DE102021124334A1

DE102021124334A1 - Kitchen sink

Info

Publication number: DE102021124334A1
Application number: DE102021124334.3A
Authority: DE
Inventors: Dieter Waldmann
Original assignee: Ews European Winding Systems GmbH
Current assignee: Ews European Winding Systems GmbH
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2021-09-21
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule an deren magnetisierbarer Kern an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Abstandselement angeordnet ist, welches dazu dient, zwischen dem magnetisierbarer Kern einen definierten bzw. gleichmäßigen Luftkanal auszubilden.The present invention relates to a coil on the magnetizable core of which a spacer element is arranged on at least two opposite sides, which is used to form a defined or uniform air channel between the magnetizable core.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule an deren magnetisierbarer Kern an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils mindestens ein Abstandselement angeordnet ist, welches dazu dient, zwischen dem magnetisierbarer Kern einen definierten bzw. gleichmäßigen Luftkanal auszubilden.The present invention relates to a coil on the magnetizable core of which at least one spacer element is arranged on at least two opposite sides, which spacer element serves to form a defined or uniform air channel between the magnetizable core.

Eine Spule bzw. ein sogenanntes Wickelgut, wird in diversen Arten eingesetzt, ein solcher Einsatz ist beispielsweise der Einsatz als Drossel oder in einem Transformator.A coil or a so-called winding material is used in various ways, such a use being used as a choke or in a transformer, for example.

Hintergrundbackground

Spulen und deren Herstellungsverfahren sind hinlänglich bekannt.Coils and their manufacturing processes are well known.

Bei der Herstellung von großen Spulen tritt jedoch das Problem auf, dass entweder ein Platzhalter für den Kern der Spule bei der Wicklung der Spule verwendet werden muss oder aber dass in einem ersten Arbeitsschritt die Wicklung der Spule auf einem geeigneten Spulenkörper oder Wicklungskäfig bzw. einem Träger für die Wicklung hergestellt und nachfolgend der Kern zwischen die Wicklung eingebracht wird.When manufacturing large coils, however, the problem arises that either a placeholder for the core of the coil must be used when winding the coil or that the coil is wound on a suitable coil body or winding cage or carrier in a first step made for the winding and then the core is inserted between the winding.

Bei Verwendung eines Platzhalters für den Kern muss dieser aber nach der Herstellung der Wicklung wieder aus der Wicklung entfernt und anschließend der Kern eingesetzt werden.However, when using a placeholder for the core, this must be removed from the winding after the winding has been produced and the core must then be inserted.

Nach dem Aufsetzen auf den Kern muss die Spule mit Hilfe von geeigneten Keilen auf dem Kern fixiert werden. Dies führt zumeist dazu, dass die Wicklung und damit der gesamte Spulenaufbau erheblichen mechanischen Kräften ausgesetzt wird und dadurch sich die Wicklung verziehen oder verformen kann, sodass dann zwischen der Wicklung und dem Kern kein gleichmäßiger Abstand mehr vorhanden ist. Außerdem wäre bei einem verziehen oder verformen der Wicklung kein gleichmäßiger Kraftschluss mehr zwischen der Wicklung und dem Kern vorhanden. Dies würde dann dazu führen, dass beim Betrieb der Spule Schallemissionen in Form von Brummgeräuschen entstehen. Dies ist aber unerwünscht.After being placed on the core, the coil must be fixed on the core using suitable wedges. This usually means that the winding and thus the entire coil structure is exposed to considerable mechanical forces and the winding can be warped or deformed as a result, so that there is no longer a uniform distance between the winding and the core. In addition, if the winding were warped or deformed, there would no longer be a uniform frictional connection between the winding and the core. This would then lead to acoustic emissions in the form of humming noises occurring during operation of the coil. But this is undesirable.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, Blechpakete als Kern für Spulen zu verwenden. Diese Blechpakete bestehen aus einer Vielzahl von Blechen, die übereinander angeordnet sind. In der Regel weist ein Spulenkörper mindestens einen Stapel eines Blechpakets auf. Zwei Blechpakete können über Abstandshalter voneinander getrennt werden. An den abgewandten Bereichen der Blechpakte werden diese beispielsweise in einem späteren Verfahrensschritt mit einem Joch verbunden.It is known to use laminated cores as a core for coils. These laminated cores consist of a large number of sheets that are arranged one above the other. As a rule, a bobbin has at least one stack of a laminated core. Two laminated cores can be separated from each other using spacers. On the remote areas of the laminated cores, these are connected to a yoke, for example, in a later process step.

Gängige Maßnahmen, Blechpakete miteinander zu verbinden umfassen beispielsweise das Bandagieren. Die Bandagen liegen außen am Blechpaket an und können als Klebebänder ausgebildet sein. Anschließend werden die Blechpakete zwischen zwei Leisten aufgenommen. Die Leisten können wiederum mittels Bandagen zusammengehalten werden.Common measures for connecting laminated cores to one another include, for example, bandaging. The bandages are on the outside of the laminated core and can be designed as adhesive tapes. The stacks of laminations are then picked up between two bars. The strips can in turn be held together by means of bandages.

