DE102010028325A1

DE102010028325A1 - Induktionsbauteil

Info

Publication number: DE102010028325A1
Application number: DE102010028325A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gerfer
Original assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-03
Also published as: EP2383755B1; PL2383755T3; CN102237180B; EP2383755A1; US20110267163A1; CN102237180A; KR20110120243A; RU2011115985A; RU2569498C2; IL212235A0; JP2011233871A; MX2011004388A; IL212235A; US8674801B2; BRPI1101734A2; AU2011201441B2; KR101757480B1; ES2534761T3; CA2737021C; AU2011201441A1

Abstract

Ein Bauelement zur Bildung eines Induktionsbauteils enthält einen Spulenkörper mit einem Kern und zwei an den jeweiligen axialen Enden des Kerns ausgebildeten radial vorspringenden Flanschen, von denen der eine Flansch zur Befestigung an einer Leiterplatte ausgebildet ist und größer ist als der andere Flansch. Der Spulenkörper ist an seiner Außenseite von einem Schirmring umgeben, der auf dem größeren der beiden Flansche aufsitzt. Hierzu hat der Schirmring an der unteren Stirnkante eine nach innen gerichtete Stufe, deren einer Schenkel eine Auflagefläche zur Auflage auf der Innenseite des Flanschs bildet. Der andere Schenkel bildet eine Anlagefläche zur Anlage an dem Außenrand des Flanschs. Die Stufe läuft vorzugsweise um den gesamten Umfang des Schirmrings herum. Dadurch wird ein zwischen dem oberen Flansch und der Innenseite des Schirmrings gebildeter Luftspalt in seiner Größe und Position festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Induktionsbauteil beziehungsweise einen Körper zur Herstellung eines solchen Induktionsbauteils.
Induktionsbauteile werden in der Elektronik häufig benötigt. Sie enthalten einen Ferritkern und mindestens eine um den Ferritkern gewickelte Spule. Die Anordnung wird dann von einer äußeren Abschirmung umgeben. Die Induktionsbauteile sind so ausgebildet, dass sie auf einer Leiterplatte befestigt werden können, wobei bei der Befestigung gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
Bei einem bekannten Induktionsbauteil dieser Art ( US 6847280 ) ist ein zweiteiliges Gehäuse vorgesehen, dass sowohl die Abschirmung als auch den Kern für die Spule aufweist. Durch seitliche Öffnungen werden die Enden des die Spule bildenden Drahtes herausgeführt.
Ebenfalls bekannt ist eine Induktorkomponente, bei der ein Spulenkern mit zwei Flanschen von einer Abschirmung umgeben ist, wobei zwischen dem Rand der gleichgroßen Flansche und dem Schirmring ein Zwischenring aus Isoliermaterial angeordnet ist ( DE 10212930 ).
Nun gibt es auch Induktionsbauteile, bei denen zur Einhaltung bestimmter elektrischer Eigenschaften ein Luftspalt innerhalb des magnetischen Kreises vorhanden ist. Da dieser Luftspalt eine Auswirkung auf die elektrischen Eigenschaften des Induktionsbauteils hat, muss dafür gesorgt werden, dass der Luftspalt immer die korrekte Größe aufweist. Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, ein Induktionsbauteil mit einem Spulenkörper und einer Abschirmung in einem Kunststoffgehäuse anzuordnen, und in dem Kunststoffgehäuse Ausrichtmittel unterzubringen, die sowohl den Spulenkörper als auch die Abschirmung gegenüber den Kunststoffgehäuse ausrichten und damit auch eine gegenseitige Positionierung zwischen dem Spulenkörper und der Abschirmung bewirken ( DE 10 2007 063 170 ).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur Gewährleistung der korrekten Größe eines Luftspalts bei einen Induktionsbauteil zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Induktionsbauteil mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das von der Erfindung vorgeschlagene Induktionsbauteil enthält also einen Spulenkörper und einen diesen umgebenden der Abschirmung dienenden Schirmring. Der Spulenkörper seinerseits enthält einen üblicherweise aber nicht notwendigerweise zylindrischen Kern, um den herum die Spule gewickelt wird. An mindestens einem axialen Ende ist ein Flansch ausgebildet, der eine dem Spulenkern zugewandte Innenseite und eine gegenüberliegende Außenseite aufweist. Dieser Flansch begrenzt den Raum, in dem die Spule angeordnet ist. Der Schirmring, der an mindestens einer Stelle gegenüber dem Spulenkörper einen Luftspalt begrenzt, ist nun gegenüber dem Flansch mithilfe von Positioniermitteln so positioniert, dass der Luftspalt die vorgesehene Größe und Anordnung aufweist. Die Positioniermittel wirken dabei direktzwischen dem Schirmring und dem Flansch. Ein zusätzliches Kunststoffgehäuse ist für diese Positionierung beziehungsweise Zentrierung des Schirmrings nicht mehr erforderlich.
Die Positioniermittel zwischen dem Schirmring und dem ihm zugeordneten Flansch können durch aufeinander abgestimmte geometrische Gestaltung des Schirmrings und/oder des Flanschs verwirklicht werden. Da es sich bei beiden Gegenständen um metallische oder metallähnliche Materialien handelt, wird von der Erfindung vorgeschlagen, die geometrische Gestaltung möglichst einfach zu gestalten.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schirmring an seiner dem Flansch zugewandten Stirnkante eine innere Stufe aufweist, deren einer Schenkel eine Anlagefläche zur Auflage auf dem Flansch bildet. Der andere Schenkel der inneren Stufe kann dann eine Anlagefläche zur Anlage an der Randkante des Flanschs bilden. Dadurch bildet diese Stufe, die auf die Größe des Flanschs abgestimmt ist, ein Positioniermittel, das den Schirmring zentriert und positioniert, so dass damit der Luftspalt zwischen dem Spulenkörper und dem Schirmring die korrekte Größe und Anordnung erhält.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Spulenkörper zwei mit Abstand an dem Spulenkern ausgebildete Flansche aufweist, und dass der Luftspalt zwischen der Randkante des einen Flanschs und der inneren Wandfläche des Schirmrings gebildet ist.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Stufe an der Stirnkante des Schirmrings über den gesamten Umfang des Schirmrings vorgesehen ist. Dadurch wird der Schirmring gegen Verschieben in alle Richtungen gesichert.
