Title:
Induktives Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils
Kind Code:
B4


Abstract:

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.
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Inventors:
Voges, Steffen (74653, Künzelsau, DE)
Roider, Florian (71717, Beilstein, DE)
Kappler, Marius (74747, Ravenstein, DE)
Application Number:
DE102017200466A
Publication Date:
07/12/2018
Filing Date:
01/12/2017
Assignee:
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG, 74638 (DE)



Foreign References:
200301166712003-06-26
JPS57166017A1982-10-13
JPH11329868A1999-11-30
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner mbB, 70174, Stuttgart, DE
Claims:
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, wobei der Verbindungsabschnitt (4) zum wenigstens teilweises Umwickeln mit wenigstens einem Wicklungsdraht (5, 5a, 5b) vorgesehen ist, und mit wenigstens zwei Anschlussstiften (6, 6a, 6b), wobei der erste Flanschabschnitt (2) wenigstens zwei Durchgangsöffnungen (11) zur Aufnahme jeweils eines der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) aufweist, wobei der Anschlussstift (6) einen Kopf (15) und einen Schaft (16) aufweist, wobei der Durchmesser des Kopfs (15) größer als der Durchmesser des Schafts (16) ist und eine dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandte Oberfläche des Kopfs (15) bündig mit einer dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts (2) abschließt oder der Kopf (15) über eine dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts (2) hinausragt.

Induktives Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wicklungsende (14) des Wicklungsdrahtes (5) auf einer dem zweiten Flanschabschnitt (3) abgewandten Seite des ersten Flanschabschnitts (2) um einen der Anschlussstifte (6) gewickelt ist.

Induktives Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (11) an einem dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Ende einen Bereich mit einem vergrößerten Querschnitt (13) aufweist.

Induktives Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstift (6, 6a, 6b) in einem Bereich des Kopfs (15) einen Querschnitt aufweist, der passend zur Durchgangsöffnung (11) gestaltet ist.

Induktives Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (1) wenigstens zweiteilig ausgebildet ist.

Induktives Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (1) einen T-Kern (7) und eine Bodenplatte (8) aufweist, wobei der T-Kern (7) aus dem zweiten Flanschabschnitt (3) und dem Verbindungsabschnitt (4) gebildet ist und die Bodenplatte (8) aus dem ersten Flanschabschnitt (2) gebildet ist.

Induktives Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der T-Kern (7) wenigstens eine Stufe (9) und/oder die Bodenplatte (8) wenigstens eine Ausnehmung (10) aufweisen.

Induktives Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der T-Kern (7) und die Bodenplatte (8) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Einsetzen der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) in die Durchgangsöffnungen (11) des ersten Flanschabschnitts (2) von einer dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Seite, wobei ein Einsetzen der Anschlussstifte (6, 6a, 6b), so dass eine dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandte Oberfläche des Kopfs (15) bündig mit der dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts (2) abschließt, oder durch ein Einsetzen der Anschlussstifte (6, 6a, 6b), so dass der Kopf (15) über die dem zweiten Flanschabschnitt (3) zugewandte Oberfläche des ersten Flanschabschnitts (2) hinausragt.

Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Verkleben der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) mit dem ersten Flanschabschnitt (2).

Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der Ansprüche 9 bis 10, gekennzeichnet durch Ausrichten des T-Kerns (7) zur Bodenplatte (8) und Verbinden des T-Kerns (7) mit der Bodenplatte (8).

Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Verkleben des T-Kerns (7) mit der Bodenplatte (8).

Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch wenigstens abschnittsweises Umwickeln des Verbindungsabschnitts (4) mit dem Wicklungsdraht (5, 5a, 5b) sowie abschnittsweises Umwickeln der Anschlussstifte (6, 6a, 6b) mit den Wicklungsenden (14, 14a, 14b) des Wicklungsdrahtes (5, 5a, 5b).

Description:

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 JP S57-166 017 A bekannt. Das induktive Bauteil weist einen Spulenkörper auf, der aus einem ersten scheibenförmigen Flanschabschnitt, einem zweiten scheibenförmigen Flanschabschnitt sowie einem zwischen dem ersten Flanschabschnitt und dem zweiten Flanschabschnitt angeordneten Verbindungsabschnitt besteht. Der Verbindungsabschnitt weist einen, gegenüber den Flanschabschnitten, verringerten Querschnitt auf. Außerdem ist der Verbindungsabschnitt zum wenigstens teilweisen Umwickeln mit wenigstens einem Wicklungsdraht vorgesehen. Die scheibenförmigen Flanschabschnitte weisen axiale Durchgangsöffnungen für Anschlussstifte auf.