Im Bereich der Verbindungsstellen, d. h. an den Kanten zwischen den einzelnen Leisten, können Abstandselemente aufgesetzt werden. Diese Abstandselemente werden dann mit einem Klebeband umwickelt, sodass ein relativ fester Verbund bereitgestellt wird. Dieser Zusammenbau kann anschließend mit einer Wicklung versehen und auf ein Joch aufgesetzt werden.In the area of the connection points, i. H. Spacer elements can be placed on the edges between the individual strips. An adhesive tape is then wrapped around these spacer elements so that a relatively strong bond is provided. This assembly can then be wound and placed on a yoke.

Aus DE 12 89 913 A ist bekannt, zur Pressung und Halterung von geschichteten Eisenkernen, Presselemente aus nichtmetallischen Werkstoffen durch Zugfäden aus hochfestem Material zu verstärken und/oder miteinander zu verspannen.Out of DE 12 89 913 A It is known to reinforce and/or brace together pressing elements made of non-metallic materials by means of tension threads made of high-strength material for pressing and holding layered iron cores.

Zusätzlich weisen die Leisten, welche die Blechpakete überragen, Öffnungen auf, durch welche Schrauben eingesetzt werden können. Über die Schrauben können die Spulenkörper fest mit einem Joch verbunden werden. Hierzu weist das Joch eine korrespondierende Öffnung auf, durch welche die Schrauben geführt werden.In addition, the strips, which protrude beyond the laminated cores, have openings through which screws can be inserted. The coil bodies can be firmly connected to a yoke using the screws. For this purpose, the yoke has a corresponding opening through which the screws are guided.

Solche Spulenkörper weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Zum einen können die Blechpakete während der Montage und der Befestigung verrutschen. Zum anderen müssen eine Vielzahl von einzelnen Komponenten, wie Leisten, Klebebänder und Abstandselemente eingesetzt und ausgerichtet werden. Die Kosten zur Bereitstellung eines solchen Spulenkörpers sind daher erhöht.However, such bobbins have various disadvantages. On the one hand, the laminated cores can slip during assembly and fastening. On the other hand, a large number of individual components such as strips, adhesive tapes and spacer elements have to be used and aligned. Therefore, the cost of providing such a bobbin is increased.

Aus DE 2 412 622 A eine Halterung für Drosselspulen bekannt, wobei die Halterung einen Drosselspulenkörper mit einer Spulenanordnung sowie eine Packung von dünnen Blechscheiben umgibt. Die Halterung umfasst einen Einfassungs- oder Umklammerungskanal sowie eine Grundplatte für die Verankerung. Im verbauten Zustand umgreift der Umklammerungskanal den Drosselspulenkörper und wird mit der Grundplatte verrastet. Der Drosselspulenkörper wird sowohl über Rastelemente in der Grundplatte als auch über Rastelemente in dem Umklammerungskanal fest in Position gehalten.Out of DE 2 412 622 A a holder for choke coils is known, the holder surrounding a choke coil body with a coil arrangement and a pack of thin sheet metal discs. The bracket includes a rim or clasp channel and a base plate for anchoring. When installed, the clasping channel encloses the choke coil body and is latched to the base plate. The choke coil body is held firmly in position both by locking elements in the base plate and by locking elements in the clasping channel.

Eine solche Vorrichtung ist jedoch nur für einen definierten Drosselspulenkörper mit einer definierten Spulenanordnung verwendbar. Außerdem ist keine Lösung zur sicheren Befestigung von Blechpaketen angegeben, wie beispielsweise für eine weitere Montage an einem Joch.However, such a device is only for a defined choke coil body with a defi ned coil arrangement can be used. In addition, no solution is given for securely fastening laminated cores, such as for further assembly on a yoke.

Aus WO 2017/130874 A1 und US 2019/0013144 A1 ist eine Spulenanordnung bekannt, die magnetisierbare Kerne und die Kerne umgebende Wicklungen offenbart. Die Kerne sind von einer Isolationsvorrichtung gehalten, welche sowohl einen Luftspalt zwischen den Kernen und den Wicklungen als auch einen Luftspalt zu äußeren, nicht umwickelten Kernen bereitstellt. Die Isolationsvorrichtung weist zwei gegenüberliegende Schalenteile auf, die jeweils zwei Halbschalen für die Kerne aufweisen. Die Schalenteile werden über seitliche Wände zusammengehalten.Out of WO 2017/130874 A1 and U.S. 2019/0013144 A1 a coil arrangement is known which discloses magnetizable cores and windings surrounding the cores. The cores are held by an insulation device which provides an air gap between the cores and the windings as well as an air gap to outer unwound cores. The insulation device has two opposite shell parts, each having two half-shells for the cores. The shell parts are held together by side walls.

Aus US 2017/0271075 A1 und DE 11 2012 000 976 T5 ist eine Spulenanordnungen mit magnetisierbaren Kernen und die Kerne umgebende Wicklungen offenbart, wobei ein Isolator die Kerne hält und einen Luftspalt zwischen den Kernen und den Wicklungen bereitstellt.Out of U.S. 2017/0271075 A1 and DE 11 2012 000 976 T5 discloses a coil assembly having magnetizable cores and windings surrounding the cores, with an insulator supporting the cores and providing an air gap between the cores and the windings.

AufgabeTask

Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen besteht die Aufgabe darin, eine Spule aufzuzeigen, bei welcher der magnetisierbare Kern bei der Umwicklung in der Spule angeordnet sein kann und nicht erst nachfolgend einzusetzen ist und zugleich ein definierter gleichmäßiger Luftkanal zwischen dem Kern und der Wicklung verbleibt.Compared to the arrangements known from the prior art, the task is to present a coil in which the magnetizable core can be arranged in the coil during the winding and does not have to be inserted later and at the same time a defined, uniform air channel between the core and the winding remains.

