Ein induktives Bauteil mit einem Spulenkörper (1), der einen ersten scheibenförmigen Flanschabschnitt (2), einen zweiten scheibenförmigen Flanschabschnitt (3) sowie einen zwischen dem ersten Flanschabschnitt (2) und dem zweiten Flanschabschnitt (3) angeordneten Verbindungsabschnitt (4) mit einem gegenüber den Flanschabschnitten (2, 3) verringerten Querschnitt aufweist, mit wenigstens einem Wicklungsdraht (5, 5a, 5b), der den Verbindungsabschnitt (4) wenigstens teilweise umgibt, und mit wenigstens zwei Anschlussstiften (6, 6a, 6b) zur Verbindung des Spulenkörpers (1) mit einer Leiterplatte ist bekannt.
Erfindungsgemäß weist der erste Flanschabschnitt (2) wenigstens zwei Durchgangsöffnungen (11) zur Aufnahme der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) auf.
Einsatz in elektrischen Schaltungen.
Roider, Florian (71717, Beilstein, DE)
Kappler, Marius (74747, Ravenstein, DE)
| 20030116671 | 2003-06-26 | |||
| JPS57166017A | 1982-10-13 |
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach einem der
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach einem der
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach
Induktives Bauteil nach
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einsetzen der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) in die Durchgangsöffnungen (11) des ersten Flanschabschnitts (2) von einer dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Seite.
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach
Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der
Die Erfindung betrifft ein induktives Bauteil mit einem Spulenkörper, der einen ersten scheibenförmigen Flanschabschnitt, einen zweiten scheibenförmigen Flanschabschnitt sowie einen zwischen dem ersten Flanschabschnitt und dem zweiten Flanschabschnitt angeordneten Verbindungsabschnitt mit einem gegenüber den Flanschabschnitten verringerten Querschnitt aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt zum wenigstens teilweisen Umwickeln mit wenigstens einem Wicklungsdraht vorgesehen ist und mit wenigstens zwei Anschlussstiften.
Ein derartiges induktives Bauteil ist aus der JPH 11-329868 A bekannt. Das bekannte induktive Bauteil weist zwei Anschlussstifte und einen Spulenkörper auf, der zwei kreisscheibenförmige Flanschabschnitte, die jeweils aus zwei halbkreisscheibenförmigen Scheibenabschnitten zusammengesetzt sind, und einen zwischen den Flanschabschnitten angeordneten zylindrischen Verbindungsabschnitt auf. Die halbkreisscheibenförmigen Scheibenabschnitte weisen axiale Aussparungen auf. In einem zusammengesetzten Zustand der halbkreisscheibenförmigen Scheibenabschnitte bilden die axialen Aussparungen Öffnungen für die Anschlussstifte.
Weiterhin ist aus der JPH 11-251150 A ein zweiteiliger Spulenkörper bekannt, bei welchem ein erster Flanschabschnitt mit einem Verbindungsabschnitt einen T-Kern bildet und ein zweiter Flanschabschnitt eine Bodenplatte bildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein induktives Bauteil zu schaffen, das einfacher herstellbar und mechanisch höher belastbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein induktives Bauteil induktives Bauteil mit einem Spulenkörper, der einen ersten scheibenförmigen Flanschabschnitt, einen zweiten scheibenförmigen Flanschabschnitt sowie einen zwischen dem ersten Flanschabschnitt und dem zweiten Flanschabschnitt angeordneten Verbindungsabschnitt mit einem gegenüber den Flanschabschnitten verringerten Querschnitt aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt zum wenigstens teilweisen Umwickeln mit wenigstens einem Wicklungsdraht vorgesehen ist, der den Verbindungsabschnitt wenigstens teilweise umgibt, und mit wenigstens zwei Anschlussstiften gelöst, bei dem der erste Flanschabschnitt wenigstens zwei Durchgangsöffnungen zur Aufnahme jeweils eines der Anschlussstifte aufweist.
