WO2016155969A2 - Induktives bauelement sowie verfahren zur herstellung eines induktiven bauelements - Google Patents

Induktives bauelement sowie verfahren zur herstellung eines induktiven bauelements Download PDF

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    • H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores

Definitions

  • An inductive component with a magnetic core and at least one winding around the core is specified.
  • the inductive component is designed, for example, as a current-compensated choke.
  • An automated production of the winding around the core is possible, for example, in push wire winding technology, wherein a wire is advanced along a curved wall of a winding device, so that the wire is thereby bent and screwed around the core.
  • Assembly of a housing around the core usually takes place by means of an adhesive bond or by hot caulking. These connection techniques are relatively costly and time consuming.
  • an inductive component comprising at least one winding of a wire around a magnetic core.
  • the component also has a mounting device to which the core is secured by latching with a locking device.
  • the inductive component is designed for example as a throttle.
  • the magnetic core is, for example, a ferrite core.
  • the core is surrounded by a housing.
  • the housing has an insulating material, for example a plastic material.
  • ⁇ form the core is not surrounded by a housing, so that the winding is formed directly around the core.
  • the winding is preferably produced in Schubdrahtwickeltechnik. In this winding technique, a mechanical
  • Strain of the core and / or a core housing are kept particularly low.
  • the winding can be applied without contact to the core or the housing.
  • the winding sits loosely on the core or on the housing.
  • “Loose” means
  • a gap is formed between the winding and the core or the housing.
  • the winding can also rest on the housing or on the core.
  • a loose-fitting winding can be
  • the mounting device is for example as a plate
  • the mounting device can serve in particular for determining the position of electrical terminals of the inductive component.
  • the inductive component can serve in particular for determining the position of electrical terminals of the inductive component.
  • connection elements of the inductive component are guided.
  • the mounting device is designed as a grid plate.
  • the locking device may be formed as part of the mounting device or on the
  • the latching device has one or more latching elements, which latch with the core and / or a housing of the core.
  • the locking elements can as locking arms
  • the locking elements are first bent away to the outside and snap in the latching with the core and / or a housing.
  • the latching device engages directly on the magnetic core.
  • the core has no housing.
  • the core may comprise a housing having at least one opening into which the
  • Locking device engages.
  • Embodiment attacks the locking device on the housing.
  • the inductive component has at least two windings. Between the windings, a separating element is preferably arranged. The separating element is used in particular for the insulation of the windings from each other. The separating element is preferably mounted without glue.
  • Mounting device attached or formed as part of the housing of the mounting device.
  • the inductive component has at least one connection element for the electrical connection of the component.
  • the connection element is formed for example by a wire end of a winding. Alternatively, the connection element can be fastened to the wire end.
  • Connection element is passed for example through the mounting plate. In this way, the position of the
  • Connection element to be set.
  • the device is designed for pin through hole (PTH) mounting, in which case the connection elements are guided, for example, through holes in the mounting device and protrude from the underside of the mounting device in the shape of a pencil
  • Connection elements can be plugged into holes in a printed circuit board for further assembly.
  • the device is designed for surface mount device (SMD) mounting, i.e., surface mount
  • SMD surface mount device
  • Connection elements for example, through holes in the
  • the device can for example be placed on a circuit board and
  • an inductive component having at least one winding of a Wire around a magnetic core indicated.
  • the inductive component has a housing for the core.
  • the housing has a plurality of housing parts which are held together by the winding.
  • the housing parts are mounted without glue. This allows a simple and quick installation of the housing.
  • this is inductive
  • Winding preferably sits loosely on the core or the housing.
  • the core can as described above by means of
  • Locking be attached to a mounting device.
  • an inductive component is provided with at least one winding of a wire around a magnetic core, wherein the
  • the inductive component has a component which is mounted without glue on the core.
  • the component is formed as a housing for the core.
  • the housing may be formed as described above. For example, this indicates
  • Housing a plurality of housing parts, which are held together by the winding.
  • the component is designed as a mounting device.
  • the mounting device may be formed as described above.
  • the core by latching with a locking device on the
  • the locking device can attack, for example, directly on the core or on a housing for the core.
  • the component is designed as a separating element, which is arranged between two windings of the component.
  • the separating element can be designed as described above.
  • a method for producing an inductive component is specified.
  • the method is used for producing one of the components described above.
  • a magnetic core becomes a winding device
  • the wire is wound without contact to the core or to a housing around the core. In this way, mechanical damage to the core and / or the housing can be avoided.
  • the method also includes a step in which a
  • Component is mounted tack-free at the core.
  • the component may be attached directly to the core or only indirectly, for example, be attached to a housing.
  • the tack-free assembly can be done before or after wrapping the core.
  • the component is designed as a mounting device for positioning the core, as a housing for the core or as a separator of two windings around the core.
  • the core is inserted, for example, together with a housing in the winding device.
  • the housing faces
  • a plurality of housing parts which abut each other, but not firmly connected to each other.
  • the attachment of the housing parts together is only by the Winding produced.
  • the wrapping can be done in the
  • the core is fastened to a mounting device, for example by latching with a latching device.