LösungSolution

Diese vorstehend genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des vorliegenden Patentanspruches 1 gelöst.This object mentioned above is solved by the features of the present patent claim 1.

Die Spule weist mindestens einen magnetisierbaren Kern oder mindestens ein Blechpaket, das den magnetisierbaren Kern bildet, auf. An dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ist an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets mindestens jeweils ein Abstandselement angeordnet. Das mindestens eine Abstandselement steht mit dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket zumindest an einer Stelle in Berührung, wobei am mindestens einen Abstandselement mindestens zwei Abstandshalter angeordnet sind, die sich entlang des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets erstrecken. Außerdem liegt eine Wicklung der Spule an den mindestens zwei Abstandshaltern an.The coil has at least one magnetizable core or at least one laminated core that forms the magnetizable core. At least one spacer element is arranged on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core on at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core. The at least one spacer element is in contact with the at least one magnetizable core or the at least one laminated core at least at one point, with at least two spacers being arranged on the at least one spacer element, which extend along the at least one magnetizable core or the at least one laminated core. In addition, one winding of the coil rests against the at least two spacers.

Die Wicklung besteht aus einem elektrischen Leiter, der vorzugsweise einen rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt besitzt und liegt mit einer voreinstellbaren Kraft an den mindestens zwei Abstandshaltern an. Dadurch werden die Abstandselemente durch die Wicklung auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket gepresst.The winding consists of an electrical conductor, which preferably has a rectangular, square or round cross-section and is in contact with the at least two spacers with a force that can be preset. As a result, the spacer elements are pressed by the winding onto the at least one magnetizable core or the at least one laminated core.

Die Positionen, an denen die Abstandselemente an dem Blechpaket oder bei Verwendung mehrerer Blechpakte anliegen, befinden sich auf den Blechoberseiten und nicht an den Blechkanten des mindestens einen Blechpaktes. Dadurch werden die Blechpakte über die Positionen der Abstandselemente, wenn die Wicklung erfolgt, auf die Bleche eines Blechpaktes gedrückt. Damit werden die Bleche des Blechpakts, da die Abstandselemente gegenüberliegenden angeordnet sind, zusammengehalten und aufeinandergepresst.The positions at which the spacer elements rest against the laminated core or when using multiple laminated cores are on the top sides of the laminated core and not on the sheet metal edges of the at least one laminated core. As a result, the stacks of laminations are pressed onto the laminations of a stack of laminations via the positions of the spacer elements when the winding takes place. The metal sheets of the laminated core are thus held together and pressed against one another, since the spacer elements are arranged opposite one another.

Kommen mehrere Blechpakete zur Bildung des Kerns zum Einsatz, so werden diese mit den Blechkanten aneinanderstoßend angeordnet, wobei zwischen zwei Blechpaketen Abstandsplatten aus elektrisch isolierendem Material zwischengelegt sein können. Es wird in diesem Fall für jedes Blechpakte mindestens ein Paar der Abstandselemente verwendet, welche die Blechpakete zusammendrücken. Als elektrisch isolierendes Material können diverse Arten von Isolierstoffen zum Einsatz kommen. So kann zum Beispiel Kunststoff, wie Thermoplaste oder Duroplaste, oder ein keramischer Werkstoff oder Porzellan oder Elastomere oder Glas oder Glimmer eingesetzt werden, um ein Abstandselement herzustellen.If several laminations are used to form the core, they are arranged with the laminations abutting one another, with spacer plates made of electrically insulating material being able to be interposed between two laminations. In this case, at least one pair of spacer elements is used for each laminated core, which presses the laminated core together. Various types of insulating materials can be used as electrically insulating material. For example, plastic such as thermoplastics or duroplastics, or a ceramic material, or porcelain, or elastomers, or glass, or mica can be used to produce a spacer element.

Blechpakete oder Kerne können über Abstandsplatten voneinander beabstandet angeordnet sein, wie vorherig beschrieben.Lamination stacks or cores can be spaced apart from one another via spacer plates, as previously described.

Die Blechpakete werden außerdem von den anliegenden Abstandselementen mit den Abstandshalter gestützt. Die Abstandelemente definieren die obere und untere Begrenzung der Wicklung, welche den mindestens einen Kern bzw. das mindestens eine Blechpaket beabstandet abschnittsweise ummanteln.The laminated cores are also supported by the adjacent spacer elements with the spacers. The spacer elements define the upper and lower limits of the winding, which encase the at least one core or the at least one laminated core at a distance from each other in sections.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstandselemente auch Träger zusätzlicher Halteelemente und/oder Begrenzungsklammern bzw. Abstandklammern sein können.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the spacer elements can also be carriers of additional holding elements and/or delimiting clamps or spacer clamps.