Um den Schirmring auch gegenüber einem Verdrehen zu sichern und damit zu positionieren, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Flansch, dem gegenüber die Positioniermittel wirksam sind, eine von einem Kreis abweichende Außenkontur aufweist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Außenkontur des Flanschs die Form eines Kreises mit zwei parallelen geradlinigen Abflachungen aufweist.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass bei dem Vorhandensein von zwei Flanschen die Positioniermittel zwischen dem Schirmring und dem Flansch bei dem Flansch vorgesehen sind, der zur Befestigung des Induktionsbauteils an der Leiterplatte dient. Dieser Flansch ist in radialer Richtung auch größer als der gegenüberliegende Flansch.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
1 die Seitenansicht eines Induktionsbauteils nach der Erfindung;
2 einen Schnitt längs Linie II-II in 1;
3 eine vergrößerte Einzelansicht eines Teils aus 2;
4 eine Ansicht des Induktionsbauteils von unten;
5 eine perspektivische Ansicht des Induktionsbauteils von unten;
6 eine perspektivische Ansicht des Induktionsbauteils von oben;
7 einen der 2 entsprechenden Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Induktionsbauteils nach der Erfindung.
Das in 1 in Seitenansicht dargestellten Induktionsbauteil enthält einen Flansch 1, dessen Unterseite 2 zur Anbringung in SMT auf einer Leiterplatte ausgebildet und bestimmt ist. Oberhalb des Flanschs 1 ist die Abschirmung 3 zu sehen, die allerdings, wie sich im Folgenden noch zeigen wird, den Rand des Flanschs 1 zum Teil abdeckt.
Die 2, auf die jetzt Bezug genommen wird, zeigt einen Querschnitt durch das dargestellte Bauteil längs Linie II-II in 1. Das Bauteil enthält einen Spulenkörper 4, der seinerseits einen Spulenkern 5 enthält. Dieser Spulenkern 5 ist zylindrisch und weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. An dem axial unteren Ende des Spulenkerns 5 ist der bereits erwähnte Flansch 1 ausgebildet, der eine ebene Innenfläche 6 und die Unterseite 2 aufweist. Dieser Flansch begrenzt den Raum, der für eine Spule zur Verfügung steht. An dem gegenüberliegenden Ende enthält der Spulenkörper 4 einen zweiten Flansch 7, der in radialer Richtung weniger weit ragt als der untere Flansch 1. Auf den unteren Flansch 1 ist der Schirmring 3 aufgesetzt, dessen obere Stirnkante 8 in einer Ebene mit der Oberseite 9 des oberen Flanschs 7 liegt. Zwischen dem Rand des oberen Flanschs 7 und der Innenseite 10 des Schirmrings 3 ist ein Luftspalt 11 gebildet. Dieser Luftspalt läuft um den gesamten Umfang herum durchgehend.
Der untere Flansch 1, dessen Unterseite 2 zur Befestigung mit einer Leiterplatte ausgebildet ist, enthält ein durchgehendes Loch 12, das unmittelbar an den Außenumfang des Spulenkerns 5 anschließt. Es dient dazu, das Ende des die Spule bildenden Drahtes durchzustecken, damit es auf der Unterseite verlötet werden kann.
Wie man der 2 schon entnehmen kann, ruht der Schirmring 3 auf der Innenseite 6 des unteren Flanschs 1 auf. Dies geht deutlicher aus der 3 hervor. Der Schirmring 3 weist an seiner unteren Stirnkante 13 eine nach innen gerichtete Stufe 14 auf. Diese Stufe weist einen parallel zur Stirnkante 13 verlaufenden ersten Schenkel 15 und einen senkrecht dazu verlaufenden parallel zur Außenseite verlaufenden zweiten Schenkel 16 auf. Mit dem ersten Schenkel 15 der Stufe 14 liegt der Schirmring 3 auf der Innenseite 6 des unteren Flanschs 1 auf. Der zweite Schenkel 16 liegt an dem Außenrand 17 des unteren Flanschs 1 an. In 3 ist der Abstand zwischen dem Außenrand 17 und dem Schenkel 16 vergrößert gezeichnet, um das Zusammenwirken deutlicher darzustellen.
Da die Stufe 14 rings um den gesamten Umfang des Schirmrings 3 herum läuft, ist damit die Verschiebung des Schirmrings 3 gegenüber dem unteren Flansch 1 in alle Richtungen verhindert.
Nun zu 4, die das Induktionsbauteil von der Unterseite her zeigt. Die Unterseite 2 ist in drei Bereiche aufgeteilt, nämlich zwei äußere Bereiche mit einer leitenden Beschichtung und einen mittleren Bereich zwischen den beiden beschichteten Bereichen 18, der frei von Beschichtung bleibt. Die Außenkontur 17 dieses unteren Flanschs 1 weist die Form zweier Kreisbögen auf, die durch zwei geradlinige parallel zueinander verlaufende Abschnitte miteinander verbunden sind. Durch diese von einer Kreisform abweichende Form wird auch eine Verdrehung des Schirmrings 3 gegenüber dem Flansch 1 verhindert.
Die Stirnkante 13 des Schirmrings 3 umgibt die Außenkontur 17 des unteren Flanschs 1 ringsum.
Die perspektivische Ansicht der 5 zeigt das Induktionsbauteil von unten. Auch hier ist zu sehen, dass die untere Stirnkante 13 des Schirmrings 3 den Flansch 1 überall umgibt.
Die 6 zeigt nun in perspektivischer Darstellung das Induktionsbauteil von oben. Hier ist der zwischen dem Flansch 7 und dem Schirmring 3 gebildete Luftspalt 11 zu sehen. Um die korrekte Einhaltung dieses Luftspalts 11 geht es bei der vorliegenden Erfindung.
Nun zu der abgeänderten Ausführungsform nach 7. Hier ist ein Spulenkörper 24 dargestellt, bei dem der Spulenkörperkern 25 nur an seinem unteren axialen Ende einen Flansch 11 aufweist, während er im oberen Bereich ohne einen Flansch endet. Dafür weist der Schirmring 23 im Bereich seiner oberen Stirnkante 8 einen nach innen gerichteten ringsum laufenden Schenkel 27 auf. Zwischen der Innenkante dieses Schenkels 27 und der Außenseite des Spulenkörperkerns 25 wird ebenfalls ein Luftspalt 21 gebildet, der in der gleichen Weise in seiner korrekten Größe und Position eingehalten wird wie bei der vorhergehenden Ausführungsform. Auch hierzu dienen die zwischen dem unteren Flansch 1 und dem Schirmring 23 durch die Stufe 14 gebildeten Positioniermittel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6847280 [0003]
DE 10212930 [0004]
DE 102007063170 [0005]