  • Figures 1A and 1B an embodiment of a device in a side view and in a plan view
  • Figure 2 shows another embodiment of a device in a view obliquely from below.
  • FIG. 1A shows an inductive component 1 in one
  • FIG. 1B shows the component 1 in a plan view.
  • the component 1 has a mounting device 3.
  • the mounting device 3 is for example as a plate
  • it may be a grid plate having a plurality of holes.
  • Mounting device 3 is used for example for positioning and fixing parts of the device 1, such. B. of electrical connections.
  • the inductive component 1 can be used as a passive component and, for example, for damping
  • the inductive component 1 as a throttle, in particular as
  • the inductive component 1 can for example also be used as a transformer. This may in particular be a transformer for signal transmission or a
  • the inductive component 1 has a magnetic core 4. In particular, it is a ferrite core.
  • the core 4 is surrounded by a housing 5.
  • the housing 5 serves to insulate the core 4.
  • the core 4 may therefore be preferably uncoated. In this case, the quality of the device 1 does not depend on the quality of a core coating. Thus, a suitability of the
  • the core 4 has a closed shape. In particular, it is a rectangular shape.
  • the inductive component 1 has two windings 6, 7 of a wire around the core 4.
  • the windings 6, 7 are arranged on two opposite sections of the core 4.
  • the windings 6, 7 have, for example, a cylindrical shape, in particular the shape of circular cylinders.
  • the wire is formed, for example, as a flat wire.
  • the turns of the windings 6, 7, for example, are close to each other, so that a high degree of filling is achieved.
  • the windings 6, 7 are produced in shear wire winding technology. This winding technique will be described later in detail.
  • the core 4 provided with the windings 6, 7 is arranged lying on the mounting device 3.
  • the longitudinal axes of the windings 6, 7 run parallel to one another
  • the inductive component 1 has connection elements 16, 17,
  • connection elements 16, 17, 18, 19 for electrical connection of the device 1.
  • the connection elements 16, 17, 18, 19 are formed for example by wire ends of the windings 6, 7.
  • the connection elements 16, 17, 18, 19 may be formed as separate parts and fastened to the wire ends.
  • connection elements 16, 17, 18, 19 are passed through holes in the mounting device 3.
  • the connection elements 16, 17, 18, 19 as PTH connections educated.
  • the connection elements 16, 17, 18, 19 can also serve as legs for the component 1.
  • the core 4 is connected by a locking device 2 on the
  • the latching device 2 has a plurality of latching elements 8, 9, 10, 11.
  • the locking elements 8, 9, 10, 11 are fixed to the mounting device 3.
  • Locking elements 8, 9, 10, 11 are formed as latching arms, which lead away from the mounting device 3 upwards and have a slight inclination inwards.
  • the locking elements 8, 9, 10, 11 engage the core 4 from the outside.
  • Mounting device 3 is pressed so that the wrapped core 4, the locking elements 8, 9, 10, 11 presses outward. In an end position of the wrapped core 4 snap the
  • the locking elements 8, 9, 10, 11 are directly on the core 4.
  • Locking elements 8, 9, 10, 11 also on the housing 5 or to the
  • Windings 6, 7 abut.
  • the core 4 is only indirectly attached to the mounting device 3.
  • the latching elements 8, 9, 10, 11 of the wrapped core 4 is attached without glue to the mounting device 3.
  • Locking elements 8, 9, 10, 11 allow a quick and easy installation. In particular, complex joining processes How to avoid staking and it can be curing time to cure adhesive bonds saved. This enables a saving of manual work steps and thereby a reduction of manufacturing time and costs.
  • the inductive component 1 is thus partially fixed by the passage of the connecting elements 16, 17, 18, 19 through holes in the mounting device 3 in its position.
  • the position is determined by the latching with the locking elements 8, 9, 10, 11.
  • windings 6, 7 sit only loosely on the housing 5. This may be the case in particular in the application of the windings 6, 7 in the shear wire winding technology.
  • the housing 5 can also be tack-free
  • the housing 5 has a first housing part 20 and a second housing part 21.
  • the housing parts 20, 21 are formed, for example, the same shape.
  • each housing part 20, 21 has the shape of a half-shell.
  • the housing parts 20, 21 are formed for example as thin plastic parts. It should be ensured that there are sufficiently long clearances and creepage distances for high rated voltages, for example 1000 V DC.
  • the housing parts 20, 21 abut each other and are held together only by the windings 6, 7.
  • the windings 6, 7 are for example positively against the housing parts 20, 21.
  • Such a tack-free assembly of the housing 5 can be particularly well with the push wire form winding technology, since when wrapping the housing parts 20, 21 only a small mechanical load of
  • the component 1 can be mounted without glue
  • insulation elements for example, insulation elements have.
  • insulation elements For example, between the windings 6, 7 a
  • Separating element 22 is arranged, which ensures the insulation of the windings 6, 7 from each other. For example, that is
  • Separating element 22 formed in the form of a divider.
  • Separating element 22 may be formed as part of the mounting device 3 or attached to the mounting device 3. In particular, the separating element 22 may be latched to the mounting device 3 by further latching elements (not shown). Alternatively, the separating element 22 may be formed as part of the housing 5 or on the housing 5,
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a component 1 in a view obliquely from below.
