Title:
Anordnung mit induktivem Übertrager
Kind Code:
A1


Abstract:

Anordnung mit induktivem Übertrager, wobei zumindest eine Wicklung des Übertragers, insbesondere Sekundärwicklung und/oder Primärwicklung, um einen Mittelschenkel eines Spulenkerns geführt ist,
wobei als Wicklung Leiterbahnen einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte fungieren,
wobei die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte mehrlagig ausgeführt ist,
wobei die zweite Leiterplatte parallel zur ersten Leiterplatte ausgerichtet ist,
wobei zumindest eine Leiterbahn der zweiten Leiterplatte mit zumindest einer Leiterbahn der zweiten Leiterplatte elektrisch verbunden, ist, insbesondere lötverbunden ist.




Inventors:
Kollar, Hans Jürgen (76646, Bruchsal, DE)
Marahrens, Klaus (76337, Waldbronn, DE)
Bennerscheidt, Ralf (76131, Karlsruhe, DE)
Application Number:
DE102016008013A
Publication Date:
01/04/2018
Filing Date:
07/04/2016
Assignee:
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG, 76646 (DE)
International Classes:



Claims:
1. Anordnung mit induktivem Übertrager, wobei zumindest eine Wicklung des Übertragers, insbesondere Sekundärwicklung und/oder Primärwicklung, um einen Mittelschenkel eines Spulenkerns geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Wicklung Leiterbahnen einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte fungieren,
wobei die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte mehrlagig ausgeführt ist,
wobei die zweite Leiterplatte parallel zur ersten Leiterplatte ausgerichtet ist,
wobei zumindest eine Leiterbahn der zweiten Leiterplatte mit zumindest einer Leiterbahn der zweiten Leiterplatte elektrisch verbunden, ist, insbesondere lötverbunden ist.

2. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte auf die erste Leiterplatte aufgelegt ist.

3. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Spulenkern zwei weitere Schenkel aufweist, die vom Mittelschenkel beabstandet sind,
wobei die beiden weitere Schenkel und der Mittelschenkel mit einem jeweiligen Joch verbunden sind.

4. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Spulenkern zweistückig oder mehrstückig ausgeführt ist,
insbesondere wobei der Spulenkern aus einem ersten und einem zweiten Spulenkernteil zusammengesetzt ist, wobei jedes Spulenkernteil E-förmig ausgeführt ist,
insbesondere wobei die Mittelschenkel der Spulenkernteile aneinander anliegen und/oder die jeweiligen äußeren Schenkel der Spulenkernteile aneinander anliegen.

5. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte jeweils zumindest eine durchgehende Ausnehmung aufweist, durch welche der Mittelschenkel des Spulenkerns hindurchragt,
insbesondere wobei die Ausnehmung der ersten Leiterplatte und die Ausnehmung der zweiten Leiterplatte in Flucht liegen.

6. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den äußeren Eckbereichen der E-förmigen Spulenkernteile Vertiefungen ausgeformt sind,
insbesondere wobei die Tiefe der jeweiligen Vertiefung mit abnehmendem Abstand zum äußeren Rand des Spulenkernteils zunimmt und dann wieder abnimmt, insbesondere also ein lokales Maximum aufweist.

7. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an insbesondere vier Eckbereichen der zweiten Leiterplatte Metallflächen aufgebracht sind,
insbesondere so dass die zweite Leiterplatte als SMD-Bauteil fungiert,
wobei die Metallflächen mit jeweiligen Abschnitten der Leiterbahnen der ersten Leiterplatte lötverbunden sind.

8. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern von einem Federblech fixiert ist, insbesondere angedrückt an einen Kühlkörper.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit induktivem Übertrager.

