DE102017217990A1

DE102017217990A1 - Vorrichtung zur Führung magnetischer Feldlinien eines Spulensystems sowie Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE102017217990A1
Application number: DE102017217990.2A
Authority: DE
Inventors: Detlef Helm; Josef Krammer; Tobias Müller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-04-11

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (2) zur Führung magnetischer Feldlinien (F) eines zum Laden eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges ausgebildeten Spulensystems mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Sekundärspule (16) angegeben, wobei zur Führung der Feldlinien (F) ein Feldführungselement (4) vorgesehen ist. Das Feldführungselement (4) weist Pulverpartikel (8) aus einem ferromagnetischen Material auf, die in oder auf einer Trägerstruktur (6) verteilt sind, die zumindest teilweise aus Kunststoff besteht. Es wird zudem ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung (2) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung magnetischer Feldlinien eines Spulensystems mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 18.
Eine derartige Vorrichtung sowie Verfahren sind aus der DE 10 2013 226 830 A1 zu entnehmen.
Zum Laden einer Batterie eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges ist heutzutage neben einem Laden mittels eines Ladekabels auch ein kabelloses Laden durch elektromagnetische Induktion möglich. Unter elektromotorisch angetriebenem Kraftfahrzeug wird allgemein ein (Personen-)Kraftwagen verstanden, welcher einen Elektromotor als Fahrantrieb aufweist entweder in Form eines hybriden Antriebs (Elektromotor und Verbrennungsmotor), oder in Form eines reinen elektromotorischen Antriebs (Elektromotor).
Beim induktiven Laden wird von einer Primärspule ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Die Primärspule ist beispielsweise im Boden eines Parkplatzstellplatzes angeordnet und sich das zu ladende Kraftfahrzeug oberhalb der Primärspule positioniert. Das Wechselfeld induziert in einer an dem zu ladenden Kraftfahrzeug angeordneten Sekundärspule eine Spannung, welche zugleich zum Laden der Batterie des Kraftfahrzeuges herangezogen wird. Beispielsweise ist die Sekundärspule an einem Unterboden des Kraftfahrzeuges angeordnet. Bei hybriden Kraftfahrzeugen beispielsweise unterhalb des Verbrennungsmotors.
In der DE 10 2013 226 830 A1 ist eine Anordnung von wenigstens einer Ladespule beschrieben, welche mittels eines Abdeckelements überdeckt an einem Unterboden eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Üblicherweise sind derartige Abdeckelemente eingesetzt, um die Ladespulen, insbesondere die am Kraftfahrzeug angeordnete Sekundärspule vor Beschädigungen zu schützen. Derartige Beschädigungen sind beispielsweise Steinschläge und / oder eine Spritzwasserbeaufschlagung, welche sich entweder negativ auf ein elektrisches Verhalten der Sekundärspule und somit auf die Effizienz des Ladevorgangs auswirken und / oder die Sekundärspule mechanisch beschädigen und somit zu einem Ausfall dieser führen.
Um einen Verlauf der Feldlinien des elektromagnetischen Feldes hinsichtlich einer Erhöhung eines Wirkungsgrades des Ladevorgangs zu optimieren, sind in einem Nahbereich der Sekundärspule, insbesondere im Abdeckelement der Sekundärspule üblicherweise ferromagnetische Elemente, vorzugsweise massive Ferritkerne angeordnet. Die ferromagnetischen Elemente bewirken dabei auch eine Feldverlaufsoptimierung, sodass der Ladevorgang positiv beeinflusst wird.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit deren Hilfe eine verbesserte Führung der magnetischen Feldlinien erreicht ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf die Vorrichtung aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt.
Die Vorrichtung dient zum Führen von magentischen Feldlinien eines zum Laden eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges (kurz: Kraftfahrzeug) ausgebildeten Spulensystems. Das Spulensystem weist zumindest eine im Kraftfahrzeug angeordnete Sekundärspule auf. Bevorzugt ist die Sekundärspule an einem Unterboden, üblicherweise in einem Frontbereich des Unterbodens des Kraftfahrzeuges angeordnet. Zur Führung der Feldlinien ist ein Feldführungselement vorgesehen, das zusammen mit der Sekundärspule beispielsweise an dem Unterboden des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Das Feldführungselement weist Pulverpartikel aus einem ferromagnetischen Material, vorzugsweise aus einem ferrimagnetischen Material auf. Bei dem Pulver handelt es sich insbesondere um Ferritpulver. Ferrite sind allgemein elektrisch schlecht oder nicht leitende ferrimagnetische keramische Werkstoffe aus Metalloxiden, vorzugsweise aus Eisenoxid, beispielsweise Hämatit (Fe₂O₃). Sie weisen aufgrund ihrer schlechten elektrischen Leitfähigkeit nahezu keine Wirbelstromverluste auf. Unter Pulverpartikel werden vorliegend Partikel mit einem maximalen mittleren Durchmesser von 200µm verstanden. Derartige Werkstoffe (auch Ferrite genannt) weisen im Vergleich zu anderen Materialien eine hohe magnetische Leitfähigkeit (auch Permeabilität genannt) auf. Bevorzugt weisen die Pulverpartikel eine magnetische Permeabilität µ_r mit einem Wert >>1, beispielsweise einen Wert im Bereich von 200 bis 500 auf. Wegen der hohen Permeabilität werden magnetische Feldlinien gebündelt und geführt. Hierdurch ist es ermöglicht, durch eine vorteilhafte Anordnung der Pulverpartikel gewünschte Bereiche eines Kraftfahrzeuges von den magnetischen Feldlinien abzuschirmen.
Die Pulverpartikel sind in oder auf einer Trägerstruktur verteilt. Die Trägerstruktur besteht zumindest teilweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem verstärkten Kunststoff. Insbesondere ist die Trägerstruktur aus einem derartigen Kunststoff gebildet.
Durch den Kunststoffanteil weist das Feldführungselement insgesamt eine Permeabilität mit einem Wert im Bereich von 5 bis 15 auf.