Die Durchgangsöffnungen können parallel zu einer Längsmittelachse des Spulenkörpers ausgerichtet sein. Die Durchgangsöffnungen weisen einen geschlossenen Umfang auf und können, unabhängig von der Art und Weise der Herstellung, auch als Durchgangsbohrungen bezeichnet werden. Die Durchgangsöffnungen sind also keine Ausnehmungen, die sich bis zum Rand des ersten Flanschabschnitts erstrecken. Vorteilhaft sind die Anschlussstifte somit über eine gesamte Dicke des ersten Flanschabschnitts von dem Material des ersten Flanschabschnitts umgeben, was die Gefahr eines Ab- oder Ausbrechens der Anschlussstifte wesentlich verringert. Durch ein Durchstecken des Anschlussstiftes durch den ersten Flanschabschnitt wird eine Verschiebung des Anschlussstiftes relativ zum Flanschabschnitt verhindert, da der Anschlussstift in der gesamten Durchgangsöffnung mit dem Material des Flanschabschnitts verbunden werden kann. Die Anschlussstifte werden zum elektrischen und/oder mechanischen Verbinden des Spulenkörpers mit einer Leiterplatte in Öffnungen der Leitungsplatte eingesteckt und dort verlötet oder verschweißt. Schwere und/oder große induktive Bauteile können sicherer auf Leiterplatten befestigt werden und Spannungen, die durch Vibrationen, Temperaturänderungen oder Stoßbelastungen eingebracht werden, führen seltener zu einem Abreißen oder Lockern des induktiven Bauteils auf der Leiterplatte. Vorteilhaft können somit induktive Bauteile auf einer Leiterplatte besser gegen ein Lösen durch mechanische Belastung, Vibration oder thermische Spannungen gesichert werden. Der Spulenkörper kann im Übrigen mit mehr als einem Wicklungsdrahtversehen werden, so dass vorteilhaft mehrere räumlich voneinander getrennte, aus den Wicklungsdrähten gewickelte Wicklungen den Verbindungsabschnitt abschnittsweise umgeben. Somit kann das induktive Bauteil mit mehreren separaten Spannungen beaufschlagt werden. Das induktive Bauteil kann mehr als zwei Anschlussstifte aufweisen, um das Bauteil beispielsweise mit mehreren Spannungen zu versorgen. Der Spulenkörper kann vorteilhaft aus einer Ferritkeramik bestehen, bspw. Mangan-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit. Somit ist eine Temperaturbeständigkeit des Spulenkörpers gegeben und dieser wird bei einem Auflöten oder Aufschweißen auf Leiterbahnen einer Leiterplatte nicht beschädigt. Weiterhin kann das induktive Bauteil eine Schirmung aufweisen, um Störungen zu minimieren. Die Flanschabschnitte können eine Kreisscheibenform aufweisen oder auch wesentlich davon abweichen und bspw. rechteckig sein. Der erste Flanschabschnitt kann Ausnehmungen aufweisen, die sich von einem Rand des Flanschabschnitts nach innen erstrecken. In den Ausnehmungen kann der Wicklungsdraht verlegt sein.
In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Wicklungsende des Wicklungsdrahtes auf einer dem zweiten Flanschabschnitt abgewandten Seite des ersten Flanschabschnitts um einen der Anschlussstifte gewickelt.
Vorteilhaft ergibt sich dadurch neben einer elektrischen Verbindung von Anschlussstiften und Wicklungsdraht zusätzlich eine verbesserte Verbindung zwischen dem ersten Flanschabschnitt, den Verbindungsabschnitt und den Anschlussstifte, da diese von dem Wicklungsdraht abschnittsweise umgeben und somit fixiert sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Anschlussstift einen Kopf und einen Schaft auf, wobei der Durchmesser des Kopfs größer ist als der Durchmesser des Schafts.
Der größere Durchmesser des Kopfs kann stufig abgesetzt oder als Fase ausgestaltet sein. Auch eine Ausgestaltung mit einem Übergangsradius ist möglich, ebenso wie eine mehrstufige Ausgestaltung des Kopfes. In einem an dem ersten Flanschabschnitt montierten Zustand kann der Kopf mit einer dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Oberfläche überstehen, teilweise in den unteren Flanschabschnitt eingesenkt sein oder bündig mit diesem abschließen. Vorteilhaft bildet eine Unterseite des Kopfs einen Anschlag, da der Kopf in einem an dem ersten Flanschabschnitt montierten Zustand an einer dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Seite des ersten Flanschabschnitts anliegt. Dies erleichtert die Herstellung des induktiven Bauteils, indem der Anschlussstift mittels des Anschlags exakt positioniert werden kann. Zudem kann der größere Durchmesser eine axiale Sicherung bilden, da der Anschlussstift wegen des größeren Durchmessers des Kopfs nur in einer Richtung aus dem ersten Flanschabschnitt entnommen werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung schließt eine dem zweiten Flanschabschnitt zugewandte Oberfläche des Kopfs mit einer dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts bündig ab.