Es ist allgemein bekannt, dass ein induktiver Übertrager eine Primärwicklung und eine induktiv gekoppelte Sekundärwicklung aufweist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Übertrager möglichst einfach herstellbar und kompakt weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anordnung mit induktivem Übertrager sind, dass zumindest eine Wicklung des Übertragers, insbesondere Sekundärwicklung und/oder Primärwicklung, um einen Mittelschenkel eines Spulenkerns geführt ist,
wobei als Wicklung Leiterbahnen einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte fungieren,
wobei die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte mehrlagig ausgeführt ist,
wobei die zweite Leiterplatte parallel zur ersten Leiterplatte ausgerichtet ist,
wobei zumindest eine Leiterbahn der zweiten Leiterplatte mit zumindest einer Leiterbahn der zweiten Leiterplatte elektrisch verbunden, ist, insbesondere lötverbunden ist.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die beiden aneinander anliegenden Leiterplatte eine sehr kompakte Ausführung des Übertragers erreichbar ist. Dabei weist jede der Leiterplatten eine Flachwicklung auf, wobei die Leiterbahnen als Wicklung fungieren und entsprechend ausgeformt und ausgebildet sind. Durch die Verwendung von Leiterplatte ist die Herstellung außerdem sehr einfach.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Leiterplatte auf die erste Leiterplatte aufgelegt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verbindung mit SMD Technik herstellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spulenkern zwei weitere Schenkel auf, die vom Mittelschenkel beabstandet sind,
wobei die beiden weitere Schenkel und der Mittelschenkel mit einem jeweiligen Joch verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist und eine kompakte Ausführung. Denn der magnetische Rückschluss über das Joch und die äußeren Schenkel in einfacher Weise erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenkern zweistückig oder mehrstückig ausgeführt,
insbesondere wobei der Spulenkern aus einem ersten und einem zweiten Spulenkernteil zusammengesetzt ist, wobei jedes Spulenkernteil E-förmig ausgeführt ist,
insbesondere wobei die Mittelschenkel der Spulenkernteile aneinander anliegen und/oder die jeweiligen äußeren Schenkel der Spulenkernteile aneinander anliegen. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte jeweils zumindest eine durchgehende Ausnehmung auf, durch welche der Mittelschenkel des Spulenkerns hindurchragt,
insbesondere wobei die Ausnehmung der ersten Leiterplatte und die Ausnehmung der zweiten Leiterplatte in Flucht liegen. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte einfache Herstellung erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den äußeren Eckbereichen der E-förmigen Spulenkernteile Vertiefungen ausgeformt,
insbesondere wobei die Tiefe der jeweiligen Vertiefung mit abnehmendem Abstand zum äußeren Rand des Spulenkernteils zunimmt und dann wieder abnimmt, insbesondere also ein lokales Maximum aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Griffigkeit bei der Fertigung erreichbar ist. Außerdem ist ein Federblech in der Vertiefung andrückbar, so dass der Zusammenhalt des Spulenkerns gewährleistbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an insbesondere vier Eckbereichen der zweiten Leiterplatte Metallflächen aufgebracht,
insbesondere so dass die zweite Leiterplatte als SMD-Bauteil fungiert,
wobei die Metallflächen mit jeweiligen Abschnitten der Leiterbahnen der ersten Leiterplatte lötverbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass bei der Herstellung auf den Abschnitten Lötpaste aufbringbar ist und dann die zweite Leiterplatte derart positioniert auf die erste Leiterplatte auflegbar ist, dass die Metallflächen die jeweilige Lötpaste berühren. Danach wird die Anordnung durch ein Lötbad gefahren, also die Lötpaste derart erhitzt, dass der jeweilige Abschnitt und die ihn berührende Metallfläche jeweils lötverbunden sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenkern von einem Federblech fixiert, insbesondere angedrückt an einen Kühlkörper. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher Zusammenhalt des Spulenkerns und eine gute Wärmeabfuhr an den Kühlkörper bewirkbar ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung mit induktivem Übertrager in Schrägansicht gezeigt.

Dabei weist eine mehrlagig ausgeführte Leiterplatte 1 Leiterbahnen auf, welche als Wicklungen, insbesondere Primärwicklung oder Sekundärwicklung, eines induktiven Übertragers fungieren.

Der induktive Übertrager weist einen Spulenkern auf, der aus einem ersten Spulenkernteil 3 und einem zweiten Spulenkernteil 4 gebildet ist. Beide Spulenkernteile (3, 4) sind aus Ferrit gefertigt.

Das erste Spulenkernteil 3 ist E-förmig ausgeführt. Somit weist das erste Spulenkernteil 3 ein Joch auf, an welchem drei voneinander beabstandete Schenkelbereiche hervorstehen.

Das zweite Spulenkernteil 4 ist wiederum E-förmig geformt. Somit weist das zweite Spulenkernteil 4 ebenfalls ein Joch auf, an welchem drei voneinander beabstandete Schenkelbereiche hervorstehen.