Aus der US 2003/0 116 671 A1 ist ein induktives Bauteil bekannt, das aus einem zweiteiligen Spulenkörper und zwei Anschlussstiften besteht. Der Spulenkörper setzt sich aus einem ersten und einem zweiten Flanschabschnitt zusammen. Der erste Flanschabschnitt weist einen scheibenförmigen Abschnitt mit einem Verbindungsabschnitt, dessen Querschnitt gegenüber dem scheibenförmigen Abschnitt verringert ist, auf. Der zweite Flanschabschnitt ist über eine Aussparung mit dem ersten Flanschabschnitt verbindbar und weist weitere Aussparungen für Anschlussstifte auf.

Weiterhin ist ein induktives Bauteil aus der JP H11-329 868 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.

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils von schräg oben,
  • 2 das in 1 gezeigte induktive Bauteil in einer Vorderansicht,
  • 3 den in 2 gezeigte T-Kern mit der Bodenplatte und den Anschlussstiften in einer Längsschnittansicht,
  • 4 die in 3 gezeigte Bodenplatte in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
  • 5 die in 4 gezeigte Bodenplatte mit zwei Anschlussstiften in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
  • 6 die in 5 gezeigte Bodenplatte mit den Anschlussstiften sowie dem T-Kern in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten,
  • 7a bis 7e 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 in 8a gezeigten induktiven Bauteils mit einer Schirmung,
  • 9a bis 9c Draufsichten verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bodenplatten und
  • Fig. 10a bis 10d Längsschnittansichten verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Bodenplatten.

Ein erfindungsgemäßes induktives Bauteil weist gemäß 1 einen Spulenkörper 1 auf, 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 umfasst. Der Verbindungsabschnitt 4 ist teilweise von einem Wicklungsdraht 5 umgeben. Das induktive Bauteil weist zwei Anschlussstifte 6 zur Verbindung des Spulenkörpers 1 mit einer nicht dargestellten Leiterbahn einer Leiterplatte auf, die in nur teilweise erkennbaren Durchgangsöffnungen 11 im ersten Flanschabschnitt 2 eingesetzt sind. Von den zwei Anschlussstiften 6 und den zwei Durchgangsöffnungen 11 sind in 1 nur ein Anschlussstift 6 und eine Durchgangsöffnung 11 erkennbar. Ein zweiter Anschlussstift 6 und eine zweite Durchgangsöffnung 11 sind in einem von dem Verbindungsabschnitt 4 verdeckten Bereich des ersten Flanschabschnitts 2 angeordnet.

Die Flanschabschnitte 2, 3 und der Verbindungsabschnitt 4 sind bei den gezeigten Ausführungsformen rotationssymmetrisch zu einer Mittellängsachse A ausgebildet und die Durchgangsöffnungen 11 und die Anschlussstifte 6 sind parallel zur Mittellängsachse A ausgerichtet.

In 2 ist links und rechts der Mittellängsachse A jeweils ein Anschlussstift 6 erkennbar, wobei die beiden Anschlussstifte 6 parallel zur Mittellängsachse A angeordnet sind. Am in 2 oberen Ende des induktiven Bauteils ist der zweite Flanschabschnitt 3 angeordnet, unterhalb welchem sich der Verbindungsabschnitt 4 anschließt. Unter dem Verbindungsabschnitt 4 ist der erste Flanschbereich 2 angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 4 ist teilweise mit dem Wicklungsdraht 5 in zwei Lagen umwickelt. Der Wicklungsdraht 5 verläuft ausgehend vom Verbindungsabschnitt 4 in zwei gegenüberliegenden Bereichen des ersten Flanschabschnitts 2 im Wesentlichen parallel zur Mittellängsachse A am Umfang des ersten Flanschabschnitts 2. Jeweils ein Wicklungsende 14 des Wicklungsdrahtes 5 ist unterhalb des ersten Flanschabschnitts 2 um einen Anschlussstift 6 gewickelt. Dadurch sind die Wicklungsenden 14 elektrisch mit den Anschlussstiften verbunden und die Anschlussstifte können gleichzeitig mechanisch fixiert werden.