Bei einer Anordnung von Ferritelementen, wie sie beispielweise aus der bereits erwähnten DE 10 2013 226 830 A1 zu entnehmen ist, ist oftmals ein in einer Vertikalrichtung zum Fahrzeuginneren betrachteter oberer Bereich der Sekundärspule nicht explizit mittels Ferritelementen abgeschirmt. Üblicherweise weist ein derartiger oberer Bereich ein Schutzelement, beispielsweis aus Aluminium auf. Aluminium hat sich als äußerst geeignet erwiesen, um Feldlinien eines elektromagnetischen Feldes abzuschirmen. Jedoch erzeugt ein auf das Schutzelement auftreffendes elektromagnetisches Feld innerhalb des Schutzelements Wirbelströme, welche zu unerwünschten elektrischen Verlusten führen. Auch bei einer Anordnung von bereits beschriebenen massiven Ferritkernen zur Abschirmung können an Spalten zwischen den Ferritelementen lokal magnetische Feldlinien in naheliegende Bauteile, beispielsweise in das Schutzelement eintreten und Wirbelströme erzeugen.
Aufgrund der genannten Eigenschaften ist das Feldführungselement vorteilhaft, um beispielsweise bei einem bereits beschriebenen Spulensystem die auftretenden magnetischen Feldlinien zu führen und / oder von den Feldlinien freizuhaltende Bereich des Kraftfahrzeuges gegen die Feldlinien abzuschirmen sowie Wirbelströme zumindest zu reduzieren. Unter dem freizuhaltenden Bereich wird vorliegend beispielsweise ein Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges verstanden. Hierdurch werden beispielsweise im Fahrgastraum befindliche Geräte, wie z.B. ein Mobiltelefon eines Fahrgastes, nicht durch die magnetischen Feldlinien gestört. Weiterhin ist aufgrund der Führung der Feldlinien der Ladevorgang des Kraftfahrzeuges optimiert, da der Wirkungsgrad des Spulensystems verbessert ist.
Zugleich ist durch die Verwendung von Pulverpartikeln eine genauere Feldlinienführung ermöglicht. Mit anderen Worten: Die Pulverpartikel und somit das Feldführungselement weisen eine bessere „Konfigurierbarkeit“ im Vergleich zu den beispielsweise bereits genannten massiven Ferritkernen auf. Hierdurch ist eine individuelle Anordnung und Ausgestaltung des Feldführungselements und insbesondere der Pulverpartikel innerhalb oder auf der Trägerstruktur des Feldführungselements hinsichtlich eine Vorkonditionierung, der Permeabilität, der Form und / oder der Stärke erreicht. Somit ist ein individuelles „designen“ des Feldführungselements in Bezug auf die Sekundärspule und / oder bauartbedingter Faktoren ermöglicht. Unter bauartbedingten Faktoren werden vorliegend beispielsweise eine für die Anordnung des Feldführungselements zur Verfügung stehende Fläche am Unterboden und / oder eine vorgegeben Form des Feldführungselements verstanden sowie die elektrotechnischen Anforderungen und Eigenschaften der Sekundärspule, beispielsweise die fließenden elektrischen Ströme verstanden.
Durch die Verwendung von Pulverpartikeln und deren Einbettung in die Trägerstruktur ist zudem eine höhere Bruchbeständigkeit des Feldführungselements erreicht als beispielsweise bei einem zu einem Pressling geformter und gesinterter Festkörper. Dieser Ausgestaltung ist insbesondere im Hinblick auf im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretender Vibrationen und / oder Erschütterungen vorteilhaft.
Bevorzugt weisen die Pulverpartikel eine mittlere Korngröße von maximal 200µm, bevorzugt von maximal 100µm und weiter bevorzugt von maximal 50µm auf. Speziell weisen die Pulverpartikel eine mittlere Korngröße mit einem Wert von größer 0,1 µm und insbesondere von größer 0,5µm oder größer 1µm auf. Unter der mittleren Korngröße wird vorliegend speziell ein Mittelwert der Korngrößenverteilung verstanden.
Bevorzugt weist die Trägerstruktur einen Kunststoff auf in den die Pulverpartikel eingebettet sind. Unter eingebettet wird vorliegend speziell verstanden, dass die Pulverpartikel von der Kunststoffmasse umgossen sind. D.h. die Pulverpartikel sind beispielsweise im Rahmen der Fertigung zunächst in eine noch viskose Kunststoffmasse eingebracht, die dann unter einer optionalen Zugabe eines Härters aushärtet und somit eine Verbundstruktur bildet. Unter der Verbundstruktur wird vorliegend speziell verstanden, dass der Kunststoff und die darin vorzugsweise vereinzelt eingebetteten Pulverpartikel einen stoffschlüssigen Verbund ausbilden, sodass der Kunststoff mit den Pulverpartikeln durchsetzt ist. Als Kunststoff wird beispielsweise ein Thermoplast eingesetzt.
Bei dem Kunststoff handelt es sich zweckdienlicherweise um einen verstärkten Kunststoff, beispielsweise einen faserverstärkten Kunststoff und speziell um einen glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK). Der Kunststoff wird durch ein Fertigungsverfahren, beispielsweise ein Injektionsverfahren oder ein Spritzgiesverfahren zu der bereits genannten Verbundstruktur aus Kunststoff und Pulverpartikeln verarbeitet. Hierzu weist der Kunststoff bevorzugt einen Erweichungspunkt mit einem Wert im Bereich von beispielsweise 150°C bis maximal 300°C aufweist. Alternativ weist der Verbundstoff ein Thermoplast oder einen Mehrkomponentenkunststoff, beispielsweise ein Harz auf.