Der mindestens eine Kern bzw. das mindestens eine Blechpaket liegt vorzugsweise mittig in der Wicklung.The at least one core or the at least one laminated core is preferably located in the center of the winding.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung fällt der Schwerpunkt des Kerns mit dem Schwerpunkt der Wicklung zusammen.In an advantageous embodiment, the center of gravity of the core coincides with the center of gravity of the winding.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete mittig in der Wicklung. Das mindestens eine Abstandselement in Verbindung mit dem mindestens einen Abstandshalter sind so ausgestaltet, dass diese der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete so umgeben, dass der Kern oder die Kerne bzw. das Blechpaket oder die Blechpakete bei Erzeugung der Wicklung mittig in der Spule verbleiben.In an advantageous embodiment of the invention, the core or cores or the laminated core or laminated cores is located in the center of the winding. The at least one spacer element in conjunction with the at least one spacer is designed in such a way that it surrounds the core or cores or the laminated core or laminated cores in such a way that the core or cores or the laminated core or cores are centered when the winding is produced remain in the coil.

Durch die Wicklung sind die jeweiligen Abstandselemente, die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern, sowohl bezogen auf die Position der Abstandselemente als auch auf die Position der Blechpakete/Kerne bzw. des Blechpakets/Kerns fixiert und gehalten.The respective spacer elements, the laminated cores/cores or the laminated core/core, are fixed and held by the winding both in relation to the position of the spacer elements and to the position of the laminated cores/cores or the laminated core/core.

Bevor die Wicklung erfolgt, werden die Abstandselemente und die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern miteinander bzw. zueinander befestigt, zum Beispiel durch geeignete Wickelvorrichtungen, Bandagieren, Verkleben oder mittels Wärmeeintrag, wobei ein bereichsweises Verschmelzen der Komponenten (Abstandselemente, Abstandsplatten, Abstandshalter beispielsweise aus Kunststoff hergestellt) auftreten kann. Es sind dann die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern definiert zueinander ausgerichtet und können nicht mehr verrutschen.Before the winding takes place, the spacer elements and the laminated cores/cores or the laminated core/core are fastened to one another or to one another, for example by suitable winding devices, bandaging, gluing or by means of heat input, with a regional fusion of the components (spacer elements, spacer plates, spacers made of plastic, for example) can occur. The laminated cores/cores or the laminated core/core are then aligned to one another in a defined manner and can no longer slip.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 ist vorgesehen, dass die Wicklung kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den mindestens zwei Abstandshaltern anliegt. Dadurch wird durch die Kraft, mit der die Wicklung um die Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern geführt wird, über die Abstandshalter auf die Abstandselemente übertragen und diese drücken auf Blechpakete/Kerne bzw. das Blechpaket/Kern. Damit werden die einzelnen Blechplatten des Blechpaktes bzw. der Blechpakete zusammengedrückt und in Position gehalten.In an advantageous embodiment according to patent claim 2 it is provided that the winding rests against the at least two spacers in a force-fitting and/or form-fitting manner. As a result, the force with which the winding is guided around the laminated cores/cores or the laminated core/core is transmitted via the spacers to the spacer elements and these press on the laminated cores/cores or the laminated core/core. The individual sheet metal plates of the laminated core or laminated cores are thus pressed together and held in position.

Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt die Abstandselemente paarweise nahe bei den jeweiligen Außenkanten der Blechpakete/Kerne bzw. des Blechpakets/Kerns anzuordnen, da dann ein aufspreizen der einzelnen Bleche eines Blechpaktes unterbunden wird.It has proven to be particularly advantageous to arrange the spacer elements in pairs close to the respective outer edges of the laminated cores/cores or the laminated core/core, since the individual laminations of a laminated core are then prevented from spreading.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement die Form eines Halbkreises ausbildet. Durch diese formgemäße Ausbildung wird eine gleichmäßige Krafteinleitung über die Abstandselemente in den Kern/Blechpaket gewährleistet und außerdem ist die Halbkreisform eine einfach und kostengünstig herzustellende Form.In an advantageous embodiment according to patent claim 3 it is provided that the at least one spacer element forms the shape of a semicircle. This form-appropriate design ensures a uniform introduction of force via the spacer elements into the core/laminated core and, in addition, the semicircular shape is a shape that is simple and inexpensive to produce.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement mehrere Aufnahmen aufweist, über welche die mindestens zwei Abstandshaltern form- und/oder kraftschlüssig mit dem mindestens einen Abstandselement verbindbar sind. Dadurch ist es möglich, je nach Anordnung und Anzahl der Aufnahmen, den Abstand der Wicklung um den Kern zu definieren. Durch die form- und/oder kraftschlüssige Ausgestaltung sind die Abstandshalter mit dem bzw. den Abstandselementen verbindbar und an diesen anordenbar.In an advantageous embodiment according to patent claim 4, it is provided that the at least one spacer element has a plurality of receptacles, via which the at least two spacers can be connected to the at least one spacer element in a positive and/or non-positive manner. This makes it possible, depending on the arrangement and number of recordings, to define the spacing of the winding around the core. Due to the positive and/or non-positive configuration, the spacers can be connected to the spacer element or elements and can be arranged on them.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 ist vorgesehen, dass die mehreren Aufnahmen am mindestens eine Abstandselement äquidistant auf der dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket abgewandten Seite des mindestens einen Abstandselements angeordnet sind. Damit ist eine symmetrische Anordnung der Abstandshaltern, eine gleichmäßige Krafteinleitung möglich und es können an jedem Abstandselement an identischer Stelle ein Abstandshalter angeordnet werden.In an advantageous embodiment according to patent claim 5 it is provided that the multiple receptacles on at least one spacer element are arranged equidistantly on the side of the at least one spacer element facing away from the at least one magnetizable core or the at least one laminated core. A symmetrical arrangement of the spacers, a uniform introduction of force is thus possible and a spacer can be arranged at an identical point on each spacer element.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement und die mindestens zwei Abstandshalter aus einem nicht elektrisch leitenden Material und/oder einem nicht magnetisierbaren Material, bestehen.In an advantageous embodiment according to patent claim 6 it is provided that the at least one spacer element and the at least two spacers consist of a non-electrically conductive material and/or a non-magnetizable material.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 7 ist vorgesehen, dass die Wicklung der Spule die mindestens zwei Abstandshalter und das mindestens eine Abstandselement mit der Kraft, mit der die Wicklung an die Spule geführt ist, auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket drückt und damit den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens ein Blechpaket kraftschlüssig zwischen den jeweils an den mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets fixiert. Damit ist gewährleistet, dass der mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket fixiert sind. Durch diese Fixierung werden Brummgeräusche, die beim Betrieb der Spule entstehen können, nahezu vollständig vermieden.In an advantageous embodiment according to Patent Claim 7, it is provided that the winding of the coil presses the at least two spacers and the at least one spacer element onto the at least one magnetizable core or the at least one laminated core with the force with which the winding is guided to the coil and thus the at least one magnetizable core or the at least one laminated core is fixed in a non-positive manner between the at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core. This ensures that the at least one magnetizable core or the at least one laminated core is fixed. This fixation almost completely avoids humming noises that can occur when the coil is in operation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 8 ist vorgesehen, dass zwischen dem mindestens einen Abstandselement mit den mindestens zwei Abstandshaltern und der hierauf anliegenden Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ein Luftkanal vorhanden ist. Der Luftkanal dient vorzugsweise zur Kühlung, indem durch bzw. über den Luftkanal die Abwärme innerhalb der Spule nach außen abgeführt werden kann.In an advantageous embodiment according to claim 8 it is provided that between the at least one spacer element with the at least two spacers and the winding applied thereto and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core, an air duct is present. The air duct is preferably used for cooling in that the waste heat within the coil can be dissipated to the outside through or via the air duct.