  • the component 1 differs from the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B by the design of the electrical connections.
  • the connections are designed here for SMD mounting.
  • the connection elements 16, 17, 18, 19 are passed through holes in the mounting device 3 and at the bottom of the connection
  • the device 1 can thus be mounted in surface mounting to a printed circuit board.
  • Component 1 of Figures 1A, 1B and 2 described in more detail.
  • the windings 6, 7 are doing in Schubdrahtwickeltechnik produced.
  • the core 4 is inserted into a receiving area of a winding device.
  • the core 4 can be
  • the core 4 is arranged in a housing 5.
  • the housing 5 has a plurality of separate housing parts 20, 21.
  • the housing parts 20, 21 are preferably only adjacent to each other, but have no further attachment.
  • the guide has, for example, a straight section and a curved section.
  • the wire goes through the rectilinear section
  • the wall of the curved section thus functions as
  • Bend deflector for the wire By further advancing the wire, the wire is passed around the core.
  • a slope of the wire is created out of the plane.
  • the guide for example, a corresponding slope.
  • the wire continues to advance so that the wire screws around the core until the entire winding is created. Another winding may be applied simultaneously or after the first winding has been produced.
  • the winding device is for example designed such that the wire during the winding process not with the
  • the wire can form fit around the housing or the core
  • the winding device on one or more forming elements, which is formed for example as plates or fingers.
  • a forming element is pressed against the wire end and bends it out of the winding.
  • one or more separate connection elements are fastened to the wire ends, for example soldered.
  • the core 4 provided with the windings 6, 7 is placed on the mounting device 3, wherein the connection elements 16, 17, 18, 19 are passed through holes in the mounting device 3.
  • the provided with the windings 6, 7 core 4 locked when placed on the mounting device 3 with a locking device. 2
  • the separating element 22 is attached to the mounting device 3 or as part of
  • Mounting device 3 is formed. Alternatively, the
  • Separating element 22 after placing the core 4 between the windings 6, 7 are arranged.
  • the separating element 22 is placed and latched to the housing 5 or the mounting device 3.

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Abstract

Es wird ein induktives Bauelement (1) mit wenigstens einer Wicklung (6, 7) eines Drahtes um einen magnetischen Kern (4) angegeben. Das Bauelement(1) weist eine Vorrichtung auf, die klebefrei am Kern (4) montiert ist. Beispielsweise weist das induktive Bauelement (1) eine Montagevorrichtung (3) auf, an der der Kern (4)durch Verrastung mit einer Rastvorrichtung (2) befestigt ist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (1) angegeben.

Description

Beschreibung
Induktives Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauelements
Es wird ein induktives Bauelement mit einem magnetischen Kern und wenigstens einer Wicklung um den Kern angegeben. Das induktive Bauelement ist beispielsweise als stromkompensierte Drossel ausgebildet.
Eine automatisierte Fertigung der Wicklung um den Kern ist beispielsweise in Schubdrahtwickeltechnik möglich, wobei ein Draht entlang einer gekrümmten Wandung einer Wickelvorrichtung vorgeschoben wird, so dass der Draht dabei gebogen und um den Kern geschraubt wird. Die Montage des umwickelten Kerns an einer Montagevorrichtung oder die
Montage eines Gehäuses um den Kern erfolgt üblicherweise durch eine Klebeverbindung oder durch Heißverstemmen. Diese Verbindungstechniken sind relativ kosten- und zeitintensiv.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
verbessertes induktives Bauelement und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauelements anzugeben .
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein induktives Bauelement aufweisend wenigstens eine Wicklung eines Drahtes um einen magnetischen Kern angegeben. Das Bauelement weist zudem eine Montagevorrichtung auf, an der der Kern durch Verrastung mit einer Rastvorrichtung befestigt ist . Das induktive Bauelement ist beispielsweise als Drossel ausgebildet. Bei dem magnetischen Kern handelt es sich beispielsweise um einen Ferritkern. In einer Ausführungsform ist der Kern von einem Gehäuse umgeben. Das Gehäuse weist insbesondere ein isolierendes Material, beispielsweise ein Kunststoffmaterial , auf. In einer alternativen Ausführungs¬ form ist der Kern nicht von einem Gehäuse umgeben, so dass die Wicklung direkt um den Kern ausgebildet ist. Die Wicklung wird vorzugsweise in Schubdrahtwickeltechnik erzeugt. Bei dieser Wickeltechnik kann eine mechanische
Belastung des Kerns und/oder eines Kerngehäuses besonders gering gehalten werden. Beispielsweise kann die Wicklung berührungsfrei zum Kern bzw. dem Gehäuse aufgebracht werden. Somit kann die Gefahr von einer Beschädigung des Kerns oder des Gehäuses und damit die Gefahr eines Versagens der
Isolationswirkung gering gehalten werden.