Hierdurch ist eine einfache und kostengünstige Einbettung der Pulverpartikel in einen Kunststoff ermöglicht, da Standardverfahren für die Herstellung herangezogen werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante weist die Trägerstruktur ein folienartiges Trägerelement auf, auf das die Pulverpartikel aufgebracht sind. Unter folienartigem Trägerelement wird vorliegend speziell ein flächiges Element nach Art einer geschlossenen Folie mit einer Dicke und mit einem Wert im Bereich von beispielsweise 100µm bis 200µm verstanden. Alternativ weist das Trägerelement eine (Faser-)Struktur auf. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um ein Gewebe, ein Gelege oder andere Faserstrukturen wie z.B. (Lang-) Fasermatten. Die Pulverpartikel sind hierbei beispielsweise lose auf dem Trägerelement verteilt, insbesondere haftend mit diesem verbunden. Hierzu ist das Trägerelement beispielsweise als eine Klebefolie ausgebildet. Alternativ sind die Pulverpartikel lose aufgebracht, insbesondere bei einer Struktur des Trägerelements nach Art eines Gewebes in Zwischenbereichen des Gewebes angeordnet. Die einzelnen Lagen werden bei der Fertigung beispielsweise übereinander gelegt und verpresst.
Alternativ oder ergänzend zu den aufgeführten Varianten ist das Trägerelement bevorzugt mit einem Kunststoff, beispielsweise einem Harz getränkt.
Zweckdienlicherweise sind zur Ausbildung der Trägerstruktur mehrere Lagen der mit den Pulverpartikeln versehenen Trägerstruktur in einer Schichtstruktur angeordnet. Vorliegend wird unter der Schichtstruktur speziell eine Struktur verstanden, bei der mehrere Lagen der Trägerstruktur übereinander geschichtet sind. Alternativ oder ergänzend ist die Schichtstruktur mit einem viskosen Kunststoff getränkt. Ein wesentlicher Aspekt hierbei ist, dass die folienartigen Trägerelemente für den viskosen Verbundkunststoff durchlässig ausgebildet sind. Hierdurch ist eine vollständige Durchtränkung der Trägerelemente mit dem Verbundkunststoff sowie eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit der Schichtstruktur erreicht.
Allgemein sind zwei Ausgestaltungsvarianten für die Trägerstruktur ermöglicht. Zum Einen sind mehrere bereits beschriebene Lagen der Pulverpartikel als ein die Trägerstruktur ausbildendes Trägerelement beispielsweise in den Kunststoff der Trägerstruktur eingebettet, insbesondere vergossen. Zum Anderen sind mehrere Lagen des Trägerelements zur Trägerstruktur ausgebildet.
Der Vorteil dieser Ausgestaltungen ist, dass durch die Anordnung der Pulverpartikel auf dem Trägerelement und der anschließenden Schichtung ein individuelles und anwendungsangepasstes Trägerelement und somit eine individuelle Trägerstruktur herstellbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen die Lagen unterschiedliche Anteile an Pulverpartikeln auf. Unter unterschiedlichen Anteilen wird vorliegend zum Einen unterschiedliche Mengen an Pulverpartikeln je Lage und / oder zum Anderen eine unterschiedliche Dichte an Pulverpartikel je Lage verstanden. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist in einer Variation der magnetischen Permeabilität pro Lage zu sehen. Mit anderen Worten: Durch unterschiedliche Anteile an Pulverpartikel weisen die verschiedenen Lagen unterschiedliche magnetische Permeabililtäten auf, die den Verlauf der magnetischen Feldlinien beeinflussen. Somit ist beispielsweise erreicht, dass die Schichtstruktur entlang einer Schichtorientierung (entlang der auf einer Lage verteilten Pulverpartikel) einen niedrigen magnetischen Widerstand (bedeutet eine gute magnetische Leitfähigkeit) aufweist und senkrecht zu der Schichtorientierung (senkrecht durch die einzelnen Lagen hindurch) einen hohen magnetischen Widerstand (bedeutet eine schlechte magnetische Leitfähigkeit) aufweist. Somit ist zusätzlich erreicht, dass die Feldlinien gleitend von beispielsweise einem Bereich ohne Pulverpartikel in einen Bereich mit Pulverpartikel geführt sind. Derartige Bereiche sind beispielsweise Randbereiche an den Enden der Sekundärspule.
Vorzugsweise variiert eine Partikeldichte der Pulverpartikel. Hierdurch wird die magnetische Permeabilität ortsabhängig variiert. Insbesondere weist hierzu eine Verteilung der Pulverpartikel innerhalb der Trägerstruktur einen Dichtegradienten auf. Unter Dichtegradient wird vorliegend speziell verstanden, dass die Dichte der Pulverpartikel entlang einer Ausdehnungsrichtung der Trägerstruktur variiert, sodass die Trägerstruktur entlang der Ausdehnungsrichtung eine variierende Permeabilität aufweist. Unter variierend wird vorliegend speziell verstanden, dass die Dichte der Pulverpartikel beispielsweis stetig variiert und insbesondere keine abrupten Dichteänderungen aufweist. Mit anderen Worten: Wird eine Funktion betrachtet, deren Graf die Dichte der Pulverpartikel entlang der Ausdehnungsrichtung beschreibt, so ist unter einer variierenden Dichte vorliegend insbesondere zu verstehen, dass dieser Graf und insbesondere seine Funktion keine Sprungstellen und / oder Unstetigkeitsstellen aufweist.
Insbesondere unterscheidet sich der Dichtegradient und somit die Dichteänderung der innerhalb der Trägerstruktur eingebetteten Pulverpartikel von einer Dichteänderung aufgrund von Fertigungstoleranzen beispielsweise eines Solid-Elements beispielsweise aus Ferrit oder einer absolut betrachteten Änderung der Dichte aufgrund einer Anordnung mehrerer Solid-Elemente mit einem Zwischenraum (zwischen benachbarten Solid-Elementen), der kein ferromagnetisches Material aufweist. Unter Solid-Elementen werden vorliegend meist gesinterte und gepresste massive Festkörper beispielsweise aus Ferrit verstanden, die eine Form nach Art einer Platte oder eines Barrens aufweisen. Beispielsweise sind die Solid-Elemente als massive Ferritkerne ausgebildet. Unter Solid-Elementen werden insbesondere solche Elemente verstanden, die somit eine Größe aufweisen, welche beispielsweise um einen Faktor in einem Bereich von 10 bis 100 größer ist als die Größe der Pulverpartikel. Typischerweise weisen die Solid-Elemente eine Größe im Millimeter-Bereich auf, beispielsweise mit einem Wert im Bereich von 2mm bis 10mm.