Die Oberseite des Kopfs ist also bündig an dem ersten Flanschabschnitt angeordnet. Mit anderen Worten fluchten die Oberseite des Kopfes und die dem zweiten Flanschabschnitt zugewandte Oberseite des ersten Flanschabschnitts. Vorteilhaft werden damit Schmutzanlagerungen vermieden und der gesamte Bereich zwischen den Flanschabschnitten kann für die Anordnung von Wicklungsdraht verwendet werden. Zudem kann durch ein Versenken des Kopfs in den ersten Flanschabschnitt eine Zentrierung des Anschlussstifts während eines Herstellvorgangs erfolgen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Durchgangsöffnung an einem dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Ende einen Bereich mit einem vergrößerten Querschnitt auf.
Der vergrößerte Querschnitt der Durchgangsöffnung ist passend zum größeren Durchmesser des Kopfs ausgestaltet, so dass sich in einem montierten Zustand des ersten Flanschbereichs und des Anschlussstiftes eine Spielpassung, eine Übergangspassung oder eine Übermaßpassung ergibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Anschlussstift in einem Bereich des Kopfs einen Querschnitt auf, der passend zur Durchgangsöffnung gestaltet ist.
Der Querschnitt kann passend zum größeren Durchmesser der Durchgangsöffnung stufig abgesetzt oder als Fase ausgestaltet sein. Auch eine Ausgestaltung mit einem Radius ist möglich, ebenso wie eine mehrstufige Ausgestaltung des Querschnitts. Vorteilhaft ergibt sich dadurch eine konstruktiv vorgegebene Positionierung des Anschlussstifts zum ersten Flanschabschnitt. Bei einer Ausgestaltung als Fase oder Radius kann der Querschnitt im Bereich des Kopfes während einer Montage vorteilhaft den Anschlussstift zum ersten Flanschabschnitt ausrichten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ragt der Kopf über eine dem zweiten Flanschabschnitt zugewandte Oberfläche des ersten Flanschabschnitts hinaus.
Der aus dem ersten Flanschabschnitt herausragende Kopf kann als Anschlag für den Anschlussstift wirken. Somit wird auch ein Verlust des Anschlussstiftes in Richtung der dem zweiten Flanschabschnitt abgewandten Seite verhindert. Zudem wird die Herstellung des zweiten Anschlussflansches vereinfacht, da keine Ausnehmung für den Kopf hergestellt werden muss. Ein herausragender Bereich des Schafts des Anschlussstiftes auf einer der dem zweiten Flanschabschnitt abgewandten Seite bildet das Verbindungselement zu einer Leiterplatte, auf die das induktive Bauteil entweder aufgesteckt, aufgelötet oder aufgeschweißt sein kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Spulenkörper wenigstens zweiteilig ausgebildet.
Vorteilhaft ist durch eine Zweiteilung des Spulenkörpers ein Durchstecken langer Anschlussstifte durch den ersten Flanschabschnitt möglich. Bei einteilig ausgebildeten Spulenkörpern ist ein Einsetzen von Anschlussstiften ab einer gewissen Länge der Schäfte, die dann größer ist als der Abstand zwischen den beiden Flanschabschnitten des Spulenkörpers, nicht ohne eine Deformation der Anschlussstifte möglich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Spulenkörper einen T-Kern und eine Bodenplatte auf, wobei der T-Kern aus dem zweiten Flanschabschnitt und dem Verbindungsabschnitt und die Bodenplatte aus dem ersten Flanschabschnitt gebildet ist.
