterial oder ein anschließendes Reinigen des magneti¬ schen Kerns. Die Art der Kern-Spulen Konfiguration kann auf die meisten üblichen Kernformen, beispielsweise E-Kerne, U- Kerne, I-Kerne, PQ-Kerne oder Stabkerne angewendet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, insbesondere als Transformator, zeigen, näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform eines induktiven Bauelements,
Figur 2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform des induktiven Bauelements,
Figur 3A eine Rückansicht der ersten Ausführungsform des induktiven Bauelements ohne Vergussmaterial,
Figur 3B eine Rückansicht der ersten Ausführungsform des induktiven Bauelements mit Vergussmaterial,
Figur 4A eine Queransicht der ersten Ausführungsform des induktiven Bauelements in perspektivischer Darstellung,
Figur 4B einen Querschnitt durch die erste Ausführungsform des induktiven Bauelements, Figur 5 eine Rückansicht der ersten Ausführungsform des in duktiven Bauelements mit einer Nut- und Federverbindung zwischen einem Spulenkörper und einem Schutzkörper des induktiven Bauelements,
Figur 6A eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungs¬ form des induktiven Bauelements,
Figur 6B eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform des induktiven Bauelements,
Figur 7A eine Explosionsansicht einer dritten Ausführungs¬ form des induktiven Bauelements,
Figur 7B eine Draufsicht auf die dritte Ausführungsform des induktiven Bauelements,
Figur 8A eine Explosionsansicht einer vierten Ausführungs¬ form des induktiven Bauelements,
Figur 8B eine Draufsicht auf die vierte Ausführungsform des induktiven Bauelements,
Figur 9A eine Explosionsansicht einer fünften Ausführungs¬ form des induktiven Bauelements,
Figur 9B einen Querschnitt durch die fünfte Ausführungsform des induktiven Bauelements,
Figur 9C eine perspektivische Ansicht der fünften Ausfüh¬ rungsform des induktiven Bauelements. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen eines induktiven Bauelements, das als ein Transformator mit den beiden elektrischen Leitern 10a und 10b ausgebildet ist, be¬ schrieben. Das induktive Bauelement kann jedoch, beispiels- weise in der Ausführungsform als Drossel oder Spartransforma¬ tor, nur einen elektrischen Leiter oder, beispielsweise in der Ausführungsform als stromkompensierte Drossel, auch mehr als zwei elektrische Leiter aufweisen.
Figur 1 zeigt eine Explosionsansicht einer ersten Ausfüh¬ rungsform 100 eines induktiven Bauelements, beispielsweise eines Transformators. Das induktive Bauelement umfasst einen Spulenkörper 110 mit einem hohlförmigen Wickelkörper 111, auf dessen Oberfläche die elektrischen Leiter 10a, 10b, die zu unterschiedlichen Wicklungen gehören, aufgewickelt sind. Das induktive Bauelement umfasst des Weiteren einen magnetischen Kern 120, der in einem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 111 ange¬ ordnet wird. Der magnetische Kern 120 weist einen Teilkörper 121 und einen Teilkörper 122 auf, die miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verklebt, werden.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind beide Teilkörper 121, 122 des magnetischen Kerns jeweils als ein E-Kern ausgebildet. Beide Kernhälften werden von unterschiedlichen Seiten in den Hohlraum 1 des Spulenkörpers 110 eingeführt, so dass ein jeweiliger Schenkel, beispielsweise der Mittelschenkel 123 jeder Kernhälfte 121, 122, in dem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 111 angeordnet ist und die weiteren Schenkel 124 jedes Teilkörpers 121, 122 außerhalb des Hohlraums 1 des Wi- ckelkörpers 111 angeordnet sind. Die beiden Teilkörper können an den Stirnseiten ihrer Schenkel miteinander verklebt werden . Das induktive Bauelement umfasst darüber hinaus einen Schutz¬ körper 130 mit einem Abdeckelement 131 zum Schutz der
elektrischen Leiter 10a, 10b. Der Spulenkörper 110 und der Schutzkörper 130 sind derart ausgebildet, dass sich der Spu- lenkörper 110 an dem Schutzkörper 130 befestigen lässt und die elektrischen Leiter 10a, 10b durch das Abdeckelement 131 verdeckt und somit geschützt sind.
Der Wickelkörper 111 weist einen Wickelbereich 112 zum Bewickeln mit den elektrischen Leitern 10a und 10b und einem Befestigungsbereich 113 zum Befestigen des Spulenkörpers 110 an dem Schutzkörper 130 auf. Der Befestigungsbereich 113 ist seitlich von dem Wickelbereich 112 an dem Wickelkörper 111 angeordnet. Der Spulenkörper 110 weist Kontaktierungsbereiche 115 zum Kontaktieren der elektrischen Leiter 10a, 10b und zum Anlegen einer Spannung an die elektrischen Leiter 10a, 10b auf. Zum Anlegen einer Spannung sind an dem Kontaktierungsbe- reich 115 Kontaktpins 116 angeordnet. Der Schutzkörper 130 umfasst einen Aufnahmebereich 134 zur Aufnahme des Kontaktie- rungsbereichs 115, wenn der Spulenkörper 110 in dem Schutzkörper 130 angeordnet ist.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das induktive Bauelement, nach dem Zusammenbau der in Figur 1 gezeigten unterschiedli- chen Komponenten. Im zusammengesetzten Zustand des induktiven Bauelements ist der Spulenkörper 110 mit den darauf gewickel¬ ten elektrischen Leitern 10a und 10b in den Schutzkörper 130 eingesetzt und an dem Schutzkörper befestigt. Nach dem Befes¬ tigen des Spulenkörpers 110 an dem Schutzkörper 130 sind die elektrischen Leiter 10a, 10b von dem Abdeckelement 131 des Schutzkörpers 130 umgeben und somit geschützt. Der magneti¬ sche Kern 120 ist an der Anordnung aus dem Spulenkörper 120 und dem Schutzkörper 130 fixiert. Der jeweilige Mittelschen- kel 123 der beiden Teilkörper 121, 122 des magnetischen Kerns ist in dem Hohlraum 1 des Spulenkörpers 110 angeordnet. Die jeweiligen äußeren Schenkel 124 jedes Teilkörpers sind außer¬ halb des Hohlraums 1 angeordnet.