Der Vorteil einer variierenden Partikeldichte ist, dass aufgrund der hierdurch variierenden Permeabilität eine individuell einstellbare Führung der magnetischen Feldlinien erreicht ist. Unter individuell einstellbar wird vorliegend speziell verstanden, dass eine gewünschte Richtung der Führung der magnetischen Feldlinien mittels der variierenden Partikeldichte einstellbar ist.
Alternativ oder zusätzlich zu der variierenden Partikeldichte ist eine variierende Permeabilität der Trägerstruktur durch eine variierende Dicke der Trägerstruktur erreicht. Hierdurch ist eine einfache Realisierung der variierenden Permeabilität der Trägerstruktur erreicht, wodurch zudem die individuelle Führung der magnetischen Feldlinien ermöglicht ist. Die Trägerstruktur ist hierbei beispielsweise als ein Einlegeteil aus den Pulverpartikeln gebildet und in das Feldführungselement eingebettet, beispielsweise nach bereits beschriebener Wiese in das Feldführungselement eingebettet.
Um wie eingangs erwähnt beispielsweise einen Innenraum des Kraftahrzeuges gegen die magnetischen Feldlinien abzuschirmen, ist das Feldführungselement bevorzugt zum Innenraum des Fahrzeuges orientiert oberhalb der Sekundärspule angeordnet. D.h. das Feldführungselement ist an der von der Fahrbahnseite abgewandten Seite der Sekundärspule angeordnet. Die Anordnung oberhalb der Sekundärspule ist hierbei in einer Vertikalrichtung betrachtet. D.h. das Feldführungselement ist beispielsweise zwischen der Sekundärspule und einem Bodenelement des Innenraumes des Kraftfahrzeuges angeordnet.
Alternativ oder ergänzend ist zusätzlich ein Feldführungselement an der zur Fahrbahn zugewandten Seite der Sekundärspule angeordnet.
In einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist die Sekundärspule in das Feldführungselement integriert. Insbesondere ist die Sekundärspule in das Feldführungselement nach bereits beschriebener Weise eingebettet also beispielsweise eingegossen. Hierdurch ist zusätzlich zu einer optimierten Führung der magnetischen Feldlinien ein mechanischer Schutz der Sekundärspule erreicht.
Üblicherweise weist die Vorrichtung mechanische Trageelemente auf. Derartige mechanische Trageelemente sind allgemein Halteelemente oder Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben, Bolzen, Hülsen oder Halterungen sowie Schienen. Mittels der Trageelemente ist die Vorrichtung an dem Unterboden des Kraftfahrzeuges angeordnet und befestigt. Das Feldführungselement ist dabei derart angeordnet, dass es die Trageelemente vor magnetischen Feldern abschirmt. Hierzu sind speziell die Pulverpartikel zweckdienlicherweise umfangseitig verteilt um das Tragelement angeordnet, um die magnetischen Feldlinien und somit das magnetische Feld an dem Trageelement „vorbei zu leiten“. Beispielsweise sind die Pulverpartikel umfangseitig um einen Schraubenkopf einer Schraube verteilt angeordnet.
Eine derartige Abschirmung hat sich als geeignet erwiesen, um eine Induktion von Wirbelströmen innerhalb der mechanischen Verbindungselemente und / oder der mechanischen Trageelemente vorzubeugen. Durch die Abschirmung werden die Feldlinien zudem derart geführt, dass der Ladevorgang optimiert ist.
Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung sind die mechanischen Verbindungselemente und / oder die mechanischen Trageelemente in das Feldführungselement integriert. Unter integriert wird vorliegend speziell im Hinblick auf die mechanischen Verbindungselemente und / oder die mechanischen Trageelemente verstanden, dass das Feldführungselement beispielsweise eine Bohrung aufweist, durch die ein Verbindungselement geführt ist, um das Feldführungselement an dem Unterboden anzuordnen, beispielsweise zu verschrauben. Der Vorteil hierbei ist, dass eine einfache Abschirmung der mechanischen Verbindungselemente und / oder der mechanischen Trageelemente bei gleichzeitig einfacher Anordnung des Feldführungselements am Unterboden erreicht ist.
Zweckdienlicherweise sind zur Führung der magnetischen Feldlinien ergänzend auch Solid-Elemente, wie sie oben beschrieben sind, angeordnet. Die Solid-Elemente dienen hierbei aufgrund ihrer hohen Permeabilität einer Verstärkung der Führung der magnetischen Feldlinien.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Solid-Elemente in das Feldführungselement integriert, insbesondere nach bereits beschriebener Weise eingebettet.
Alternativ schließt sich das Feldführungselement an ein Solid-Element an. Der Vorteil der alternativen Ausgestaltung ist in einer Optimierung der Führung der magnetischen Feldlinien zu sehen. Mit anderen Worten: Zusätzlich zu der Führung durch die Solid-Elemente ist mittels der Anordnung des Feldführungselements und insbesondere der Pulverpartikel ein optimierter „Übergang“ beispielsweise seitlich ausgelenkter magnetischer Feldlinien von beispielsweise einem Nahbereich des Spulensystems in die Solid-Elemente erreicht. Unter dem Nahbereich wird beispielsweise ein Zwischenbereich zwischen der Sekundärspule und dem Erdboden - somit dem Bereich der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeuges - verstanden.
Die Solid-Elemente sind gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen beispielsweise ebenfalls oberhalb der Sekundärspule angeordnet.
Zu einer optimierten Führung der seitlich ausgelenkten magnetischen Feldlinien variiert die Partikeldichte des sich an die Solid-Elemente seitlich anschließenden Feldführungselements derart, dass sie nach außen hin abnimmt. Unter nach außen hin wird vorliegend speziell eine Richtung verstanden, die von der Spule weg orientiert ist.
Zwischen den Solid-Elementen ist üblicherweise ein Spalt ausgebildet. Einer derartigen Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass großflächige Solid-Elemente nicht als ein einstückiges, insbesondere nicht als ein monolithisches Element ausgebildet sind, sondern aus einer Anordnung einer Anzahl an kleinflächigen Elementen ausgebildet sind. Der Vorteil einer derartigen Anordnung ist in einer Reduzierung der Induktion von Wirbelströmen innerhalb der Solid-Elemente zu sehen. Der Spalt weist vorzugsweise eine Breite mit einem Wert im Bereich von wenigen Mikrometern bis einigen Millimetern, beispielsweise zwischen 1µm und 1mm auf.