Der T-Kern kann zudem mehrteilig ausgeführt sein. Vorteilhaft können somit die Durchgangsöffnungen der Bodenplatte während eines Montageprozesses des Spulenkörpers mit den Anschlussstiften bestückt werden, ohne dass der Verbindungsabschnitt oder der zweite Flanschabschnitt den Montageablauf behindert. Dies erleichtert eine Fertigung des Spulenkörpers. Vorteilhaft können der T-Kern und die Bodenplatte ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, um eine Einbringung von thermisch induzierten Spannungen während der Herstellung, während eines Umwickelns mit dem Wickeldraht oder während eines Verlötens mit einer Leiterbahn zu vermeiden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der T-Kern wenigstens eine Stufe auf und/oder die Bodenplatte weist wenigstens eine Ausnehmung auf.
Vorteilhaft kann die Stufe bei einer Montage des Spulenkörpers als Führung dienen sowie eine formschlüssige Verbindung in eine Axialrichtung bewirken. Die Stufe kann ein Absatz, ein Radius oder eine Fase sein. Auch mehrere Stufen an dem T-Kern und/oder der Bodenplatte sind möglich. Die Stufe kann an einer durch den ersten Flanschabschnitt durchgehenden Durchgangsöffnung in der Bodenplatte oder an einem Sackloch in der Bodenplatte vorgesehen sein. Als Ausnehmung ist jede zu der Stufe passende Ausformung zu verstehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen der T-Kern und die Bodenplatte aus unterschiedlichen Materialien.
Die Bodenplatte kann aus einem NiZn-Ferrit, einem Kunststoff oder einem gesinterten Eisenpulver oder Eisenlegierungspulver bestehen. Der T-Kern kann aus einem NiZn-Ferrit, einem MnZn-Ferrit, einem Kunststoff oder einem Eisenpulver oder einen Eisenlegierungspulver bestehen. Vorteilhaft werden Materialien gepaart, die ähnliche oder gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Weiterhin kann die Bodenplatte aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen und der T-Kern aus einem elektrisch leitenden Material. Durch eine geeignete Materialauswahl kann eine optimale Anpassung von elektrischen Eigenschaften des induktiven Bauteils an einen jeweiligen Einsatzbereich erzielt werden.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils, bei welchem die Anschlussstifte in die Durchgangsöffnungen des ersten Flanschabschnitts von einer dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Seite eingesetzt werden.
Die Anschlussstifte können dadurch in einfacher Weise eingesetzt und gleichzeitig fixiert werden. In einem Zustand, in dem der T-Kern und die Bodenplatte nicht miteinander verbunden sind, können auch Anschlussstifte, deren Länge eine Länge des Verbindungsabschnitts überschreitet, ohne Deformation in die Durchgangsöffnungen des ersten Flanschabschnitts eingesetzt werden. Da die Anschlussstifte den ersten Flanschabschnitt in einer Axialrichtung des induktiven Bauteils durchgehend durchsetzen, ist eine stabile Fixierung der Anschlussstifte gegeben. Zudem wird die Gefahr eines Ausbrechens der Anschlussstifte minimiert. Die Schäfte der Anschlussstifte ragen nach dem Einsetzen in die Durchgangsöffnungen von der dem zweiten Flanschabschnitt abgewandten Seite des ersten Flanschabschnitts ab und können dann mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte verbunden werden.
In Ausgestaltung des Verfahrens werden die Anschlussstifte eingesetzt, so dass eine dem zweiten Flanschabschnitt zugewandte Oberfläche des Kopfs bündig mit der dem zweiten Flanschabschnitt zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts abschließt.
Vorteilhaft stehen keine Bereiche der Köpfe über die Oberfläche des Flanschabschnitts über, mit anderen Worten fluchten die Oberseite des Kopfes und die Oberseite des ersten Flanschabschnitts oder die Oberseite des Kopfes ist versenkt angeordnet. Schmutzansammlungen in diesem Bereich werden dadurch minimiert und der vollständige Bereich zwischen den Flanschabschnitten kann zur Unterbringung einer Wicklung verwendet werden.
In Ausgestaltung des Verfahrens werden die Anschlussstifte eingesetzt, so dass der Kopf über die dem zweiten Flanschabschnitt zugewandte Oberfläche des ersten Flanschabschnitts hinausragt.