Figur 3A zeigt eine Rückansicht des induktiven Bauelements der Ausführungsform 100, bei dem der Spulenkörper 110 in den Schutzkörper 130 eingesetzt ist. Wie anhand von Figur 3A deutlich wird, ist der Spulenkörper 110 und der Schutzkörper 130 derart geformt, dass der Kontaktierungsbereich 115 des
Spulenkörpers im zusammengesetzten Zustand des Bauelements in dem Aufnahmebereich 134 des Schutzkörpers angeordnet ist. Die Kontaktpins 116 ragen aus dem Kontaktierungsbereich 115 und somit an der Unterseite des Schutzkörpers 130 heraus.
Zwischen den elektrischen Leitern 10a und 10b und dem Abdeckelement 131 wird ein Hohlraum 2 gebildet. In dem Hohlraum 2 ist ein Vergussmaterial 20 angeordnet. Der Hohlraum 2 wird von einem Vergussmaterial 20 derart ausgefüllt, dass die elektrischen Leiter 10a und 10b in das Vergussmaterial einge¬ bettet sind. Das Vergussmaterial kann auch in Kontakt mit dem Wickelkörper 111 stehen. Figur 3B zeigt die Rückseite des induktiven Bauelements nach dem Vergießen. Der Schutzkörper 130 dient während des Vergießens als Vergussbehälter zum Einfül- len des Vergussmaterials. Das Vergussmaterial kann beispiels¬ weise ein Gießharz sein. Bei der in Figur 3B gezeigten Variante umgibt das Vergussmaterial 20 den Spulenkörper 110 mit den elektrischen Leitern 10a und 10b, so dass lediglich die Kontaktpins 116 frei von dem Vergussmaterial sind und aus der Unterseite des Schutzkörpers 130 herausragen. Das Vergussma¬ terial 20 hat keinen beziehungsweise keinen unmittelbar haf¬ tenden Kontakt zu dem magnetischen Kern 120, wie in Figur 2 gezeigt ist. Dadurch treten im Kernmaterial des magnetischen Kerns 120 keine mechanischen Spannungen aufgrund von Tempera¬ turschwankungen und unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussmaterials und des Materials des magnetischen Kerns auf. Außerdem sind die Wicklungen voneinander und vom Kern galvanisch getrennt.
Um zu verhindern, dass das Vergussmaterial 20 und der magne¬ tische Kern 120 miteinander in Kontakt kommen, sind der Spulenkörper 110 und der Schutzkörper 130 derart ausgebildet, dass der Wickelkörper 111 selbstdichtend an dem Schutzkörper 130 befestigt ist und ein Auslaufen des Vergussmaterials 20 aus dem Hohlraum 2 zwischen den elektrischen Leitern 10a, 10b und dem Abdeckelement 131 des Schutzkörpers 130 verhindert ist .
Die Figuren 4A und 4B zeigen einen perspektivischen beziehungsweise einfachen Querschnitt durch die Ausführungsform 100 des induktiven Bauelements. Die elektrischen Leiter 10a und 10b sind auf dem Wickelbereich 112 des Wickelkörpers 111 aufgewickelt. Zu beiden Seiten des Wickelbereichs 112 ist je¬ weils der Befestigungsbereich 113 zum Befestigen des Spulenkörpers 120 an dem Schutzkörper 130 vorgesehen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Abdeckelement 131 ein Bodenteil 132, das den elektrischen Leitern 10a, 10b gegenüberliegt, aufweisen. Das Bodenteil 132 des Abdeckelements kann zu beiden Seiten jeweils ein Seitenteil 133 aufweisen. Der Wickelkörper 111 kann Flansche 114 zum Begrenzen des Wickelbereichs 112 aufweisen. Gemäß einer möglichen Ausfüh- rungsform können die Flansche 114 des Spulenkörpers entweder jeweils eine Vertiefung 30 und die Seitenteile 133 des Abde¬ ckelements jeweils einen Steg 40 aufweisen. Gemäß einer ande¬ ren Ausführungsform können die Flansche 114 jeweils einen Steg 40 und die Seitenteile 133 jeweils eine Vertiefung 30 aufweisen. Der Spulenkörper 110 ist an dem Schutzkörper 130 befestigt, indem jeder der Stege 40 in eine der Vertiefungen 30 eingreift. Die Vertiefungen 30 und die Stege 40 sind der- art ausgebildet, dass ein Auslaufen des Vergussmaterials 20 aus dem Hohlraum 2 zwischen den elektrischen Leitern 10a, 10b und dem Abdeckelement 131 des Schutzkörpers 130 im Bereich der Vertiefungen 30 und der Stege 40 verhindert ist. Durch die in den Figuren 4A und 4B gezeigte Ausführungsform des induktiven Bauelements, bei der die Flansche 114 jeweils eine Vertiefung 30 und die Seitenteile 133 des Schutzkörpers jeweils einen Steg 40 aufweisen, sind der Befestigungsbereich 113 des Spulenkörpers 110 und die Seitenteile 133 des Schutz- körper 130 derart geformt, dass zwischen dem Befestigungsbe¬ reich 113 und dem Schutzkörper 130 eine Nut- und Federverbindung gebildet ist. Figur 5 zeigt die Nut- und Federverbindung zwischen dem Spulenkörper 110 und dem Schutzkörper 130 im Befestigungsbereich 113. Die Nut- und Federverbindung ist ins- besondere derart ausgestaltet, dass eine selbstdichtende Ver¬ bindung zwischen dem Spulenkörper 110 und dem Schutzkörper 130 realisiert wird. Dadurch ist ein Auslaufen des Vergussma¬ terials 20 aus dem Hohlraum 2 zwischen den elektrischen Leitern 10a, 10b und dem Abdeckelement 131 des Schutzkörpers verhindert.