Es kann eine besonders gute Kühlung erreicht werden, indem man einen Luftstrom im Luftkanal erzeugt.Particularly good cooling can be achieved by generating an air flow in the air duct.

In einer besonders auf Kühlung ausgestalteten Spule wird in den Luftkanal eine externe Kühlung eingebracht, wobei hierzu Kühlelemente eingefügt werden.In a coil specially designed for cooling, external cooling is introduced into the air duct, with cooling elements being inserted for this purpose.

Durch diese Anordnung des mindestens einen Abstandselements mit den mindestens zwei Abstandshaltern, jeweils gegenüberliegend am mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket angeordnet, wird ein definierter Luftkanal zwischen der Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket geschaffen, der über die gesamte Spule nahezu gleich ist.This arrangement of the at least one spacer element with the at least two spacers, each arranged opposite one another on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core, creates a defined air duct between the winding and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core, which via the entire coil is almost the same.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 9 ist vorgesehen, dass an den Seiten des mindestens eines magnetisierbaren Kernes oder des mindestens einen Blechpakets, an denen kein mindesten ein Abstandselement mit den mindestens zwei Abstandshaltern angeordnet ist, zwischen der Wicklung und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket ein weiterer Luftkanal ausgebildet ist.In an advantageous embodiment according to Patent Claim 9, it is provided that on the sides of the at least one magnetizable core or of the at least one laminated core, on which no at least one spacer element with the at least two spacers is arranged, between the winding and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core another air duct is formed.