Üblicherweise sind die magnetischen Feldlinien jedoch insbesondere in einem Bereich des Spaltes lateral zu den Solid-Elementen ausgelenkt. Die Auslenkung führt oftmals dazu, dass die ausgelenkten magnetischen Feldlinien in einem „Bodenblech“ des Innenraumes unerwünschte Wirbelströme induzieren oder sogar in den Innenraum ausgelenkt sind.
Oberhalb des Spalts - in Vertikalrichtung betrachtet - ist deshalb bevorzugt das Feldführungselement angeordnet. Eine derartige Anordnung des Feldführungselements dient einer Führung der magnetischen Feldlinien und somit einer Abschirmung eines Bereichs oberhalb des Feldführungselements, beispielsweise dem Innenraum des Kraftfahrzeuges. Um dennoch sich oberhalb des Feldführungselement ausbreitende - jedoch durch das Feldführungselement zumindest abgeschwächte - magnetische Feldlinien abzuschirmen, weist bevorzugt ein Abstand zwischen dem Spalt und dem Feldführungselement einen kleineren Wert auf, als ein Abstand zwischen dem Feldführungselement und einem Stützmaterial unterhalb des Unterbodens. Mit anderen Worten: Das Feldführungselement ist näher an dem Spalt und somit näher an den Solid-Elementen angeordnet als an das Bodenblech des Innenraumes oder beispielsweise an das eingangs erwähnte Schutzelement.
Weiterhin weist das oberhalb des Spaltes angeordnete Feldführungselement, insbesondere die Trägerstruktur vorzugsweise eine unterschiedliche Partikeldichte auf, derart, dass es unmittelbar oberhalb des Spaltes die höchste Partikeldichte aufweist. In Richtung der Enden des Feldführungselements betrachtet nimmt die Partikeldichte beispielsweise kontinuierlich oder nach einem vorgegebenen (insbesondere an einen Verlauf der magnetischen Feldlinien angepassten) Muster ab.
Alternativ oder ergänzend ist das Feldführungselement derart ausgeformt, dass es beispielsweise eine variierende Dicke aufweist. Beispielsweise weist das Feldführungselement unmittelbar oberhalb des Spalts eine maximale Dicke auf. In Richtung der Enden des Feldführungselements nimmt die Dicke des Feldführungselements beispielsweise kontinuierlich oder nach einem vorgegebenen Muster ab.
Diesen beiden Ausgestaltungen liegt die Überlegung zugrunde, das unmittelbar im Bereich des Spalts die höchste magnetische Flussdichte - bezogen auf die Flussdichte, die sich innerhalb der Solid-Elemente einstellt - auftritt und diese in Richtung der Enden des Feldführungselements betrachtet abnimmt. Aufgrund dessen sind die magnetischen Feldlinien im Bereich des Spalts stark lateral ausgelenkt. Somit ist zu einer hinreichenden Führung der im Bereich des Spalts auftretenden magnetischen Feldlinien der höchste Anteil an Ferrit innerhalb des Feldführungselements essentiell.
Im Fall der Ausgestaltungsvariante betreffend die variierende Partikeldichte, wird der höchste Anteil an Ferrit dadurch erreicht, dass das Feldführungselement in diesem Bereich die höchste Dichte an (Ferrit-)Pulverpartikel aufweist.
Im Fall der Ausgestaltungsvariante betreffend die variierende Dicke des Feldführungselements, insbesondere der Trägerstruktur, ist der höchste Anteil an (Ferrit-)Pulverpartikel durch die - im Bereich des Spalts auftretende - maximale Dicke des Feldführungselements erreicht.
Der Vorteil dieser Ausgestaltungen ist, dass die auftretenden magnetischen Feldlinien, insbesondere die im Bereich des Spalts auftretenden magnetischen Feldlinien hinreichend und speziell optimiert geführt werden. Unter hinreichend und speziell optimiert wird vorliegend speziell verstanden, dass mittels der Ausgestaltung des Feldführungselements und insbesondere der Trägerstruktur durch und / oder mit Pulverpartikeln eine Führung der magnetischen Feldlinien in Abhängigkeit ihrer Stärke erreicht ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen teilweise in stark vereinfachten Darstellungen:

1 eine grob skizzierte Darstellung einer Trägerstruktur mit einer Schichtanordnung von Pulverpartikeln,
2 ein skizziertes Blockschaltbild zur Herstellung einer Verbundstruktur aus Pulverpartikeln und Kunststoff,
3a eine skizzierte Darstellung eines in ein Feldführungselement eingebetteten Solid-Elements ohne eingebettete Pulverpartikel,
3b eine skizzierte Darstellung des in das Feldführungselement eingebetteten Solid-Elements mit eingebetteten Pulverpartikeln,
4 ein Ausschnitt einer zusammen mit einem Solid-Element und Pulverpartikeln in das Feldführungselement eingebetteten Sekundärspule,
5 eine skizzierte Anordnung der Sekundärspule oberhalb einer Primärspule,
6 eine Draufsicht auf einen Schraubenkopf mit umfangseitig angeordneten Pulverpartikeln sowie
7 eine skizzierte Darstellung der Sekundärspule mit zusätzlich unterhalb der Sekundärspule angeordnetem Feldführungselement.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.
Zur Führung und Abschirmung magnetischer Feldlinien F, die beim Laden eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges erzeugt werden, ist üblicherweise eine Vorrichtung 2 mit einem Feldführungselement 4 zur Führung der magnetischen Feldlinien F vorgesehen. Durch die Führung der Feldlinien F wird zum Einen der Ladevorgag optimiert und zum Anderen (wie bereits erwähnt) Bereiche des Kraftfahrzeuges, beispielsweise ein Innenraum gegenüber den Feldlinien F abgeschirmt.