Figur 6A zeigt eine Explosionsansicht einer zweiten Ausfüh¬ rungsform des induktiven Bauelements mit einem Spulenkörper 210 mit einem hohlförmigen Wickelkörper 211, auf dessen Ober- fläche elektrische Leiter in jeweils mehreren Windungen auf¬ gewickelt werden können. Der Wickelkörper 211 umfasst einen Wickelbereich 212 zum Bewickeln mit den elektrischen Leitern. Der Einfachheit halber sind im Unterschied zur Figur 1A die elektrischen Leiter 10a und 10b nicht dargestellt. Der Spu¬ lenkörper 210 weist des Weiteren einen Kontaktierungsbereich 215 zum Kontaktieren der elektrischen Leiter und zum Anlegen einer Spannung an die elektrischen Leiter. An dem Kontaktie- rungsbereich 215 sind Kontaktpins 216 angeordnet.
Das induktive Bauelement weist einen magnetischen Kern 220 auf, der in einem zusammengesetzten Zustand des induktiven Bauelements in einem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 211 ange¬ ordnet ist. Der magnetische Kern 220 umfasst die beiden Teil¬ körper 221, 222, die im zusammengesetzten Zustand miteinander verbunden sind. Bei der in den Figuren 6A und 6B gezeigten Ausführungsform des induktiven Bauelements sind die beiden Teilkörper jeweils als ein U-Kern ausgebildet. Die Teilkörper 221, 222 können dazu an den Stirnflächen ihrer Schenkel 223, 224 miteinander verklebt werden. Das induktive Bauelement um¬ fasst des Weiteren einen Schutzkörper 230 mit einem Abdeckelement 231 zum Schutz der auf dem Wickelkörper 211 aufgebrachten elektrischen Leiter. Der Schutzkörper 230 weist einen Aufnahmebereich 234 zur Aufnahme des Kontaktierungsbe- reichs 215 auf.
Bei der Montage der in Figur 6A dargestellten Einzelkomponenten des induktiven Bauelements wird der Schutzkörper 230 über dem Spulenkörper 210 angeordnet und an dem Spulenkörper befestigt. Die auf dem Spulenkörper 210 angeordneten elektrischen Leiter sind von dem Abdeckelement 231 umgeben. Der Wickelkörper 211 umfasst einen Befestigungsbereich 213 zum Befestigen des Spulenkörpers 220 an dem Schutzkörper 230. Der Befestigungsbereich 213 ist seitlich von dem Wickelbereich 212 angeordnet. Figur 6B zeigt die in Figur 6A gezeigten Einzelkomponenten des induktiven Bauelements der Ausführungsform 200 in einem zusammengesetzten Zustand. Der Spulenkörper 210 ist in den Schutzkörper 230 eingesetzt. Der Kontaktierungsbereich 215 ist im Aufnahmebereich 234 des Schutzkörpers angeordnet. Zwi¬ schen den auf dem Spulenkörper 210 aufgebrachten elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 231 wird ein Hohlraum gebildet. Der Hohlraum ist von dem Vergussmaterial 20 ausgefüllt, so dass die elektrischen Leiter von dem Vergussmaterial umgeben sind und lediglich die Kontaktierungspins 216 an der Unter¬ seite des Bauelements aus dem Schutzkörper 230 hervorragen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auch der Spulenkörper 210 von dem Vergussmaterial 20 umgeben beziehungsweise in das Vergussmaterial eingebettet sein. Das Vergussmaterial kann beispielsweise ein Gießharz sein, das in einem flüssigen beziehungsweise zähflüssigen Zustand in den Hohlraum zwischen den elektrischen Leitern und dem Abdeckelement eingefüllt wird und anschließend aushärtet. Durch das Vergussmaterial sind die elektrischen Leiter voneinander und zum Kern hin zur Spannungstrennung voneinander isoliert.
Das Vergussmaterial 20 hat jedoch keinen Kontakt beziehungs¬ weise keinen unmittelbar haftenden Kontakt zu dem magnetischen Kern 220. Wie in Figur 6B gezeigt ist, ist jeweils ei- ner der Schenkel 223 der beiden Teilkörper des Kerns 220 in dem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 211 angeordnet. Der jeweili¬ ge andere Schenkel 224 der beiden Teilkörper ist außerhalb des Hohlraums 1 des Wickelkörpers 211 angeordnet. Somit kommt der magnetische Kern 220 nicht in Berührung mit dem Verguss- material 20 und ist von dem Vergussmaterial entkoppelt.