3 zeigt eine Schnittansicht des Spulenkörpers 1 in einem Zustand bevor der Wicklungsdraht 5 aufgebracht wird. Der erste Flanschabschnitt 2 dabei eine einstückige Bodenplatte 8 und der zweite Flanschabschnitt 3 bildet mit dem Verbindungsabschnitt 4 einen einstückigen T-Kern 7. Die Anschlussstifte 6 weisen jeweils einen Kopf 15 und einen zylindrischen Schaft 16 auf. Ein Durchmesser des Kopfs 15 ist jeweils größer als ein Durchmesser des Schafts 16. Der erste Flanschabschnitt 2 weist die zwei Durchgangsöffnungen 11 zur Aufnahme der Anschlussstifte 6 auf. Die Schäfte 16 der Anschlussstifte 6 ragen an einer dem zweiten Flanschabschnitt 3 entgegengesetzten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts 2 über diese hinaus. In diesem Bereich kann jeder Schaft 16 von Wicklungsenden 14, beziehungsweise Wicklungsende und Wicklungsanfang des Wicklungsdrahtes 5 umwickelt sein, siehe 2. Diese Bereiche der Schäfte 16 dienen zudem zum Anschluss an die nicht dargestellte Platine oder Leiterplatte. Die Anschlussstifte 6 sind durch die Durchgangsöffnungen 11 durchgesteckt. Jede Durchgangsöffnung 11 ist als eine Stufenbohrung mit zwei unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern ausgeführt. Jeder Anschlussstift 6 weist einen Querschnitt auf, der passend zur Durchgangsöffnung 11, also zur Stufenbohrung, gestaltet ist. Die Schäfte sind dabei passend zum kleineren Querschnitt und die Köpfe 15 der Anschlussstifte 6 sind dabei passend zu den größeren Querschnitten 13 der Durchgangsöffnungen 11 geformt und schließen bündig mit einer dem zweiten Flanschabschnitt 3 zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts 2 ab.

Der T-Kern 7 weist ein Ende 9 des Verbindungsabschnitts 4 auf und die Bodenplatte 8 weist eine zum Ende 9 passende Ausnehmung 10 auf. Der erste Flanschabschnitt 2 weist die Ausnehmung 10 auf, die zylindrisch ausgebildet ist. Das Ende 9 ist in einem dem ersten Flanschabschnitt 2 zugewandten Bereich des Verbindungsabschnitts 4 passend zu der Ausnehmung 10 der Bodenplatte 8 geformt. In einem unteren Bereich des T-Kerns 7 bzw. des Verbindungsabschnitts 4 ist der Verbindungsabschnitt 4 in einem verbundenen Zustand von T-Kern 7 und Bodenplatte 8 von dem ersten Flanschabschnitt 2 umgeben.

4 zeigt die Bodenplatte 8 mit der Ausnehmung 10. Die Ausnehmung 10 ist als ein kreiszylindrisches, nicht durchgängiges Sackloch ausgeführt und zentrisch in der Bodenplatte 8 angeordnet. Die Bodenplatte 8 weist zudem die Durchgangsöffnungen 11 auf, die sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Sacklochs befinden. In einem oberen Bereich der Betrachtungsebene der 4 ist ein vergrößerter Querschnitt 13 der Durchgangsöffnung 11 zu erkennen. Die Durchgangsöffnung 11 und der vergrößerte Querschnitt 13 bilden eine Stufenbohrung.

5 zeigt die in 4 dargestellte Bodenplatte 8 mit in die Durchgangsöffnungen 11 eingesteckten Anschlussstiften 6. Die Schäfte 16 der Anschlussstifte 6 sind passend zu einem kleineren Querschnitt der Durchgangsöffnungen 11 ausgebildet, die Köpfe 15 der Anschlussstifte 6 sind passend zu den größeren Querschnitten 13 der Durchgangsöffnungen 11 ausgebildet. Die Oberseiten der Köpfe 15 sind geringfügig unterhalb der Oberseite des ersten Flanschabschnitts 2 angeordnet.

6 zeigt die in 5 gezeigte Bodenplatte 8 mit den Anschlussstiften 6 und dem aufgesetzten T-Kern 7.

In den 7a bis 7e sind verschiedene Ausführungsformen des T-Kerns 7 und der Bodenplatte 8 dargestellt. 7a zeigt einen T-Kern 7, der in einem unteren, der Bodenplatte 8 zugewandten Bereich ein stufenförmiges Ende 9 aufweist, das als ein zylindrischen Zapfen geformt ist. Die Bodenplatte 8 weist eine auf einer dem T-Kern 7 zugewandten Seite passende Ausnehmung 10 in Form eines Sacklochs auf.