In 1 ist eine Trägerstruktur 6 dargestellt, welche zur Führung und Abschirmung der magnetischen Feldlinien F dient. Derartige Trägerstrukturen 6 sind üblicherweise in das Feldführungselement 4 integriert, speziell eingebettet. Hierzu weist das Feldführungselement 4 üblicherweise einen viskosen Kunststoff, beispielsweise einen faserverstärkten Kunststoff auf, in den die Trägerstruktur 6 eingegossen ist. Alternativ ist das Feldführungselement 4 in Gänze durch eine Trägerstruktur 6 gebildet. Die Trägerstruktur 6 weist eine Schichtanordnung aus einer Anzahl, im Ausführungsbeispiel drei, an Schichten aus Pulverpartikeln 8 auf. Die Pulverpartikel 8 weisen ein keramisches ferrimagnetisches Material, beispielsweise Ferrit auf. Ferrit hat sich aufgrund seiner hohen Permeabilität als besonders geeignet erwiesen, um magnetische Felder bei gleichzeitiger verminderter Induktion von verlustbehafteten Wirbelströmen zu führen und / oder abzuschirmen. Im Ausführungsbeispiel wird unter Pulverpartikel speziell körnerartige Partikel mit einer mittleren Korngröße von maximal 200µm, bevorzugt von maximal 100µm und speziell mit einer Korngröße mit einem Wert von größer 0,1 µm und insbesondere von größer 0,5µm oder größer 1µm verstanden. Alternativ oder ergänzend werden unter Pulverpartikeln 8 vorlegend auch Pulverplättchen verstanden. Derartige Pulverplättchen sind beispielsweise zu einer Form gepresste, jedoch insbesondere nicht stoffschlüssig verbundene, Pulverpartikel. Die Pulverplättchen weisen eine einfachere Handhabung und somit Verarbeitung auf als die reinen losen Pulverpartikel 8. Weiterhin sind die Pulverpartikel 8 im Gegensatz zu sogenannten Festkörper-Ferriten nicht beispielsweise durch einen SinterProzess miteinander verbunden und bilden somit insbesondere eine lose Struktur. Derartige Festkörper-Ferrite werden auch als Solid-(Ferrit)-Elemente 12 bezeichnet. Derartige Solid-Elemente 12 weisen üblicherweise eine Permeabilität mit einem Wert größer 200 auf. Diese hohe Permeabilität ist beispielsweise auf den Sinterprozess zur Herstellung die daraus resultierende hohe Materialdichte zurückzuführen.
Zudem weist die Trägerstruktur 6 im Ausführungsbeispiel vier Schichten eines folienartigen Trägerelements 10 auf. Das Trägerelement 10 weist beispielsweise ein Gewebe oder eine Folie auf. Zur Verteilung auf dem Trägerelement 10 werden die Pulverpartikel 8 auf dieses beispielsweise lose gestreut. Eine Haftung der Pulverpartikel 8 ist beispielsweise durch ein als Klebefolie ausgebildetes Trägerelement 10 sichergestellt. Alternativ ist die Trägerstruktur 6 gepresst und / oder mit einem viskosen Kunststoff, beispielsweise einem Harz getränkt, sodass nach einer Aushärtung die Pulverpartikel 8 mit dem Trägerelement 10 verbunden sind. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist, dass das Trägerelement 10 für den Kunststoff durchlässig ausgebildet sein muss, um eine hohe Festigkeit und Stabilität der Trägerstruktur 6 im ausgehärteten Zustand zu gewährleisten.
Alternativ oder ergänzend sind die Pulverpartikel 6 in den viskosen Kunststoff des Feldführungselements 4 eingebettet, insbesondere eingegossen, beispielsweise nach Art eines Spritzgiesverfahrens.
Weiterhin sind alternativ derartige Verbundstrukturen aus Pulverpartikeln und Kunststoff aufeinander geschichtet und bilden somit die Trägerstruktur 6 aus.
Häufig ist zur Führung der magnetischen Feldlinien F anwendungsspezifisch eine Richtung und oder ein Verlauf der Feldlinien vorgegeben. Dieser Verlauf der Feldlinien F ist mittels beispielsweise unterschiedlicher Dicken oder seitlicher Ausdehnungen in einer Längsrichtung X der Pulverpartikel realisierbar. Mit anderen Worten: Um einen gewünschten oder vorgegebene Verlauf der Feldlinien F mittels der Trägerstruktur 6 zu erreichen, weist diese beispielsweise sich unterschiedlich weit in Längsrichtung X erstreckende Schichten mit Pulverpartikeln 8 auf. Die Trägerstruktur 6 im Ausführungsbeispiel weist eine geometrische Anordnung der Pulverpartikel 8 nach Art einer Pyramide oder eines Trapezes auf.
Hierdurch ist der magnetische Widerstand der Pulverpartikelschichten variiert und die Feldlinien F zeigen einen unterschiedlichen Verlauf durch die einzelnen Schichten. Durch eine geeignete Wahl der Anzahl der Pulverpartikelschichten und / oder der Ausdehnung der Pulverpartikel 8 pro Schicht in Längsrichtung X ist eine Führung, insbesondere eine „Lenkung“ der Feldlinien F erreicht. Hierdurch ist insbesondere der Ladevorgang dahingehend optimierbar, dass lateral zur Orientierung der magnetischen Feldlinien F ausgelenkte Feldlinien F beispielsweise in Richtung einer Ladespule gelenkt werden und somit weniger Verluste entstehen.
In 2 ist ein skizziertes Blockschaltbild zur Herstellung der Verbundstruktur aus Pulverpartikeln und Kunststoff gezeigt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung nach Art eines Spritzgiesverfahrens. Hierbei werden die Einzelkomponenten, vorliegend die Pulverpartikel 8 sowie ein zu mischender Kunststoff K, zunächst in einen Mischkopf 24 geschüttet, in dem beide Komponenten 8,K erhitzt werden. Der Kunststoff K schmilzt und wird mit den Pulverpartikeln 8 vermischt. Alternativ wird der Kunststoff K erhitzt bevor er in den Mischkopf 24 geschüttet wird.