Um zu verhindern, dass das Vergussmaterial 20 aus dem Hohl¬ raum zwischen den elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 231 des Schutzkörpers herausläuft, ist der Wickelkörper 211 selbstdichtend an dem Schutzkörper 230 befestigt. Die Befes¬ tigung kann beispielsweise durch eine Nut- und Federverbindung zwischen dem Befestigungsbereich 213 und dem Schutzkör- per 230 erfolgen.
Das Abdeckelement 231 kann beispielsweise ein Bodenteil 232, das im zusammengesetzten Zustand den elektrischen Leitern gegenüberliegt, aufweisen. Zu beiden Seiten des Bodenteils 232 kann jeweils ein Seitenteil 233 vorgesehen sein. Der Wickel¬ körper 210 kann Flansche 214 zum Begrenzen des Wickelbereichs 211 aufweisen. Zur Herstellung der Nut- und Federverbindung können gemäß einer möglichen Ausführungsform die Flansche jeweils eine Vertiefung 30 und die Seitenteile 233 jeweils ei- nen Steg 40 aufweisen. Gemäß einer anderen Möglichkeit zur
Realisierung der Nut- und Federverbindung können die Flansche 214 jeweils einen Steg 40 und die Seitenteile 233 jeweils ei¬ ne Vertiefung 30 aufweisen. Der Spulenkörper 210 kann an dem Schutzkörper 230 befestigt sein, indem jeder der Stege 40 in eine der Vertiefungen 30 eingreift. Dabei sind die Vertiefun¬ gen 30 und die Stege 40 derart ausgebildet, dass ein Auslau¬ fen des Vergussmaterials 20 aus dem Hohlraum zwischen den elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 231 im Bereich der Vertiefungen 30 und der Stege 40 verhindert ist.
Figur 7A zeigt eine Explosionsansicht einer dritten Ausfüh¬ rungsform 300 des induktiven Bauelements. Das induktive Bau¬ element umfasst einen Spulenkörper 310 mit einem hohlförmigen Wickelkörper 311, auf dessen Oberfläche elektrische Leiter angeordnet sind. Aus Vereinfachungsgründen ist in Figur 7A lediglich der Spulenkörper 310 ohne die elektrischen Leiter 10a und 10b gezeigt. Der Spulenkörper 310 umfasst einen Kon- taktierungsbereich 315 zum Kontaktieren der beiden elektri- sehen Leiter und zum Anlegen einer Spannung an die elektrischen Leiter.
Das induktive Bauelement umfasst des Weiteren einen magneti¬ schen Kern 320, der in einem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 311 angeordnet wird. Der magnetische Kern 320 umfasst die beiden Teilkörper 321 und 322. Der Teilkörper 321 des magnetischen Kerns kann als ein U-Kern und der Teilkörper 322 des magnetischen Kerns kann als ein I-Kern ausgeführt sein. Im zusammengesetzten Zustand sind die beiden Teilkörper 321, 322 miteinander verbunden, indem der Teilkörper 322 beispielsweise durch eine Klebeverbindung an den Stirnseiten der Schenkel 323, 324 des Teilkörpers 320 haftet. Das induktive Bauelement umfasst des Weiteren einen Schutzkörper 330 mit einem Abdeckelement 331 zum Schutz der beiden elektrischen Leiter 10a und 10b. Der Schutzkörper 330 weist einen Aufnahmebereich 334 zur Aufnahme des Kontaktierungsbereichs 315 auf.
Figur 7B zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform 300 des induktiven Bauelements im zusammengesetzten Zustand. Im zusammengesetzten Zustand des induktiven Bauelements ist der Spulenkörper 310 in den Schutzkörper 330 eingesetzt, indem der Schutzkörper 330 über den Spulenkörper 310 gestülpt und an dem Spulenkörper befestigt wird, sodass die beiden
elektrischen Leiter, die auf dem Spulenkörper angeordnet sind, von dem Abdeckelement 331 umgeben sind. Im zusammenge¬ setzten Zustand ist der Kontaktierungsbereich 315 in dem Aufnahmebereich 334 des Schutzkörpers angeordnet und somit von dem Aufnahmebereich 334 verdeckt, so dass lediglich Kontak- tierungspins 316 des Spulenkörpers 310 aus dem Schutzkörper
330 herausragen. Der magnetische Kern 320 ist in dem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 311 angeordnet, indem einer der beiden Schenkel 323 des Teilkörpers 321 in dem Hohlraum 1 angeordnet und der andere Schenkel 324 außerhalb des Hohlraums 1 ange¬ ordnet ist. Der Teilkörper 321 ist an den Stirnflächen der beiden Schenkel 323, 324 mit dem Teilkörper 322 des magneti¬ schen Kerns verklebt.