Durch die Anordnung des mindestens einen Abstandselements mit den mindestens zwei Abstandshaltern, jeweils gegenüberliegend am mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket, wird ein weiterer definierter Luftkanal an den Seiten des mindestens einen magnetisierbaren Kern oder des mindestens einen Blechpakets, an denen kein Abstandselement angeordnet ist, geschaffen, der über die gesamte Spule hin nahezu gleich ausgebildet ist.By arranging the at least one spacer element with the at least two spacers, opposite one another on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core, a further defined air duct is created on the sides of the at least one magnetizable core or the at least one laminated core on which no spacer element is arranged is created, which is almost identical over the entire coil.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 10 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselements und/oder die mindestens zwei Abstandshalter stangengezogen oder stangengepresst oder mittels eines Druck-Harzinjektionsverfahrens oder eines Vakuuminfusionsverfahrens oder eines Pultrusionsverfahrens aus glasfaserverstärkten oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt sind. Dies ermöglicht zum einen eine temperaturfeste Ausgestaltung und außerdem eine einfache und kostengünstige Herstellung, auch in Massenfertigung, dieser Teile.In an advantageous embodiment according to Patent Claim 10, it is provided that the at least one spacer element and/or the at least two spacers are rod-drawn or rod-pressed or made from glass-fibre-reinforced or carbon-fibre-reinforced plastic by means of a pressure resin injection process or a vacuum infusion process or a pultrusion process. On the one hand, this enables a temperature-resistant configuration and, on the other hand, simple and inexpensive production, even in mass production, of these parts.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 11 ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abstandselement eine halbrunde Grundform besitzt und/oder die mindestens zwei Abstandshalter im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen oder die Querschnittsform eines X aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die jeweils gegenüberliegenden Seiten, vorzugsweise deren Mittelflächen, konkav ausgestaltet. Diese Formgebung gibt den Teilen eine gute mechanische Belastbarkeit und ermöglicht hohe Temperaturen und Kräfte aufzunehmen.In an advantageous embodiment according to patent claim 11 it is provided that the at least one spacer element has a semicircular basic shape and/or the at least two spacers essentially have a rectangular cross section or have the cross-sectional shape of an X. In an advantageous embodiment, the respectively opposite sides, preferably their middle surfaces, are concave. This shape gives the parts good mechanical strength and enables them to absorb high temperatures and forces.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 12 ist vorgesehen, dass die Größe des Luftkanals und/oder des weiteren Luftkanals durch die Wahl der Querschnittsfläche oder des Durchmessers des mindestens einen Abstandselements, der Form des mindestens einen Abstandselements, der Größe und Form oder der Querschnittsfläche der mindestens zwei Abstandshaltern und/oder der Art und Position der Anordnung der mindestens zwei Abstandshalter an dem mindestens einen Abstandselements einstellbar ist. Durch diese Wahlmöglichkeiten kann die Größe des Luftkanals und/oder des weiteren Luftkanals gewählt und variiert werden. Damit ist insbesondere zur Wärmeableitung der Luftkanal auf den Einsatzzweck der Spule anpassbar.In an advantageous embodiment according to Patent Claim 12, it is provided that the size of the air duct and/or the additional air duct is determined by the selection of the cross-sectional area or the diameter of the at least one spacer element, the shape of the at least one spacer element, the size and shape or the cross-sectional area of the at least two spacers and/or the type and position of the arrangement of the at least two spacers on the at least one spacer element is adjustable. The size of the air duct and/or the further air duct can be selected and varied by these options. The air duct can thus be adapted to the intended use of the coil, in particular for heat dissipation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 13 ist vorgesehen, dass die einzelnen Bleche des mindestens ein Blechpakets zusammengepresst sind und das mindestens eine Abstandselement diese über die Wicklung zusammenpresst bzw. aufeinander presst. Damit wird auch bei hoher elektrischer Belastung ein Brummen der Spule wirksam unterbunden.In an advantageous embodiment according to patent claim 13 it is provided that the individual laminations of the at least one laminated core are pressed together and the at least one spacer element presses them together via the winding or presses them onto one another. This effectively prevents coil humming even under high electrical loads.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 14 ist vorgesehen, dass bei Verwendung von mehr als einem Abstandselement pro Seite eines mindestens einem Blechpakets die Abstandselemente an den Enden des mindestens einen Blechpakts angeordnet sind, sodass die auf dem mindestens einen Blechpaket anliegenden Enden der Abstandselemente mit der von der Wicklung erzeugten Kraft, welche beim Wicklungsvorgang entsteht und beim Wicklungsvorgang variierbar einstellbar ist, an den Seitenkanten des mindestens einen Blechpakets in dieses einleitbar ist. Somit wird auf die Blechpakete über die Abstandselemente die Kraft, welche bei der Wicklung eingetragen wird, auf die Blechpakete übertragen und diese gehalten.In an advantageous embodiment according to Patent Claim 14, it is provided that when more than one spacer element is used per side of at least one laminated core, the spacer elements are arranged at the ends of the at least one laminated core, so that the ends of the spacer elements resting on the at least one laminated core are aligned with the the force generated by the winding, which arises during the winding process and can be variably adjusted during the winding process, can be introduced into the side edges of the at least one laminated core. Thus, the force that is introduced during the winding is transmitted to the laminated cores and held by the spacer elements.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 15 ist vorgesehen, dass die Spule als Drossel oder zum Einsatz in einem Transformator ausgelegt ist.In an advantageous embodiment of the invention according to patent claim 15, it is provided that the coil is designed as a choke or for use in a transformer.

Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Spule nach den vorherigen Patentansprüchen beschrieben, mit den Verfahrensschritten:

- bereitstellen mindestens eines magnetisierbaren Kerns, wobei der magnetisierbare Kern aus mindestens einem Blechpaket aus vorzugsweise mehreren gleichgroßen Blechen, die miteinander zu dem Blechpaket verbunden sind, oder aus einem in eine rechteckige oder quadratische Form gepresstem weichmagnetischen Werkstoff oder Ferritmaterial besteht,
- anordnen von jeweils mindestens einem Abstandselement an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns, wobei an den jeweils mindestens einem Abstandselement an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns jeweils mindestens zwei Abstandshalter angeordnet werden,
- fixieren der Abstandselemente am Kern,
- umwickeln des Kerns mit einem elektrischen Leiter.

A method for producing a coil according to the preceding claims is also described, with the method steps:

- providing at least one magnetizable core, wherein the magnetizable core consists of at least one laminated core made of preferably several laminations of the same size, which are connected to one another to form the laminated core, or of a soft magnetic material or ferrite material pressed into a rectangular or square shape,
- arranging at least one spacer element on two opposite sides of the core, with at least two spacers being arranged on each of the at least one spacer element on two opposite sides of the core,
- fixing the spacer elements to the core,
- wrapping the core with an electrical conductor.