Ein überstehender Bereich des Kopfes kann sich bei einer automatisierten Fertigung vorteilhaft auswirken, wenn bei dem Einsetzen der Anschlussstifte eine Angriffsfläche nötig ist, an der Greifer angreifen können. Weiterhin vorteilhaft ist, dass bei einem überstehenden Kopf keine Ausnehmung für den Kopf hergestellt werden muss, so dass ausschließlich eine einfache, zylindrische Durchgangsöffnung für den Schaft hergestellt werden muss.
In Ausgestaltung des Verfahrens werden die Anschlussstifte mit dem ersten Flanschabschnitt verklebt.
Durch eine zusätzliche Verklebung der Anschlussstifte mit dem ersten Flanschabschnitt wird eine mechanische Belastbarkeit des induktiven Bauteils weiter erhöht. Die Anschlussstifte können somit nicht angeregt durch Vibrationen oder Stöße in einer Axialrichtung des Spulenkörpers verschoben werden.
In Ausgestaltung des Verfahrens wird der T-Kern zur Bodenplatte ausgerichtet und der T-Kern mit der Bodenplatte verbunden.
Durch eine separate Herstellung der Bodenplatte und des T-Kerns entfällt eine aufwändige Herstellung des Verbindungsabschnitts, der gemäß dem Stand der Technik häufig durch spanende Verfahren wie bspw. Fräsen hergestellt wird.
Weiterhin vorteilhaft kann somit eine konstruktiv vordefinierte Ausrichtung des T-Kerns zur Bodenplatte eingestellt werden.
In Ausgestaltung des Verfahrens wird der T-Kern mit der Bodenplatte verklebt.
Durch ein Verkleben des T-Kerns mit der Bodenplatte, die beide aus einem Material mit einem ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt sein können, wird eine besonders belastbare Verbindung geschaffen, da T-Kern und Bodenplatte sich bei einer Erwärmung gleichermaßen ausdehnen und somit mechanische Spannungen des induktiven Bauteils verhindert werden können. Weiterhin können mittels Verkleben zwei Materialien miteinander verbunden werden, die nicht miteinander verschweißbar sind, bspw. Kunststoffe und Ferrite. Somit kann die Bodenplatte elektrisch isolierend sein und der T-Kern elektrisch leitend, wodurch eine Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Anschlussstiften minimiert ist.
In Ausgestaltung des Verfahrens wird der Verbindungsabschnitt wenigstens teilweise mit dem Wicklungsdraht umwickelt und die Anschlussstifte werden abschnittsweise mit den Wicklungsenden des Wicklungsdrahtes umwickelt.
Mit einer Umwicklung der Anschlussstifte mit dem Wicklungsdraht und dem vergrößerten Durchmesser des Kopfs ergibt sich vorteilhaft eine axiale Verschiebesicherung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der beschriebenen oder gezeigten Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils von schräg oben,2 das in1 gezeigte induktive Bauteil in einer Vorderansicht,3 den in2 gezeigte T-Kern mit der Bodenplatte und den Anschlussstiften in einer Längsschnittansicht,4 die in3 gezeigte Bodenplatte in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,5 die in4 gezeigte Bodenplatte mit zwei Anschlussstiften in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,6 die in5 gezeigte Bodenplatte mit den Anschlussstiften sowie dem T-Kern in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten,7a bis7e Vorderansichten verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsformen eines Spulenkörpers,8a eine Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines induktiven Bauteils mit zwei Wicklungsdrähten und vier Anschlussstiften,8b eine Vorderansicht des in8a gezeigten induktiven Bauteils mit einer Schirmung,9a bis9c Draufsichten verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bodenplatten und- Fig. 10a bis 10d Längsschnittansichten verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bodenplatten.
Ein erfindungsgemäßes induktives Bauteil weist gemäß
Die Flanschabschnitte
In
Der T-Kern 7 weist ein Ende
In den
In
In
In
In
Die
In
Die
In
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils werden die Anschlussstifte
Das Einsetzen der Anschlussstifte
Anschließend erfolgt ein Verkleben der Anschlussstifte
Danach wird der T-Kern 7 zur Bodenplatte
Anschließend erfolgt ein Verkleben des T-Kerns 7 mit der Bodenplatte
Im Anschluss erfolgt gemäß