Anschließend wird der noch viskose aber mit den Pulverpartikeln 8 durchsetzte Kunststoff K_P beispielsweise in eine Form gegossen und ausgehärtet.
Zur besseren Veranschaulichung eines Wirkprinzips der Pulverpartikel 8 innerhalb der Trägerstruktur 6 des Feldführungselements 4 ist in 3a ein Feldführungselement 4 mit zwei darin eingebetteten Solid-Elementen 12 auf. Die Solid-Elemente 12 sind beispielsweise zur Einbettung in das Feldführungselement 4 in einen viskosen Kunststoff eingegossen. Typischerweise wird der Teil des Feldführungselements 4, der durch den viskosen Kunststoff ausgefüllt wird auch als Vergussmasse 14 bezeichnet. Häufig ist eine Sekundärspule 16 (vgl. 4) des Ladesystems ebenfalls in den viskosen Kunststoff des Feldführungselements 4 eingegossen, um diese vor Erschütterungen und Vibrationen des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeuges zu schützen. Die Sekundärspule 14 dient allgemein einem Laden einer Batterie des Kraftfahrzeuges, indem in ihr eine Spannung induziert wird. Die Spannung wird aufgrund des von einer Primärspule erzeugten magnetischen Wechselfeldes, welchem die Sekundärspule 16 ausgesetzt ist, in der Sekundärspule 16 induziert.
Um ein Bruchgefahr der üblicherweise spröden Solid-Elemente 12 durch mechanische Belastungen zu reduzieren, sind anstelle eines einzelnen Solid-Elements 12 häufig mehrere Solid-Elemente 12 an oder in dem Feldführungselement 4 angeordnet. Jeweils zwischen zwei Enden benachbarter Solid-Elemente 12 ist somit ein Spalt 18 ausgebildet, durch den das Feldführungselement 4 und insbesondere die Solid-Elemente 12 eine Elastizität zum Ausgleich auftretender mechanischer Belastungen aufweisen.
Während des Ladevorgangs weist die magnetische Flussdichte B zwischen in dem Spalt 18 einen höheren Wert auf als innerhalb der Solid-Elemente 12. Aufgrund dessen werden die magnetischen Feldlinien im Bereich des Spalts 18 lateral zu den Solid-Elementen 12 in und entgegen einer Vertikalrichtung V ausgelenkt und induzieren in einem Stützmaterial 20 Wirbelströme. Unter dem Stützmaterial 20 wird vorzugsweise ein Stütz- oder Halteelement beispielsweise aus Aluminium verstanden, mittels dem die Vorrichtung 2 an einem Unterboden des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Derartige Wirbelströme sind aufgrund ihrer Verlustbehaftung unerwünscht und zu vermeiden.
In 3b ist ein Feldführungselement 4 gemäß 3a gezeigt. Jedoch ist in einem Zwischenbereich 22 des Feldführungselements 4 die Trägerstruktur 6 mit Pulverpartikeln 8 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Trägerstruktur 6 derart in dem Zwischenbereich 22 angeordnet, dass sie mittig über dem Spalt 18 angeordnet ist. Hierzu ist die Trägerstruktur 6 beispielsweise in das Feldführungselement 4, insbesondere in die bereits erwähnte Vergussmasse 14 eingebettet, beispielsweise von dieser umgossen.
Während des Ladevorgangs werden die magnetischen Feldlinien F nun derart abgelenkt und durch die Trägerstruktur 6 geführt, sodass die Feldlinien F nicht mehr in das Stützmaterial 20 eindringen und dort keine Wirbelströme W mehr induziert werden. Der Ladevorgang ist hierdurch insofern optimiert, dass die in der Anordnung gemäß 3a auftretenden Verluste durch Wirbelströme W zum Laden der Batterie genutzt werden.
Um einen gleichmäßigen Verlauf der Feldlinien F entlang einer Länge L der Trägerstruktur 6 zu erreichen, weist die Trägerstruktur 6 gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante im Ausführungsbeispiel eine variierende Dicke D auf. Insbesondere weist die Trägerstruktur 6 unmittelbar oberhalb des Spalts 18 eine maximale Dicke auf. In Richtung der Enden der Trägerstruktur 6 nimmt die Dicke D ab. Dieser Ausgestaltung liegt der Gedanke zugrunde, dass unmittelbar in und oberhalb des Spalts 18 eine maximal Flussdichte B auftritt, welche in Richtung der Enden der Trägerstruktur, also in und entgegen der Längsrichtung X abnimmt. Durch die Abnahme der Dicke D der Trägerstruktur und somit auch einer Dicke der Pulverpartikel 8, ist ein magnetischer Widerstand Trägerstruktur 6 und somit die Trägerstruktur 6 selbst auf den Verlauf der aus der magnetischen Flussdichte B resultierenden Feldlinien F abgestimmt.
Alternativ weist die Trägerstruktur 6 gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante eine konstante Dicke D entlang der Länge L auf. Jedoch weist die Trägerstruktur 6 in der alternativen Ausgestaltungsvariante einen Dichtegradienten auf. D.h. die Dichte an Pulverpartikeln 8 innerhalb oder auf der Trägerstruktur 6 weist beispielsweise unmittelbar oberhalb des Spalts 18 einen maximalen Wert auf. In Richtung der Enden der Trägerstruktur 6 nimmt die Dichte an Pulverpartikeln 8 ab, wodurch der magnetische Widerstand der Trägerstruktur 6 variiert ist und somit eine Anpassung an die variierende Flussdichte B innerhalb der Solid-Elemente 12 sichergestellt ist.
In 4 ist ein Ausschnitt aus der Vorrichtung 2 mit dem Feldführungselement 4 zur Führung der magnetischen Feldlinien F in einem Randbereich R der Sekundärspule 16 dargestellt. In die Vergussmasse 14 des Feldführungselements 4 ist ein Solid-Element 12 eingebettet, an das sich an einem Ende die Trägerstruktur 6 aus Pulverpartikeln 8 anschließt. Im Ausführungsbeispiel weist die Trägerstruktur 6 eine Form nach Art eines Dreiecks auf, um nach zuvor beschriebener Weise durch eine Variation der Dicke D den magnetischen Widerstand zu variieren. Aufgrund der Form und insbesondere aufgrund des variierenden magnetischen Widerstandes der Trägerstruktur 6, werden auf die Trägerstruktur 6 auftreffende Feldlinien F in Richtung der Sekundärspule 16 abgelenkt, wodurch der Ladevorgang optimiert und zugleich eine Induktion von Wirbelströmen in dem Stützmaterial 20 verhindert ist.