In einer Ausführungsform sitzt die Wicklung locker auf dem Kern oder auf dem Gehäuse auf. „Locker" bedeutet
insbesondere, dass die Wicklung zumindest vor einer
Weitermontage um den Kern drehbar ist. Beispielsweise ist zwischen der Wicklung und dem Kern bzw. dem Gehäuse ein Spalt ausgebildet. Die Wicklung kann aber auch am Gehäuse bzw. am Kern anliegen. Eine locker aufsitzende Wicklung kann
beispielsweise in der Schubdrahtwickeltechnik erzeugt werden.
Die Montagevorrichtung ist beispielsweise als Platte
ausgebildet. Die Montagevorrichtung kann insbesondere zur Festlegung der Position von elektrischen Anschlüssen des induktiven Bauelements dienen. Beispielsweise weist die
Montagevorrichtung Löcher auf, durch die elektrische
Anschlusselemente des induktiven Bauelements geführt sind. Beispielsweise ist die Montagevorrichtung als Rasterplatte ausgebildet .
Die Befestigung des Kerns mittels der Rastvorrichtung an der Montagevorrichtung ermöglicht eine einfache und rasche
Montage des Kerns. Insbesondere ist eine klebefreie
Befestigung ermöglicht, wodurch Fertigungszeit und -kosten eingespart werden können. Die Rastvorrichtung kann als Teil der Montagevorrichtung ausgebildet sein oder an der
Montagevorrichtung befestigt sein.
Beispielsweise weist die Rastvorrichtung ein oder mehrere Rastelemente auf, die mit dem Kern und/oder einem Gehäuse des Kerns verrasten. Die Rastelemente können als Rastarme
ausgebildet sein. Zur Befestigung des umwickelten Kerns an der Montagevorrichtung wird dieser beispielsweise auf die Rastvorrichtung aufgesetzt und gegen die Montagevorrichtung gedrückt. Die Rastelemente werden dabei zuerst nach außen weggebogen und schnappen bei der Verrastung mit dem Kern und/oder einem Gehäuse ein.
In einer Ausführungsform greift die Rastvorrichtung direkt am magnetischen Kern an. In diesem Fall kann eine besonders gute Fixierung des Kerns erreicht werden. Beispielsweise weist der Kern kein Gehäuse auf. Alternativ kann der Kern ein Gehäuse mit wenigstens einer Öffnung aufweisen, in die die
Rastvorrichtung eingreift. In einer alternativen
Ausführungsform greift die Rastvorrichtung am Gehäuse an. In einer Ausführungsform weist das induktive Bauelement wenigstens zwei Wicklungen auf. Zwischen den Wicklungen ist vorzugsweise ein Trennelement angeordnet. Das Trennelement dient insbesondere zur Isolation der Wicklungen voneinander. Das Trennelement ist vorzugsweise klebefrei montiert.
Beispielsweise ist das Trennelement am Gehäuse und der
Montagevorrichtung befestigt oder als Teil des Gehäuses der Montagevorrichtung ausgebildet.
In einer Ausführungsform weist das induktive Bauelement wenigstens ein Anschlusselement zum elektrischen Anschluss des Bauelements auf. Das Anschlusselement ist beispielsweise durch ein Drahtende einer Wicklung gebildet. Alternativ kann das Anschlusselement am Drahtende befestigt sein. Das
Anschlusselement ist beispielsweise durch die Montageplatte hindurchgeführt. Auf diese Weise kann die Position des
Anschlusselements festgelegt werden.
In einer Ausführungsform ist das Bauelement zur PTH-Montage (englisch „pin through hole") ausgebildet. In diesem Fall sind die Anschlusselemente beispielsweise durch Löcher in der Montagevorrichtung geführt und ragen stiftförmig aus der Unterseite der Montagevorrichtung heraus. Die
Anschlusselemente können zur weiteren Montage in Löcher einer Leiterplatte eingesteckt werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Bauelement zur SMD-Montage (englisch „surface mounted device") , d.h., zur Oberflächenmontage ausgebildet. Dabei sind die
Anschlusselemente beispielsweise durch Löcher in der
Montagevorrichtung geführt und auf der Unterseite der
Montagevorrichtung umgebogen. Somit kann das Bauelement beispielsweise auf eine Leiterplatte aufgesetzt und
oberflächenmontiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein induktives Bauelement mit wenigstens einer Wicklung eines Drahtes um einen magnetischen Kern angegeben. Das induktive Bauelement weist ein Gehäuse für den Kern auf. Das Gehäuse weist mehrere Gehäuseteile auf, die durch die Wicklung zusammengehalten werden. Insbesondere sind die Gehäuseteile klebefrei montiert. Dies ermöglicht eine einfache und rasche Montage des Gehäuses. Vorzugsweise ist das induktive
Bauelement in Schubdrahtwickeltechnik hergestellt. Die
Wicklung sitzt vorzugsweise locker auf dem Kern oder dem Gehäuse. Der Kern kann wie oben beschrieben mittels
Verrastung an einer Montagevorrichtung befestigt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein induktives Bauelement mit wenigstens einer Wicklung eines Drahtes um einen magnetischen Kern angegeben, wobei das
Bauelement in Schubdrahtwickeltechnik hergestellt ist. Das induktive Bauelement weist eine Komponente auf, die am Kern klebefrei montiert ist.