In 7b ist ein T-Kern 7 dargestellt, der ein Ende 9 in Form eines zweifach abgesetzten Zapfens aufweist. Der Verbindungsabschnitt 4 weist in seinen unteren, der Bodenplatte 8 zugewandten Bereich einen zweistufigen Zapfen auf. Die Bodenplatte 8 weist eine entsprechende Ausnehmung 10 mit zwei unterschiedlichen Querschnitten auf. Die Ausnehmung 10 der Bodenplatte 8 ist als Sackloch ausgeführt.

7c zeigt einen T-Kern 7, der in seinem unteren, der Bodenplatte 8 zugewandten Bereich ein Ende 9 in Form eines Zapfens aufweist, der in einem der Bodenplatte 8 zugewandten Bereich eine Fase aufweist. Die Bodenplatte 8 weist eine entsprechende Ausnehmung 10 mit einer Fase auf. Die Ausnehmung 10 ist als Sackloch ausgeführt.

In 7d ist ein T-Kern 7 gezeigt, der ein Ende 9 in Form eines zylindrischen Zapfens aufweist. Die Bodenplatte 8 weist eine als Durchgangsöffnung gestaltete Ausnehmung auf.

In 7e ist ein T-Kern 7 mit eine Ende 9 in Form eines mehrstufigen Zapfens gezeigt. Die Bodenplatte 8 weist eine dazu passende Ausnehmung 10 auf, die zwei verschiedene Querschnitte aufweist und als Durchgangsöffnung gestaltet ist.

8a zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktives Bauteils mit zwei Wicklungsdrähten 5a, 5b sowie vier Anschlussstiften 6a, 6b, von denen lediglich drei Anschlussstifte 6a, 6b sichtbar sind. In einer Betrachtungsebene der 8a sind links und rechts der Mittellängsachse A die beiden von den Wicklungsenden 14a umwickelten Anschlussstifte 6a gezeigt. Die Wicklungsenden 14a sind Teil des Wicklungsdrahts 5a. Ein dritter Anschlussstift 6b ist sichtbar, der einen vierten Anschlussstift verdeckt. Der dritte Anschlussstift 6b ist von einem Wicklungsende 14b des Wicklungsdrahts 5b umwickelt. Die Wicklungsdrähte 5a, 5b sind räumlich und elektrisch voneinander getrennt, beispielsweise dadurch, dass die Wicklungsdrähte 5a, 5b lackiert sind. Alle Anschlussstifte 6a, 6b sind auf demselben Radius um die Mittellängsachse A angeordnet.

In 8b ist das in 8a dargestellte induktive Bauteil gezeigt, das zusätzlich eine Schirmung 17 in Form einer Metallhülse aufweist, welche die Wicklungsenden 14a, 14b und die Wicklungsdrähte 5a, 5b im Verbindungsabschnitt umgibt.

Die 9a bis 9c zeigen verschieden Ausführungsformen von Bodenplatten 8 für erfindungsgemäße induktive Bauteile, die jeweils die Ausnehmung 10 für den Verbindungsabschnitt und die beiden Durchgangsöffnungen 11 für die Anschlussstifte aufweisen.

9a zeigt eine Bodenplatte 8 mit rechteckiger Außenkontur und kreisrunder Ausnehmung 10 sowie die beiden Durchgangsöffnungen 11, die auf demselben Radius konzentrisch zur Ausnehmung 10 angeordnet sind.

9b zeigt eine rechteckige Bodenplatte 8 mit kreisrunder Ausnehmung 10 sowie die beiden Durchgangsöffnungen 11, die auf demselben Radius konzentrisch zur Ausnehmung 10 angeordnet sind. Zusätzliche Ausnehmungen 18 erstrecken sich von einem Rand derBodenplatte 8 aus nach innen. In den Ausnehmungen 18 kann beispielsweise ein Abschnitt des Wicklungsdrahts 5, 5a, 5b verlegt werden.

9c zeigt eine kreisrunde Bodenplatte 8 mit kreisrunder Ausnehmung 10 und den Durchgangsöffnungen 11, die auf demselben Radius konzentrisch zur Ausnehmung 10 angeordnet sind, sowie Ausnehmungen 18, die sich von einem Rand der Bodenplatte 8 nach innen erstrecken und in welchen beispielsweise ein Abschnitt des Wicklungsdrahts 5, 5a, 5b verlegt werden kann.