Claims

Induktionsbauteil, mit 1.1 einem Spulenkörper (4, 24), der 1.2 einen Spulenkern (5, 25) zur Aufnahme der Spule und 1.3 mindestens einen radial über den zylindrischen Spulenkern (5, 25) vorspringenden insbesondere plattenförmigen Flansch (1, 7) aufweist, 1.4 einem den Spulenkern (5, 25) mit Abstand umgebenden Schirmring (3), der 1.5 mit dem Spulenkern (5, 25) an mindestens einer Stelle einen Luftspalt (11, 21) bildet, sowie mit 1.6 zwischen dem Flansch (1) und dem Schirmring (3) wirkenden Positioniermitteln zur Gewährleistung der korrekten Größe des Luftspalts (11, 21).
Induktionsbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Schirmring (3) an seiner dem Flansch (1) zugewandten Stirnkante (13) eine innere Schulter (14) aufweist, deren einer Schenkel (15) eine Anlagefläche zur Auflage auf dem Flansch (1) und deren anderer Schenkel (16) eine Anlagefläche zur Anlage an der Randkante (17) des Flanschs (1) bildet.
Induktionsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Spulenkörper (4) zwei mit Abstand an dem Spulenkern (5) angeordneten Flansche (1, 7) aufweist und ein Luftspalt (11) zwischen der Randkante des einen Flanschs (7) und der Innenseite (10) des Schirmrings (3) gebildet ist.
Induktionsbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außenkontur (17) des Flanschs und die Innenkontur des Schirmrings (3) von einer Kreisform abweichen.
Induktionsbauteil nach Anspruch 3 oder 4, bei dem bei zwei Flanschen (1, 7) die Positioniermittel zwischen dem Schirmring (3) und dem der Leiterplatte zugeordneten und zur Befestigung dienenden Flansch (1) vorgesehen sind.