In einer Ausführungsform ist die Komponente als Gehäuse für den Kern ausgebildet. Insbesondere kann das Gehäuse wie oben beschrieben ausgebildet sein. Beispielsweise weist das
Gehäuse mehrere Gehäuseteile auf, die durch die Wicklung zusammengehalten sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Komponente als Montagevorrichtung ausgebildet. Die Montagevorrichtung kann wie oben beschrieben ausgebildet sein. Insbesondere kann der Kern durch Verrastung mit einer Rastvorrichtung an der
Montagevorrichtung befestigt sein. Die Rastvorrichtung kann beispielsweise direkt am Kern oder an einem Gehäuse für den Kern angreifen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Komponente als Trennelement ausgebildet, das zwischen zwei Wicklungen des Bauelements angeordnet ist. Das Trennelement kann wie oben beschrieben ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauelements angegeben. Insbesondere dient das Verfahren zur Herstellung eines der oben beschriebenen Bauelemente. Gemäß dem Verfahren wird ein magnetischer Kern in eine Wickelvorrichtung
eingelegt und mit einem Draht durch Vorschub des Drahtes entlang einer gekrümmten Wandung der Wickelvorrichtung umwickelt. Beispielsweise wird der Draht berührungsfrei zum Kern bzw. zu einem Gehäuse um den Kern gewickelt. Auf diese Weise kann eine mechanische Beschädigung des Kerns und/oder des Gehäuses vermieden werden.
Das Verfahren umfasst zudem einen Schritt, bei dem eine
Komponente klebefrei am Kern montiert wird. Dabei kann die Komponente direkt am Kern befestigt sein oder nur indirekt, beispielsweise, an einem Gehäuse befestigt sein. Die
klebefreie Montage kann vor oder nach der Umwicklung des Kerns erfolgen. Beispielsweise ist die Komponente als Montagevorrichtung zur Positionierung des Kerns, als Gehäuse für den Kern oder als Trennelement zweier Wicklungen um den Kern ausgebildet.
Der Kern wird beispielsweise zusammen mit einem Gehäuse in die Wickelvorrichtung eingelegt. Das Gehäuse weist
beispielsweise mehrere Gehäuseteile auf, die aneinander anliegen, jedoch nicht fest miteinander verbunden sind. Die Befestigung der Gehäuseteile aneinander wird erst durch die Wicklung hergestellt. Das Umwickeln kann in der
Schubdrahtwickeltechnik ohne größere mechanische Belastung des Gehäuses erfolgen. Somit können die Gehäuseteile beim Umwickeln aneinander anliegen ohne dass eine weitere
Befestigung der Gehäuseteile aneinander notwendig ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Herstellung des Bauelements.
Nach der Ausbildung von ein oder mehreren Wicklungen wird der Kern beispielsweise durch Verrasten mit einer Rastvorrichtung an einer Montagevorrichtung befestigt.
In der vorliegenden Offenbarung sind mehrere Aspekte einer Erfindung beschrieben. Alle Eigenschaften, die in Bezug auf das Bauelement und/oder das Verfahren offenbart sind, sind auch entsprechend in Bezug auf die jeweiligen anderen Aspekte offenbart und umgekehrt, auch wenn die jeweilige Eigenschaft nicht explizit im Kontext des jeweiligen Aspekts erwähnt wird .
Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1A und 1B eine Ausführungsform eines Bauelements in einer seitlichen Ansicht und in einer Aufsicht, Figur 2 eine weitere Ausführungsform eines Bauelements in einer Ansicht von schräg unten.
Vorzugsweise verweisen in den folgenden Figuren gleiche Bezugszeichen auf funktionell oder strukturell entsprechende Teile der verschiedenen Ausführungsformen.
Figur 1A zeigt ein induktives Bauelement 1 in einer
seitlichen Ansicht. Figur 1B zeigt das Bauelement 1 in einer Aufsicht .
Das Bauelement 1 weist eine Montagevorrichtung 3 auf. Die Montagevorrichtung 3 ist beispielsweise als Platte
ausgebildet. Insbesondere kann es sich um eine Rasterplatte aufweisend eine Vielzahl von Löchern handeln. Die
Montagevorrichtung 3 dient beispielsweise zur Positionierung und Fixierung von Teilen des Bauelements 1, wie z. B. von elektrischen Anschlüssen.
Das induktive Bauelement 1 kann als passives Bauelement eingesetzt werden und beispielsweise zur Dämpfung
elektromagnetischer Störungen dienen. Beispielsweise kann das induktive Bauelement 1 als Drossel, insbesondere als
stromkompensierte Drossel, eingesetzt werden. Das induktive Bauelement 1 kann beispielsweise auch als Transformator eingesetzt werden. Dabei kann es sich insbesondere um einen Übertrager zur Signalübertragung oder um einen
Leistungstransformator handeln.