Die Leiterplatte 1 weist entsprechende Ausnehmungen auf, so dass die Schenkelbereiche durch die Ausnehmungen jeweils hindurchgeführt sind und somit die Leiterplattenebene durchdringen. Die Schenkelbereiche sind also parallel zur Normalenrichtung der Leiterplattenebene der Leiterplatte 1 ausgerichtet.

An ihrem vom Joch des zweiten Spulenkernteils 4 abgewandten Endbereich berührt der das zweite Spulenkernteil 4 die entsprechenden Endbereiche der Schenkelbereiche des ersten Spulenkernteils 3.

Somit ist aus den beiden Spulenkernteilen (3, 4) ein gesamter Spulenkern gebildet, um dessen Mittelschenkel herum die Primärwicklung und/oder Sekundärwicklung des induktiven Übertragers geführt sind. Die Rückführung des so im Mittelschenkel sich befindenden Magnetfeldes wird über die beiden Außenschenkel des Spulenkerns ausgeführt.

Zur Erhöhung der Windungszahl ist auf der Leiterplatte 1 eine zweite Leiterplatte 2 angeordnet, die ebenfalls mehrlagig ausgeführt ist.

Leiterbahnen oder Metallflächen 6 der zweiten Leiterplatte 2 sind lötverbunden, insbesondere mittels SMD-Technik, mit Leiterbahnen 5.

Da die zweite Leiterplatte 2 parallel zur ersten Leiterplatte 1 angeordnet und auf dieser aufgelegt ist, ist das Lötverbinden in einem Lötbad in einfacher Weise ausführbar. Außerdem ist der zusätzliche Platzbedarf für die zweite Leiterplatte 2 gering.

Die zweite Leiterplatte 2 weist ebenfalls eine Ausnehmung auf, durch welche der Mittelschenkel des Spulenkerns durchragt. Die beiden Außenschenkel sind außerhalb des äußeren Randes der zweiten Leiterplatte 2 angeordnet.

Vorzugsweise ist das erste Spulenkernteil 3 mit dem zweiten Spulenkernteil 4 klebeverbunden oder klipsverbunden.

Die erste Leiterplatte 1 weist außerdem einen Einsteckbereich 7 auf, der als in der Leiterplattenebene angeordneter, hervor ragender Bereich ausgebildet ist. Dieser an der ersten Leiterplatte 1 ausgeformte Bereich ist zum Einstecken in einen Schlitz einer anderen Leiterplatte vorgesehen, die senkrecht zur ersten Leiterplatte 1 ausgerichtet ist, insbesondere wobei die Leiterplattenebene der weiteren Leiterplatte senkrecht zur Leiterplattenebene der ersten Leiterplatte 1 ausgerichtet ist.

Parallel zu dem Einsteckbereich 7 ist an der ersten Leiterplatte 1 ein Zapfen 8 ausgeformt. Dieser Zapfen 8 ragt ebenfalls hervor und ist in eine entsprechende Ausnehmung der weiteren Leiterplatte einführbar. Der Zapfen 8 ist beabstandet vom Einsteckbereich 7, insbesondere aber in Verlängerung der Erstreckungsrichtung, insbesondere also in der Richtung der längsten Ausdehnung des Einsteckbereichs 7, angeordnet.

Auf diese Weise ist beim Einstecken ein kraftschlüssiges Verbinden der ersten Leiterplatte 1 mit der weiteren Leiterplatte erreichbar. Denn beim zunehmendem Einstecken ist ein abnehmender Abstand zwischen Zapfen 8 und Einsteckbereich 7 realisierbar und auf diese Weise ein elastisches Verformen ermöglicht.

Die Wandstärke der ersten leiterplatte 1 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Wandstärke der zweiten Leiterplatte 2.

Die Länge des Mittelschenkels des gesamten Spulenkerns überschreitet die Summe der beiden Wandstärken der ersten und zweiten Leiterplatte (1, 2), insbesondere nur geringfügig Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Wandstärken der ersten Leiterplatte 1 und zweiten Leiterplatte 2 um weniger als den Faktor 2.

Bezugszeichenliste

1
Leiterplatte, insbesondere mehrlagige Leiterplatte
2
zweite Leiterplatte, insbesondere mehrlagige Leiterplatte
3
erster Spulenkern
4
zweiter Spulenkern
5
Leiterbahn
6
Metallfläche
7
Einsteckbereich
8
Zapfen