Wenn man eine Kernkühlung für die Spule integrieren will, so sind nicht mehr alle Bleche gleich groß. In diese sich ausbildenden Vertiefungen zwischen den größeren und kleineren Blechen können dann Kühlelemente eingefügt werden.If you want to integrate core cooling for the coil, not all sheets are the same size. Cooling elements can then be inserted into these depressions which form between the larger and smaller metal sheets.

So kann beispielsweise eine Kühlung mit dem Einsatz von unterkühltem Stickstoff bei einer Temperatur von 66 K direkt in die Luftkanäle eingeleitet werden, oder aber es sind um den Kern Leitungen angeordnet, über die ein kühlendes Medium am Kern vorbeigeleitet wird.For example, cooling with the use of supercooled nitrogen at a temperature of 66 K can be introduced directly into the air ducts, or lines are arranged around the core through which a cooling medium is routed past the core.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 17 ist vorgesehen, dass der elektrischen Leiter in Form eines vorzugsweisen runden Drahtes und/oder eines Bandes, mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, breitgestellt wird und/oder dass der elektrische Leiter mit einer Primärisolierung überzogen ist, dass die Umwicklung des Kerns mit dem runden elektrischen Leiter schraubenförmig erfolgt und dass anschießend eine Imprägnierung vorgenommen werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine Anwendung von Backlackbeschichtung bzw. Backlackbeschichtungen zum Einsatz kommen.In an advantageous embodiment of the invention according to Patent Claim 17, it is provided that the electrical conductor is provided in the form of a preferably round wire and/or a strip with a rectangular or square cross-section and/or that the electrical conductor is coated with a primary insulation that the core is wrapped with the round electrical conductor in a helical manner and that impregnation can then be carried out. In an alternative embodiment of the invention, an application of baked lacquer coating or baked lacquer coatings can also be used.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Primärisolation des elektrischen Leiters mittels eine Umspinnung erfolgt.In a further embodiment of the invention it is provided that the primary insulation of the electrical conductor takes place by means of a braiding.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.Further advantages, features and configuration options result from the following figure description of exemplary embodiments which are not to be understood as limiting.

Figurenlistecharacter list

In den Zeichnungen zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung einer Spule,
FIG.°2 eine Draufsicht auf eine Spule und
FIG.°3 einen Schnitt durch eine Spule.

In the drawings shows:

1 a perspective view of a coil,
FIG.°2 is a plan view of a coil and
FIG.°3 shows a section through a coil.

In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.In the drawings, elements provided with the same reference numbers correspond essentially to one another, unless otherwise indicated. In addition, there is no need to show and describe components that are not essential for understanding the technical teaching disclosed herein. In the following, the reference symbols are not repeated for all elements that have already been introduced and shown, provided that the elements themselves and their function have already been described or are known to a person skilled in the art.

Ausführliche Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäße Spule. Die Erfindung kann auch für weitere Wickelgüter angewandt werden. Die Spule kann zum Beispiel als Drossel eingesetzt werden oder aber in einem Transformator.The 1 shows a perspective view of a coil according to the invention. The invention can also be used for other winding goods. The coil can be used as a choke, for example, or in a transformer.

Die Spule besteht aus einem Kern, der von mehreren zu einem Blechpaket 1 zusammengeführten Blechen gebildet ist. Die Bleche des Blechpakets 1 weisen vorzugsweise alle die gleichen Abmessungen auf und sind aufeinandergepresst und/oder untereinander verbunden. Diese Verbindung kann mittels einer Verklebung, mittels Adhäsion oder durch eine Bandage erfolgen, die die Bleche kraft- und/oder formschlüssig umschießt.The coil consists of a core which is formed by several laminations brought together to form a laminated core 1 . The laminations of the laminated core 1 preferably all have the same dimensions and are pressed onto one another and/or connected to one another. This connection can be made by means of a bond, by means of adhesion or by a bandage that surrounds the metal sheets in a non-positive and/or positive manner.

Auf dem Blechpaket 1 ist im Bereich dessen Kanten, an der oberen Kante des obersten Blechs 8 und der unteren Kante des Blechs 8 (in 1 nicht sichtbar), zueinander beabstandet ein Abstandselement 2 angeordnet. In der Ausgestaltung der Spule nach 1 ist ein Blechpaket 1 vorhanden, an dem auf dem obersten Blech 8 und dem untersten Blech 10 (in 1 nicht sichtbar) seitlich jeweils zwei Abstandselemente 2 anliegen und mit diesem an der Oberseite bzw. Unterseite bündig oder nahezu bündig des Blechpakets 1 abschließen.On the laminated core 1 in the area of its edges, on the upper edge of the uppermost sheet 8 and the lower edge of the sheet 8 (in 1 not visible), spaced apart a spacer element 2 is arranged. In the design of the coil according to 1 there is a laminated core 1 on which the top sheet 8 and the bottom sheet 10 (in 1 not visible) laterally in each case two spacer elements 2 and complete with this on the top or bottom flush or almost flush of the laminated core 1.

Es ist vorteilhaft die Abstandselemente 2 einander gegenüberliegend anzuordnen und nahezu mit der oberen Kante des Blechs 8 und der unteren Kante des Blechs 8 bündig abschließen zu lassen, Damit wird das Blechpaket 1 von den Abstandselementen 2 gehalten. Damit ist eine gleichmäßige Einleitung der Kräfte, wie vorhergehend dargestellt, gewährleistet.It is advantageous to arrange the spacer elements 2 opposite one another and to have them nearly flush with the upper edge of the metal sheet 8 and the lower edge of the metal sheet 8. The laminated core 1 is thus held by the spacer elements 2. This ensures that the forces are introduced evenly, as described above.