Das induktive Bauelement 1 weist einen magnetischen Kern 4 auf. Insbesondere handelt es sich um einen Ferritkern. Der Kern 4 ist von einem Gehäuse 5 umgeben. Das Gehäuse 5 dient dabei zur Isolation des Kerns 4. Der Kern 4 kann daher vorzugsweise unbeschichtet ausgebildet sein. In diesem Fall hängt die Qualität des Bauelements 1 nicht von der Qualität einer Kernbeschichtung ab. Somit kann eine Eignung des
Bauelements 1 für hohe Nennspannungen, beispielsweise für 1000 V DC, sichergestellt werden. Der Kern 4 weist eine geschlossene Form auf. Insbesondere handelt es sich um eine Rechteckform. Das induktive Bauelement 1 weist zwei Wicklungen 6, 7 eines Drahtes um den Kern 4 auf. Die Wicklungen 6, 7 sind auf zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Kerns 4 angeordnet. Die Wicklungen 6, 7 weisen beispielsweise eine zylindrische Form, insbesondere die Form von Kreiszylindern auf. Der Draht ist beispielsweise als Flachdraht ausgebildet. Die Windungen der Wicklungen 6, 7 liegen beispielsweise eng aneinander an, so dass ein hoher Füllgrad erreicht wird.
Vorzugsweise werden die Wicklungen 6, 7 in Schubdrahtwickel- technik hergestellt. Diese Wickeltechnik wird später noch im Detail beschreiben.
Der mit den Wicklungen 6, 7 versehene Kern 4 ist liegend auf der Montagevorrichtung 3 angeordnet. Insbesondere verlaufen die Längsachsen der Wicklungen 6, 7 parallel zu einer
Oberseite der Montagevorrichtung 3. Die Längsachsen
entsprechen dabei gedachten Wickelachsen, um die die Drähte gewickelt sind. Das induktive Bauelement 1 weist Anschlusselemente 16, 17,
18, 19 zum elektrischen Anschluss des Bauelements 1 auf. Die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 sind beispielsweise durch Drahtenden der Wicklungen 6, 7 gebildet. Alternativ können die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 als separate Teile ausgebildet und an den Drahtenden befestigt sein. Die
Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 sind durch Löcher in der Montagevorrichtung 3 hindurchgeführt. Insbesondere sind die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 als PTH-Anschlüsse ausgebildet. Neben dem elektrischen Anschluss können die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 auch als Standbeine für das Bauelement 1 dienen. Der Kern 4 ist durch eine Rastvorrichtung 2 an der
Montagevorrichtung 3 befestigt. Die Rastvorrichtung 2 weist mehrere Rastelemente 8, 9, 10, 11 auf. Die Rastelemente 8, 9, 10, 11 sind an der Montagevorrichtung 3 fixiert. Die
Rastelemente 8, 9, 10, 11 sind als Rastarme ausgebildet, die von der Montagevorrichtung 3 nach oben wegführen und eine leichte Neigung nach innen aufweisen. Die Rastelemente 8, 9, 10, 11 greifen von außen am Kern 4 an.
Zur Befestigung des Kerns 4 an der Montagevorrichtung 3 wird der umwickelte Kern 4 gegen die Rastvorrichtung 2 auf die
Montagevorrichtung 3 aufgedrückt, so dass der umwickelte Kern 4 die Rastelemente 8, 9, 10, 11 nach außen drückt. In einer Endposition des umwickelten Kerns 4 schnappen die
Rastelemente 8, 9, 10, 11 nach innen ein und verrasten mit dem Kern 4.
Wie in Figur 1B zu sehen ist, weist das Gehäuse 5 Öffnungen 12, 13, 14, 15 auf, in die die Rastelemente 8, 9, 10, 11 eingreifen. Somit liegen die Rastelemente 8, 9, 10, 11 direkt am Kern 4 an . In anderen Ausführungsformen können die
Rastelemente 8, 9, 10, 11 auch am Gehäuse 5 oder an den
Wicklungen 6, 7 anliegen. In diesem Fall ist der Kern 4 nur mittelbar an der Montagevorrichtung 3 befestigt. Durch die Rastelemente 8, 9, 10, 11 ist der umwickelte Kern 4 klebefrei an der Montagevorrichtung 3 befestigt. Die
Rastelemente 8, 9, 10, 11 ermöglichen dabei eine rasche und einfache Montage. Insbesondere können aufwendige Fügeprozesse wie Heißverstemmen vermieden werden und es kann Aushärtezeit zur Aushärtung von Klebeverbindungen eingespart werden. Dies ermöglicht eine Einsparung manueller Arbeitsschritte und dadurch eine Reduzierung von Fertigungszeit und -kosten.
Das induktive Bauelement 1 ist somit durch die Durchführung der Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 durch Löcher in der Montagevorrichtung 3 in seiner Position teilweise festgelegt. Zusätzlich dazu wird die Position durch die Verrastung mit den Rastelementen 8, 9, 10, 11 bestimmt. Die separate
Fixierung der Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 und des Kerns
4 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Wicklungen 6, 7 nur locker am Gehäuse 5 sitzen. Dies kann insbesondere bei der Aufbringung der Wicklungen 6, 7 in der Schubdrahtwickel- technik der Fall sein.