5 zeigt eine skizzierte Anordnung der Sekundärspule 16 oberhalb einer Primärspule 26 sowie den Verlauf der magnetischen Feldlinien F während des Ladevorgangs. Die Spulen 16,26 bilden ein Spulensystem S zum Laden eines Kraftfahrzeuges aus. Die Primärspule 26 ist im Ausführungsbeispiel im Erdboden 28 beispielsweise im Bereich eines ausgewiesenen Parkplatzes angeordnet. Die beiden Spulen 16,26 sind üblicherweise als ebene Spiralspulen ausgebildet, sodass sie in Vertikalrichtung V eine kleinstmögliche Ausdehnung aufweisen. Die Sekundärspule 16 ist in das Feldführungselement 4 integriert, beispielsweise eingebettet.
Weiterhin verdeutlicht 5 eine Auslenkung der magnetischen Feldlinien F in den Randbereich R des Spulensystems S lateral zu einem Mittenbereich M des Spulensystems S. Zur (Rück-)Führung der ausgelenkten Feldlinien F sind beispielsweise die Pulverpartikel 8 gemäß 4 im Randbereich R des Spulensystems S angeordnet.
In 6 ist eine Draufsicht auf ein mechanisches Trageelement 30, im Ausführungsbeispiel eine Sechskant-Schraube aus einem Metall, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, dargestellt. Das Trageelement 30 ist im Ausführungsbeispiel in das Feldführungselement 4 integriert, sodass es von den Pulverpartikeln 8 der Trägerstruktur 6 umfangseitig umgeben ist. Die umfangseitige Anordnung der Pulverpartikel 8 dient einer Abschirmung des Trageelements 30. D.h. dass die magnetischen Feldlinien F an dem Trageelement 30 vorbeigeführt werden, da sie anstatt durch das Trageelement 30 durch die magnetisch leitfähigeren Pulverpartikel 8 fließen.
7 zeigt eine skizzierte Darstellung der Sekundärspule 16 mit zusätzlich unterhalb der Sekundärspule 16 angeordnetem Feldführungselement 4. Sowohl das oberhalb der Sekundärspule 16 angeordnete Feldführungselement 4 als auch das unterhalb der Sekundärspule 16 angeordnete Feldführungselement 4 weisen die Trägerstruktur 6 mit Pulverpartikeln 8 zur Führung der Feldlinien F auf.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung
4: Feldführungselement
6: Trägerstruktur
8: Pulverpartikel
10: Trägerelement
12: Solid-Element
14: Vergussmasse
16: Sekundärspule
18: Spalt
20: Stützmaterial
22: Zwischenbereich
24: Mischkopf
26: Primärspule
28: Erdboden
30: mechanisches Trageelement
B: magnetischer Fluss
D: Dicke des Trägerelements
F: magnetische Feldlinien
K: zu mischender Kunststoff
Kp: mit Pulverpartikeln durchsetzter Kunststoff
L: Länge der Trägerstruktur
M: Mittenbereich
R: Randbereich
S: Spulensystem
V: Vertikalrichtung
W: Wirbelströme
X: Längsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013226830 A1 [0002, 0005, 0015]

Claims

Vorrichtung (2) zur Führung magnetischer Feldlinien (F) eines zum Laden eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges ausgebildeten Spulensystems mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Sekundärspule (16), wobei zur Führung der Feldlinien (F) ein Feldführungselement (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldführungselement (4) Pulverpartikel (8) aus einem ferromagnetischen Material aufweist, die in oder auf einer Trägerstruktur (6) verteilt sind, die zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverpartikel (8) eine mittlere Korngröße von maximal 200µm, bevorzugt von maximal 100µm und weiter bevorzugt von maximal 50µm aufweist.
Vorrichtung (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (6) einen Kunststoff aufweist, in den die Pulverpartikel (8) eingebettet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (8) ein folienartiges Trägerelement (10) aufweist, auf die die Pulverpartikel (8) aufgebracht sind.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lagen von mit den Pulverpartikeln (8) versehenen Trägerstrukturen (8) in einer Schichtstruktur angeordnet sind.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen unterschiedliche Anteile an Pulverpartikeln (8) aufweisen.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine variierende Partikeldichte der Pulverpartikel (8), insbesondere indem eine Verteilung der Pulverpartikel (8) innerhalb der Trägerstruktur (6) einen Dichtegradienten aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (6) eine variierende Dicke aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldführungselement (4) in einer Vertikalrichtung (V) betrachtet oberhalb der Sekundärspule (16) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (16) in das Feldführungselement (4) integriert ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mechanische Verbindungselemente und / oder mechanische Trageelemente aufweist und, dass das Feldführungselement (4) derart angeordnet ist, dass die Verbindungselemente und die Trageelemente vor magnetischen Feldern abgeschirmt sind.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente und / oder die Trageelemente von dem Feldführungselement (4) zumindest teilweise umgeben sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der magnetischen Feldlinien (F) auch ferromagnetische Solid-Elemente (12) angeordnet sind.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Solid-Elemente (12) im Feldführungselement (4) integriert sind.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Feldführungselement (4) an ein Solid-Element (12) anschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Solid-Elementen (12) ein Spalt (18) ausgebildet ist und, dass das Feldführungselement (4) oberhalb des Spaltes (18) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (2) zur Führung magnetischer Feldlinien (F) eines zum Laden eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges ausgebildeten Spulensystems mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Sekundärspule (16), wobei zur Führung der Feldlinien (F) ein Feldführungselement (4) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldführungselement (4) Pulverpartikel (8) aufweist, die in oder auf einer Trägerstruktur (6) verteilt werden, die zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.