In 10a ist die Bodenplatte 8 gezeigt, die einfache, zylindrische Durchgangsbohrungen 11 aufweist. Die Köpfe 15 der Anschlussstifte 6 liegen mit einer Unterseite auf einer Oberseite des ersten Flanschabschnitts 2 auf und stehen mit ihrer gesamten Höhe über die Oberfläche des ersten Flanschabschnitts 2 über. Die Köpfe 15 können dadurch in einfacher Weise mittels Greifern gegriffen werden.

Die 10b zeigt die Bodenplatte 8 mit den größeren Querschnitten 13 der Durchgangsbohrungen 11, die dadurch Stufenbohrungen bilden. Die Köpfe 15 der Anschlussstifte 6 sind teilweise in die Oberseite des ersten Flanschabschnitts 2 versenkt.

In 10c ist die Bodenplatte 8 mit konisch verjüngten größeren Querschnitten 13 der Durchgangsöffnungen 11 dargestellt, die dadurch angesenkte Bohrungen bilden. Die Köpfe 15 der Anschlussstifte weisen ebenso konisch verjüngte Bereiche auf. Die Köpfe 15 schließen bündig mit der Oberfläche der Bodenplatte 8 ab.

10d zeigt die Bodenplatte 8 mit Durchgangsöffnungen 11, die in einem oberen Bereich größere Querschnitte 13 mit jeweils einem Innenradius aufweisen. Die Köpfe 15 der Anschlussstifte 6 weisen einen passenden Außenradius zu dem Innenradius auf. Die Köpfe 15 sind teilweise in die Bodenplatte 8 eingesenkt und stehen teilweise über die Bodenplatte 8 über.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils werden die Anschlussstifte 6 gemäß 5 in die Durchgangsöffnungen 11 des ersten Flanschabschnitts 2 von einer dem zweiten Flanschabschnitt 3 zugewandten Seite gemäß 4 eingesetzt. Dabei können auch relativ lange Anschlussstifte eingesetzt werden, deren Schaftlänge ein Vielfaches einer Höhe des Verbindungsabschnitts 4 beträgt, da ein Einsetzen von relativ langen Anschlussstiften 6 nicht durch den zweiten Flanschabschnitt 3 behindert wird.

Das Einsetzen der Anschlussstifte 6 erfolgt so, dass eine dem zweiten Flanschabschnitt 3 zugewandte Oberfläche des Kopfs 15 gemäß Fig. 5 bündig mit der dem zweiten Flanschabschnitt 3 zugewandten Oberfläche des ersten Flanschabschnitts 2 abschließt oder leicht unterhalb dieser Oberfläche angeordnet ist.

Anschließend erfolgt ein Verkleben der Anschlussstifte 6 mit dem ersten Flanschabschnitt 2, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlussstiften 6 und dem ersten Flanschabschnitt 2 zu schaffen und ein Verrutschen der Anschlussstifte 6 zu verhindern.

Danach wird der T-Kern 7 zur Bodenplatte 8 gemäß 3 ausgerichtet und der T-Kern 7 wird mit der Bodenplatte 8 verbunden. Beim Einsetzen des T-Kerns 7 in die Bodenplatte 8 wird das Ende 9 der T-Kerns 7 von der Ausnehmung 10 der Bodenplatte 8 zentriert und ausgerichtet. Zudem dient die Ausnehmung 10 der Bodenplatte 8 das Ende 9 des T-Kerns 7 als Anschlag.

Anschließend erfolgt ein Verkleben des T-Kerns 7 mit der Bodenplatte 8, um eine vibrationsfeste stoffschlüssige Verbindung zwischen dem T-Kern 7 und der Bodenplatte 8 zu schaffen.

Im Anschluss erfolgt gemäß 2 ein Umwickeln des Verbindungsabschnitts 4 mit dem Wicklungsdraht 5 und ein abschnittsweises Umwickeln der Anschlussstifte 6 mit jeweils einem Wicklungsende 14 des Wicklungsdrahtes 5. Somit ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Wicklungsdraht 5 und den Anschlussstiften 6 geschaffen. Zudem wird ein axiales Verrutschen der Anschlussstifte 6 verhindert. Die Wicklungsenden 14 können erforderlichenfalls noch mit den Anschlussstiften 6 verlötet oder verschweißt werden. Das induktive Bauteil ist dann fertiggestellt und kann mittels der Anschlussstifte 6 elektrisch und mechanisch mit einer Leiterplatte verbunden werden.