Weiterhin kann auch das Gehäuse 5 eine klebefreie
Konstruktion aufweisen, die eine rasche Montage des Gehäuses
5 ermöglicht. Wie in Figur 1A zu sehen ist, weist das Gehäuse 5 ein erstes Gehäuseteil 20 und ein zweites Gehäuseteil 21 auf. Die Gehäuseteile 20, 21 sind beispielsweise formgleich ausgebildet. Insbesondere weist jedes Gehäuseteil 20, 21 die Form einer Halbschale auf. Die Gehäuseteile 20, 21 sind beispielsweise als dünne Kunststoffsteile ausgebildet. Dabei sollte sichergestellt sein, dass ausreichend lange Luft- und Kriechstrecken für hohe Nennspannungen, beispielsweise 1000 V DC, vorliegen.
Die Gehäuseteile 20, 21 liegen aneinander an und werden dabei lediglich durch die Wicklungen 6, 7 zusammengehalten. Die Wicklungen 6, 7 liegen beispielsweise formschlüssig an den Gehäuseteilen 20, 21 an. Eine derartige, klebefreie Montage des Gehäuses 5 lässt sich besonders gut mit der Schubdraht- wickeltechnik ausbilden, da beim Umwickeln der Gehäuseteile 20, 21 nur eine geringe mechanische Belastung der
Gehäuseteile 20, 21 auftritt. Das Bauelement 1 kann weitere klebefrei montierte
Komponenten, beispielsweise Isolationselemente, aufweisen. Beispielsweise ist zwischen den Wicklungen 6, 7 ein
Trennelement 22 angeordnet, das die Isolation der Wicklungen 6, 7 voneinander sicherstellt. Beispielsweise ist das
Trennelement 22 in Form eines Trennsteges ausgebildet. Das
Trennelement 22 kann als Bestandteil der Montagevorrichtung 3 ausgebildet sein oder an der Montagevorrichtung 3 befestigt sein. Insbesondere kann das Trennelement 22 durch weitere Rastelemente (nicht abgebildet) mit der Montagevorrichtung 3 verrastet sein. Alternativ kann das Trennelement 22 als Teil des Gehäuses 5 ausgebildet sein oder am Gehäuse 5,
beispielsweise durch Rastelemente, befestigt sein.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bauelements 1 in einer Ansicht von schräg unten.
Das Bauelement 1 unterscheidet sich von der in den Figuren 1A und 1B gezeigten Ausführungsform durch die Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse. Insbesondere sind die Anschlüsse hier zur SMD-Montage ausgebildet. Die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 sind dabei durch Löcher in der Montagevorrichtung 3 hindurchgeführt und an der Unterseite der
Montagevorrichtung 3 umgebogen. Das Bauelement 1 kann somit in Oberflächenmontage an einer Leiterplatte befestigt werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des
Bauelements 1 der Figuren 1A, 1B und 2 näher beschrieben. Die Wicklungen 6, 7 werden dabei in Schubdrahtwickeltechnik hergestellt. Dabei wird der Kern 4 in einen Aufnahmebereich einer Wickelvorrichtung eingelegt. Der Kern 4 kann
gehäusefrei ausgebildet sein. Alternativ ist der Kern 4 in einem Gehäuse 5 angeordnet. Beispielsweise weist das Gehäuse 5 mehrere separate Gehäuseteile 20, 21 auf. Die Gehäuseteile 20, 21 liegen dabei vorzugsweise lediglich aneinander an, aber weisen keine weitere Befestigung auf.
Es wird ein Draht in eine Führung der Wickelvorrichtung eingelegt und vorgeschoben. Die Führung weist beispielsweise einen geradlinigen Abschnitt und einen gekrümmten Abschnitt auf. Der Draht wird durch den geradlinigen Abschnitt
vorgeschoben und läuft dann gegen eine Wand des gekrümmten Abschnitts an, wodurch eine Biegung des Drahtes erzeugt wird. Die Wand des gekrümmten Abschnitts fungiert somit als
Biegungsgeber für den Draht. Durch weiteres Vorschieben des Drahtes wird der Draht um den Kern herumgeführt.
Zusätzlich zur Biegung des Drahtes in der Ebene wird eine Steigung des Drahtes aus der Ebene heraus erzeugt. Dazu weist die Führung beispielsweise eine entsprechende Steigung auf. Der Draht wird weiter vorgeschoben, so dass sich der Draht um den Kern schraubt, bis die gesamte Wicklung erzeugt ist. Eine weitere Wicklung kann gleichzeitig oder nach der Erzeugung der ersten Wicklung aufgebracht werden.
Die Wickelvorrichtung ist beispielsweise derart ausgebildet, dass der Draht während des Wickelvorgangs nicht mit dem
Gehäuse und/oder dem Kern in Berührung kommt. Alternativ kann der Draht formschlüssig um das Gehäuse oder den Kern
gewickelt werden. In diesem Fall können separate Gehäuseteile besonders stabil durch die Wicklungen zusammengehalten werden . In einem weiteren Verfahrensschritt werden zur Ausbildung von Anschlusselementen die Drahtenden aus der Grundform der
Wicklung herausgebogen. Hierzu weist die Wickelvorrichtung ein oder mehrere Umformelemente auf, die beispielsweise als Platten oder Finger ausgebildet wird. Ein Umformelement wird gegen das Drahtende gedrückt und biegt dieses dabei aus der Wicklung heraus. In einer alternativen Ausführungsform werden ein oder mehrere separate Anschlusselemente an den Drahtenden befestigt, beispielsweise angelötet.