Im zusammengesetzten Zustand des induktiven Bauelements ist zwischen den beiden elektrischen Leitern auf dem Spulenkörper und dem Abdeckelement 331 ein Hohlraum gebildet, der von ei¬ nem Vergussmaterial 20 ausgefüllt ist. Dadurch sind die bei- den elektrischen Leiter von dem Vergussmaterial umgeben. Das Vergussmaterial kann auch im Kontakt mit dem Wickelkörper 311 stehen. Zu dem magnetischen Kern 320 hat das Vergussmaterial keinen unmittelbar haftenden Kontakt. Das Vergussmaterial kann zunächst in einem flüssigen Zustand in den Hohlraum zwischen den elektrischen Leitern und dem Abdeckelement des Schutzkörpers eingefüllt und anschließend ausgehärtet werden. Um zu verhindern, dass das Vergussmaterial aus dem Hohlraum zwischen den beiden Drahtwicklungen und dem Abdeckelement 331 herausläuft, kann der Wickelkörper 311 selbstdichtend an dem Schutzkörper 330 befestigt werden. Der Wickelkörper 311 weist einen Wickelbereich 312 zum Bewickeln mit den beiden elektrischen Leitern und einem Befestigungsbereich 313 zum Befestigen des Spulenkörpers 320 an dem Schutz- körper 330 auf. Der Befestigungsbereich 313 ist seitlich von dem Wickelbereich 312 angeordnet. Die selbstdichtende Verbin¬ dung zwischen dem Wickelkörper 311 und dem Schutzkörper 330 kann durch eine Nut- und Federverbindung zwischen dem Befestigungsbereich 313 und dem Schutzkörper 330 realisiert wer- den.
Das Abdeckelement 331 kann ein Bodenteil 332, das den
elektrischen Leitern gegenüber liegt, aufweisen. Zu beiden Seiten des Bodenteils kann jeweils ein Seitenteil 333 ange¬ ordnet sein. Der Wickelkörper 311 weist Flansche 314 zum Begrenzen des Wickelbereichs auf. Zur Realisierung der Nut- und Federverbindung können die Flansche 314 gemäß einer möglichen Ausführungsform jeweils eine Vertiefung 30 und die Seitentei¬ le 333 jeweils einen Steg 40 aufweisen. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Flansche 314 jeweils einen Steg 40 und die Seitenteile 333 jeweils eine Vertiefung 30 aufweisen. Der Spulenkörper 310 ist an dem Schutzkörper 330 selbstdich- tend befestigt, indem jeder der Stege 40 in eine der Vertie¬ fungen 30 eingreift. Die Vertiefungen 30 und die Stege 40 sind derart ausgebildet, dass ein Auslaufen des Vergussmate¬ rials 20 aus dem Hohlraum zwischen den elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 331 im Bereich der Vertiefungen 30 und der Stege 40 verhindert ist.
Figur 8A zeigt eine Explosionsansicht einer vierten Ausfüh¬ rungsform 400 des induktiven Bauelements umfassend einen Spu¬ lenkörper 410 mit einem hohlförmigen Wickelkörper 411, auf dessen Oberfläche elektrische Leiter angeordnet sind. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung sind die beiden
elektrischen Leiter in Figur 8A nicht eingezeichnet. Im Unterschied zu den in den vorangegangenen Figuren gezeigten Ausführungsformen des Spulenkörpers 110, 210 und 310 mit ei- nem rechteckigen Querschnitt weist der Spulenkörper 410 einen runden Querschnitt auf. Das induktive Bauelement weist einen magnetischen Kern 420 auf, der im zusammengesetzten Zustand des induktiven Bauelements in einem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 411 angeordnet ist. Der magnetische Kern 420 ist gemäß der Ausführungsform 400 als ein Stabkern ausgebildet.
Das induktive Bauelement weist des Weiteren einen Schutzkör¬ per 430 mit einem Abdeckelement 431 zum Schutz der beiden elektrischen Leiter auf. Der Spulenkörper 410 ist im zusammengesetzten Zustand an dem Schutzkörper 430 befestigt. Dabei sind die auf dem Spulenkörper angeordneten elektrischen Leiter von dem Abdeckelement 431 umgeben. Der Spulenkörper 410 weist einen Kontaktierungsbereich 415 zum Anlegen einer Spannung und zum Kontaktieren der elektrischen Leiter auf. Der Schutzkörper 430 umfasst einen Aufnahmebereich 434 zur Aufnahme des Kontaktierungsbereichs 415. Figur 8B zeigt das induktive Bauelement gemäß der Ausfüh¬ rungsform 400 in einem zusammengesetzten Zustand. Der Spulenkörper 410 ist in den Schutzkörper 430 eingesetzt, sodass der Schutzkörper den Spulenkörper umgibt. Die beiden auf dem Spulenkörper 410 angeordneten elektrischen Leiter sind von dem Abdeckelement 431 umgeben. Des Weiteren ist der Kontaktie¬ rungsbereich 415 in dem Aufnahmebereich 434 des Schutzkörpers 430 angeordnet. Zwischen den beiden elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 431 wird ein Hohlraum gebildet, in den das Vergussmaterial 20 eingefüllt wird. Nach dem Aushärten des zunächst flüssigen Vergussmaterials sind die elektrischen
Leiter in das Vergussmaterial eingebettet. Das Vergussmateri¬ al kann auch in Kontakt mit dem Wickelkörper 411 stehen. Der magnetische Kern 420 hat keinen Kontakt beziehungsweise kei¬ nen unmittelbar haftenden Kontakt zu dem Vergussmaterial.