Anschließend wird der umwickelte Kern 4 aus der
Wickelvorrichtung herausgenommen und an der Montagevorrichtung 3 befestigt. Dazu wird der mit den Wicklungen 6, 7 versehene Kern 4 auf die Montagevorrichtung 3 aufgesetzt, wobei die Anschlusselemente 16, 17, 18, 19 durch Löcher in der Montagevorrichtung 3 hindurchgeführt werden. Der mit den Wicklungen 6, 7 versehene Kern 4 verrastet beim Aufsetzen auf die Montagevorrichtung 3 mit einer Rastvorrichtung 2.
Ein Trennelement 22 zur Isolation der Wicklungen 6, 7
voneinander kann bereits bei der Ausbildung der Wicklungen 6, 7 am Gehäuse 5 angeordnet sein oder als Teil des Gehäuses 5 ausgebildet sein. Alternativ ist das Trennelement 22 am der Montagevorrichtung 3 befestigt oder als Teil der
Montagevorrichtung 3 ausgebildet. Alternativ kann das
Trennelement 22 nach dem Aufsetzen des Kerns 4 zwischen den Wicklungen 6, 7 angeordnet werden. Beispielsweise wird das Trennelement 22 aufgesetzt und mit dem Gehäuse 5 oder der Montagevorrichtung 3 verrastet. Bezugs zeichenliste
1 Bauelement
2 Rastvorrichtung 3 Montagevorrichtung
4 Kern
5 Gehäuse
6 Wicklung
7 Wicklung
8 Rastelement
9 Rastelement
10 Rastelement
11 Rastelement
12 Öffnung
13 Öffnung
14 Öffnung
15 Öffnung
16 Anschlusselement
17 Anschlusselement 18 Anschlusselement
19 Anschlusselement
20 erstes Gehäuseteil
21 zweites Gehäuseteil
22 Trennelement

Claims

Patentansprüche
1. Induktives Bauelement
mit wenigstens einer Wicklung (6, 7) eines Drahtes um einen magnetischen Kern (4) und aufweisend eine Montagevorrichtung (3), an der der Kern (4) durch Verrastung mit einer
Rastvorrichtung (2) befestigt ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1,
bei dem die Rastvorrichtung (2) direkt am Kern (4) angreift oder das ein Gehäuse (5) für den Kern (4) aufweist, wobei die Rastvorrichtung (2) am Gehäuse (5) angreift.
3. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein Gehäuse (5) für den Kern (4), bei dem das
Gehäuse (5) wenigstens eine Öffnung (12, 13, 14, 15)
aufweist, in die die Rastvorrichtung (2) eingreift.
4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Montagevorrichtung (3) Rastelemente (8, 9, 10, 11) aufweist, mit denen der umwickelte Kern (4) an der
Montagevorrichtung (4) befestigt ist.
5. Bauelement nach Anspruch 4,
bei dem die Rastelemente (8, 9, 10, 11) als Rastarme
ausgebildet sind.
6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wicklung (6, 7) locker auf dem Kern (4) oder einem Gehäuse (5) sitzt.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wicklung (6, 7) durch Vorschieben eines Drahtes entlang einer gekrümmten Wandung einer Wickelvorrichtung ausgebildet ist.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das wenigstens ein elektrisches Anschlusselement (16, 17, 18, 19) aufweist, wobei das Anschlusselement (16, 17, 18, 19) durch die Montagevorrichtung (3) hindurchgeführt ist.
9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Gehäuse (5) mit mehreren Gehäuseteilen (20, 21) aufweist, wobei die Gehäuseteile (20, 21) durch die Wicklung (6, 7) zusammengehalten sind.
10. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das wenigstens zwei Wicklungen (6, 7) aufweist, wobei zwischen den Wicklungen (6, 7) wenigstens ein Trennelement (22) angeordnet ist.
11. Bauelement nach Anspruch 10,
bei dem das Trennelement (22) klebefrei am Gehäuse (5) und/oder der Montagevorrichtung (3) befestigt ist.
12. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zur PTH-Montage oder zur SMD-Montage ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauelements, aufweisend die Schritte
A) Einlegen eines magnetischen Kerns (4) in eine
Wickelvorrichtung und Umwickeln des Kerns (4) mit einem Draht durch Vorschub des Drahtes entlang einer gekrümmten Wandung der Wickelvorrichtung, so dass eine Wicklung (6, 7) eines Drahtes um den Kern (4) gebildet wird, B) Klebefreie Montage einer Komponente am Kern (4) vor oder nach Durchführung von Schritt A) .
14. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei die Komponente als Montagevorrichtung (3) zur
Positionierung des Kerns (4), als Gehäuse (5) für den Kern (4) oder als Trennelement zweier Wicklungen (6, 7) um den Kern (4) ausgebildet ist.
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