Um zu verhindern, dass das Vergussmaterial aus dem Hohlraum zwischen den beiden elektrischen Leitern und dem Abdeckelement 431 des Schutzkörpers 430 herausläuft, ist der Wickel¬ körper 411 selbstdichtend an dem Schutzkörper 430 befestigt. Der Wickelkörper 411 kann einen Wickelbereich 412 zum Bewickeln mit den elektrischen Leitern und einen Befestigungsbereich 413 zum Befestigen des Spulenkörpers 420 an dem Schutzkörper 430 aufweisen. Der Befestigungsbereich 430 kann zu beiden Seiten des Wickelbereichs 412 angeordnet sein. Zur Re¬ alisierung der selbstdichtenden Verbindung zwischen dem Wickelkörper 411 und dem Schutzkörper 430 kann zwischen dem Befestigungsbereich 413 und dem Schutzkörper 430 eine Nut- und Federverbindung gebildet werden.
Das Abdeckelement 431 kann ein Bodenteil 432, das den
elektrischen Leitern gegenüberliegt, aufweisen. Des Weiteren kann das Abdeckelement 431 zu beiden Seiten des Bodenteils jeweils ein Seitenteil 433 aufweisen. Der Wickelkörper 420 umfasst Flansche 414 zum Begrenzen des Wickelbereichs 412. Zur Realisierung der Nut- und Federverbindung können die Flansche 414 gemäß einer möglichen Ausführungsform eine Vertiefung 30 und die Seitenteile 433 einen Steg 40 aufweisen. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Flansche 414 jeweils eine Steg 40 und die Seitenteile 433 jeweils eine Vertiefung 30 aufweisen. Der Spulenkörper 410 ist selbstdichtend an dem Schutzkörper 430 befestigt, indem jeder der Stege 40 in eine der Vertiefungen 30 eingreift.
Die Figuren 9A bis 9C zeigen eine fünfte Ausführungsform 500 des induktiven Bauelements in einer Explosionsdarstellung. Das induktive Bauelement umfasst einen Spulenkörper 510 mit einem hohlförmigen Wickelkörper 511 und einem magnetischen Kern 520, der in einem Hohlraum 1 des Wickelkörpers 511 ange¬ ordnet ist. Der Wickelkörper 511 umfasst einen inneren Teilkörper 511a mit einem Wickelbereich 512 zum Bewickeln mit einem ersten der beiden elektrischen Leiter 10a und einen äußeren Teilkörper 511b mit einem Wickelbereich 512 zum Bewickeln mit einem zweiten der beiden elektrischen Leiter 10b. Der innere Teilkörper 511a weist den Hohlraum 1 zur Aufnahme des magnetischen Kerns 520 auf. Der äußere Teilkörper 511b weist einen Hohlraum 3 auf, in dem in einem zusammengesetzten Zu- stand des Bauelements der innere Teilkörper 511a angeordnet ist. Der magnetische Kern 520 ist als ein PQ-Kern mit einem Teilkörper 521 und einem Teilkörper 522 ausgebildet. Beide Teilkörper weisen jeweils einen inneren Schenkel 523 und ei- nen äußeren Schenkel 524 auf.
Zur Herstellung des induktiven Bauelements wird der mit dem elektrischen Leiter 10a bewickelte innere Teilkörper 511a in den Hohlraum 3 des äußeren Teilkörper 511b eingeschoben. Der äußere Teilkörper 511b weist einen Kontaktierungsbereich 515 zum Kontaktieren der elektrischen Leiter 10a und 10b und zum Anlegen einer Spannung an die elektrischen Leiter auf. An dem Kontaktierungsbereich 515 sind Kontaktierungspins 516 zum An¬ legen einer Spannung an die elektrische Leiter 10a, 10b ange- ordnet.
Nach dem Einschieben des inneren Teilkörpers 511a in den Hohlraum 3 des äußeren Teilkörpers 511b wird zwischen dem elektrischen Leiter 10a und dem äußeren Teilkörper 511b ein Hohlraum 4 gebildet. Figur 9B zeigt einen Querschnitt durch das induktive Bauelement im zusammensetzten Zustand. Der Hohlraum 4 zwischen dem elektrischen Leiter 10a und dem äußeren Teilkörper 511b ist mit dem Vergussmaterial 20 gefüllt, das anschließend ausgehärtet wird. Die Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Teilkörper des Wickelkörpers 511 erfolgt über eine Nut- und Federverbindung 513 im Bereich von Flanschen 514 der beiden Teilkörper 511a, 511b des Wickelkörpers 511. Das Nut- und Federsystem 513 ist derart ausgestal¬ tet, dass ein Herauslaufen des Vergussmaterials 20 aus dem Hohlraum 4 verhindert wird.
Nach dem Zusammenbau und dem Vergießen des Spulenkörpers wer¬ den die beiden Kernhälften 521 und 522 miteinander verbunden, indem die jeweiligen inneren Schenkel 523 der Kernteile 521 und 522 von verschiedenen Seiten in dem Hohlraum 1 des Teilkörpers 511a eingeschoben werden. Die inneren und die äußeren Schenkel können an ihren Stirnflächen miteinander verklebt werden.
Figur 9C zeigt das induktive Bauelement in einem zusammenge¬ setzten Zustand. Die beiden äußeren Schenkel 524 der beiden Kernhälften umgeben den äußeren Teilkörper 511b des Spulen- körpers 512 zumindest teilweise. Wie bei den vorangehenden
Ausführungsformen des induktiven Bauelements ist der magnetische Kern 520 auch bei der Ausführungsform 500 von dem Vergussmaterial 20 entkoppelt, sodass Spannungen im Kernmaterial aufgrund des unterschiedlichen Temperaturverhaltens zwischen dem Kernmaterial und dem Vergussmaterial vermieden werden.
In den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist die Verbindung zwischen dem Spulenkörper und dem Schutzkörper beziehungsweise Vergussbehälter selbstdichtend ausgebildet, so dass aus dem Vergussbehälter kein Vergussmaterial austre¬ ten kann. Falls der Spalt zwischen dem Vergussbehälter und dem Spulenkörper nicht vollständig abgedichtet sein sollte und daher beim Vergießen dennoch Vergussmaterial austritt, so hat der im Anschluss in den Hohlraum des Spulenkörpers einge- setzte Kern dennoch keinen haftenden Kontakt mit dem Vergussmaterial. Der Kern kann an einigen Stellen mit dem Spulenkörper verklebt sein. Selbst wenn dabei auch eine Verklebung zu dem Vergussmaterial auftritt, so besteht zwischen dem Ver¬ gussmaterial und dem Kern kein unmittelbar haftender Kontakt, da zwischen Kern und Spulenkörper/Vergussmaterial eine Kle¬ berschicht vorhanden ist. Aufgrund der geringen Anzahl an lokal begrenzten Klebestellen ist der mechanische Krafteinfluß des Vergussmaterials auf den Kern sehr gering. Neben den in den Figuren 1 bis 9C gezeigten Ausführungsformen des induktiven Bauelements mit Schutzkörper kann dieser nach Aushärten des Vergussmaterials, jedoch vor Aufbringen des Kerns wieder entfernt werden, so dass das induktive Bauele¬ ment den Spulenkörper mit den elektrischen Leitern, die vollkommen von dem Vergussmaterial umschlossen sind, und den Kern aufweist. Die Leiter sind voneinander und vom Kern galvanisch getrennt. Der Kern selbst hat nur wenig direkten Kontakt zum vergossenen Wickelkörper. Der mechanische Krafteinfluß des Vergussmaterials auf den Kern ist auch bei dieser Ausfüh¬ rungsform sehr gering.
Bezugs zeichenliste
1 Hohlraum des Wickelkörpers
2 Hohlraum zum Ausfüllen mit Vergussmaterial
10a, 10b elektrische Leiter
20 Vergussmaterial
100 erste Ausführungsform des induktiven Bauelements
110 Spulenkörper
120 magnetischer Kern
130 Schutzkörper
200 zweite Ausführungsform des induktiven Bauelements
210 Spulenkörper
220 magnetischer Kern
230 Schutzkörper
300 dritte Ausführungsform des induktiven Bauelements
310 Spulenkörper
320 magnetischer Kern
330 Schutzkörper
400 vierte Ausführungsform des induktiven Bauelements 410 Spulenkörper
420 magnetischer Kern
430 Schutzkörper
500 fünfte Ausführungsform des induktiven Bauelements
510 Spulenkörper
520 magnetischer Kern

Claims

Patentansprüche
1. Induktives Bauelement, umfassend:
- mindestens einen elektrischen Leiter (10a, 10b),
- einen Spulenkörper (110, 210, 310, 410, 510) mit einem hohlförmigen Wickelkörper (111, 211, 311, 411, 511), auf dessen Oberfläche der mindestens eine elektrische Leiter (10a, 10b) um den Wickelkörper (111, 211, 311, 411, 511) gewickelt ist,
- einen magnetischen Kern (120, 220, 320, 420, 520), der in einem Hohlraum (1) des Wickelkörpers (111, 211, 311, 411) an¬ geordnet ist,
- wobei der mindestens eine elektrische Leiter (10a, 10b) von einem Vergussmaterial (20) umgeben ist und das Vergussmateri- al (20) keinen unmittelbar haftenden Kontakt zu dem magnetischen Kern (120, 220, 320, 420, 520) hat.
2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1,
wobei das Vergussmaterial (20) in Kontakt mit dem Wickelkör- per (111, 211, 311, 411, 511) steht.
3. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend :
- einen Schutzkörper (130, 230, 330, 430) mit einem Ab- deckelement (131, 231, 331, 431) zum Schutz des mindestens einen elektrischen Leiters (10a, 10b),
- wobei der Spulenkörper (110, 210, 310, 410) an dem Schutzkörper (130, 230, 330, 430) befestigt ist und der mindestens eine elektrische Leiter (10a, 10b) von dem Abdeckelement (131, 231, 331, 431) verdeckt ist.
4. Induktives Bauelement nach Anspruch 3, wobei zwischen dem mindestens einen elektrischen Leiter (10a, 10b) und dem Abdeckelement (131, 231, 331, 431) ein Hohlraum (2) gebildet wird, der von dem Vergussmaterial (20) zumindest teilweise ausgefüllt ist.
5. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
- wobei der Wickelkörper (111, 211, 311, 411) einen Wickelbe¬ reich (112, 212, 312, 412) zum Bewickeln mit dem mindestens einen elektrischen Leiter (10a, 10b) und einen Befestigungs- bereich (113, 213, 313, 413) zum Befestigen des Spulenkörpers (120, 220, 320, 420) an dem Schutzkörper (130, 230, 330, 430) aufweist,
- wobei der Befestigungsbereich (113, 213, 313, 413) seitlich von dem Wickelbereich (112, 212, 312, 412) angeordnet ist.
6. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Spulenkörper (110, 210, 310, 410) und der Schutz¬ körper (130, 230, 330, 430) derart ausgebildet sind, dass der Wickelkörper (111, 211, 311, 411) selbstdichtend an dem
Schutzkörper (130, 230, 330, 430) befestigt ist und ein Aus¬ laufen des Vergussmaterials (20) aus dem Hohlraum (2) zwi¬ schen dem mindestens einen elektrischen Leiter (10a, 10b) und dem Abdeckelement (131, 231, 331, 431) des Schutzkörpers (130, 230, 330, 430) verhindert ist.
7. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Befestigungsbereich (113, 213, 313, 413) und der Schutzkörper (130, 230, 330, 430) derart geformt sind, dass zwischen dem Befestigungsbereich (113, 213, 313, 413) und dem Schutzkörper (130, 230, 330, 430) eine Nut- und Federverbin¬ dung zum Befestigen des Spulenkörpers (120, 220, 320, 420) an dem Wickelkörper (111, 211, 311, 411) gebildet ist.
8. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
- wobei das Abdeckelement (131, 231, 331, 431) ein dem min¬ destens einen elektrischen Leiter (10a, 10b) gegenüberliegendes Bodenteil (132, 232, 332, 432) und zu beiden Seiten des Bodenteils jeweils ein Seitenteil (133, 233, 333, 433) auf¬ weist,
- wobei der Wickelkörper (111, 211, 311, 411) Flansche (114, 214, 314, 414) zum Begrenzen des Wickelbereichs (112, 212, 312, 412) aufweist,
- wobei die Flansche (114, 214, 314, 414) entweder jeweils eine Vertiefung (30) und die Seitenteile (133, 233, 333, 433) jeweils einen Steg (40) oder die Flansche (114, 214, 314, 414) jeweils den Steg (40) und die Seitenteile (133, 233, 333, 433) jeweils die Vertiefung (30) aufweisen,
- wobei der Spulenkörper (110, 210, 310, 410) an dem Schutzkörper (130, 230, 330, 430) befestigt ist, indem jeder der Stege (40) in eine der Vertiefungen (30) eingreift.
9. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - wobei der magnetische Kern (120, 220, 320) einen ersten
Teilkörper (121, 221, 321) und einen zweiten Teilkörper (122, 222, 322), die miteinander verbunden sind, aufweist,
- wobei mindestens einer des ersten und zweiten Teilkörpers des magnetischen Kerns (120, 220, 320) einen Schenkel (123, 223, 323), der in dem Hohlraum (1) des Wickelkörpers (111, 211, 311) angeordnet ist, und mindestens einen weiteren
Schenkel (124, 224, 324), der außerhalb des Hohlraums (1) des Wickelkörpers (111, 211, 311) angeordnet ist, aufweist.
10. Induktives Bauelement nach Anspruch 9,
wobei mindestens einer des ersten Teilkörpers (121, 221, 231) und des zweiten Teilkörpers (122, 222, 232) des magnetischen Kerns (120, 220, 320) als ein E-Kern oder ein U-Kern oder ein I-Kern ausgebildet ist.
11. Induktives Bauelement nach Anspruch 10,
wobei der erste Teilkörper (321) des magnetischen Kerns (320) als ein U-Kern mit einem Schenkel (323) , der in dem Hohlraum (1) des Wickelkörpers (311) angeordnet ist, und der zweite Teilkörper (322) des magnetischen Kerns (320) als ein I-Kern ausgebildet ist.
12. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der magnetische Kern (420) als ein Stabkern ausgebildet ist .
13. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
- wobei der Spulenkörper (110, 210, 310, 410) mindestens ei¬ nen Kontaktierungsbereich (115, 215, 315, 415) zum Kontaktie¬ ren des mindestens einen elektrischen Leiters (10a, 10b) auf¬ weist,
- wobei der Schutzkörper (130, 230, 330, 430) mindestens ei¬ nen Aufnahmebereich (134, 234, 334, 434) zur Aufnahme des mindestens einen Kontaktierungsbereichs (115, 215, 315, 415) aufweist,
- wobei der Spulenkörper (110, 210, 310, 410) und der Schutz- körper (130, 230, 330, 430) derart geformt sind, dass der mindestens eine Kontaktierungsbereich (115, 215, 315, 415) in dem Aufnahmebereich (134, 234, 334, 434) des Schutzkörpers angeordnet und von dem Vergussmaterial (20) umgeben ist.
14. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
- wobei der Wickelkörper (511) einen inneren Teilkörper
(511a) mit einem Wickelbereich (512) zum Bewickeln mit einem ersten des mindestens einen elektrischen Leiters (10a) und einen äußeren Teilkörper (511b) mit einem Wickelbereich (512) zum Bewickeln mit einem zweiten des mindestens einen elektrischen Leiters (10b) aufweist,
- wobei der innere Teilkörper (511a) den Hohlraum (1) zur Aufnahme des magnetischen Kerns (520) aufweist,
- wobei der äußere Teilkörper (511b) einen Hohlraum (3) aufweist, in dem der innere Teilkörper (511a) angeordnet ist,
- wobei ein Hohlraum (4) zwischen dem ersten elektrischen Leiter (10a) und dem äußeren Teilkörper (511b) von dem Vergussmaterial (20) zumindest teilweise gefüllt ist.
15. Induktives Bauelement nach Anspruch 14,
wobei der magnetische Kern (520) als ein PQ-Kern mit einem inneren Schenkel (523) der in dem Hohlraum (1) des inneren Teilkörpers (511a) des Spulenkörpers (510) angeordnet ist und einem äußeren Schenkel (524), der den äußeren Teilkörper (511b) des Spulenkörpers (510) zumindest teilweise umgibt, ausgebildet ist.
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