Das Abstandselement 2 ist halbrund ausgestaltet. Es können aber auch andere Formgestaltungen des Abstandselement 2 gewählt werden, je nach Einsatzzweck und Anforderungen an die Spule. So können U-Formen, Dreiecksformen oder Bogenformen zum Einsatz kommen.The spacer element 2 is semi-circular. However, other shapes of the spacer element 2 can also be selected, depending on the intended use and the requirements of the coil. U-shapes, triangular shapes or arch shapes can be used.

Durch die Wahl der jeweiligen Form des Abstandselements 2 können der Luftkanal 5, 6 in seiner Dimensionierung gewählt werden, ebenso die Berührungsstellen zwischen dem Abstandselement 2 und den jeweiligen Blechen des Blechpakets 1.By choosing the respective shape of the spacer element 2, the dimensions of the air duct 5, 6 can be selected, as can the contact points between the spacer element 2 and the respective metal sheets of the laminated core 1.

Am Abstandselement 2 sind an der dem Blechpaket 1 abgewandten Seite Aufnahmen 4 vorhanden, welche zur Aufnahme von Abstandshaltern 3 dienen. Es können in die Aufnahmen 4 weitere funktionale Komponenten eingebracht oder an bzw. in diesen angeordnet werden. So können zum Beispiel Temperaturfühler oder Schallaufnehmer angeordnet werden. Diese können beispielsweise auch in den Abstandshaltern 3 oder anstelle der Abstandshalter 3 angeordnet sein.On the spacer element 2 , on the side facing away from the laminated core 1 , there are receptacles 4 which serve to accommodate spacers 3 . Additional functional components can be introduced into the receptacles 4 or arranged on or in them. For example, temperature sensors or sound sensors can be arranged. These can also be arranged in the spacers 3 or instead of the spacers 3, for example.

Die Abstandselemente 2 sind am Blechpaket 1 angeordnet und in die Aufnahmen 4 sind Abstandshalter 3 einbringbar. Die Abstandshalter 3 sind als Strangprofil ausgebildet und verbinden die zwei Abstandselemente 2, die jeweils auf einer Seite des Blechpaktes 1 angeordnet sind. In der 1 ist nur jeweils die obigen Abstandselemente 2 sichtbar.The spacer elements 2 are arranged on the laminated core 1 and spacers 3 can be introduced into the receptacles 4 . The spacers 3 are designed as an extruded profile and connect the two spacer elements 2, which are each arranged on one side of the laminated core 1. In the 1 only the above spacer elements 2 are visible.

Je nach Anforderung an die Spule ist die Anzahl der Abstandshalter 3 wählbar. So sind in 1 jeweils drei Abstandshalter 3 an den Anstandselementen 2, an gegenüberliegenden Seiten des Blechpakets 1, angeordnet. Die Länge der Abstandshalter 3 wird durch die Größe der Spule bestimmt. Die Abstandshalter 3 sollen aus der Spule nicht oder nur kaum herausragen, d.h. diese überragen.Depending on the requirements of the coil, the number of spacers 3 can be selected. So are in 1 three spacers 3 on the decency elements 2, on opposite sides of the laminated core 1, respectively. The length of the spacers 3 is determined by the size of the coil. The spacers 3 should not or only slightly protrude from the coil, ie protrude beyond it.

Es kann aber im Bedarfsfall auch vorgesehen werden, dass die Abstandshalter 3 aus der Spule herausragen. Solche überstehenden Abstandshalter 3 können beispielsweise zur Aufnahme von Wickelbegrenzungen oder als Draht- und/oder Laschenhalterungen dienen.If necessary, however, it can also be provided that the spacers 3 protrude from the coil. Such protruding spacers 3 can be used, for example, to accommodate winding limitations or as wire and/or tab holders.

Der die Wicklung 7 bildende elektrischen Leiter 9 ist in einfachster Ausgestaltung ein Draht aus elektrisch leitendem Material. In der Ausgestaltung nach 1 ist der Draht 9 ein Draht mit einem rechteckigen Querschnitt. Der Draht 9 wird um das Blechpaket 1 gewickelt, wobei der Draht 9 in Berührung mit den Abstandshaltern 3 gelangt und vom Blechpaket 1 stets beabstandet ist. Der Draht 9 bilden die Wicklung 7 aus. Der elektrischen Leiter 9 kann ein Draht mit einem runden, einem ovalen, einem rechteckigen oder einem ovalen Querschnitt sein, je nach Anforderung an die Spule. Natürlicherweise können sämtliche geeignete geometrische Formen für den elektrischen Leiter 9 zum Einsatz kommen. So können auch verdrillte elektrische Leiter 9 oder Hohlleiter zur Herstellung der Wicklung zum Einsatz kommen, je nach Anwendungsfall und geplanten Einsatzweck der Spule.In the simplest configuration, the electrical conductor 9 forming the winding 7 is a wire made of electrically conductive material. According to the design 1 the wire 9 is a wire with a rectangular cross section. The wire 9 is wound around the laminated core 1, the wire 9 coming into contact with the spacers 3 and being spaced from the laminated core 1 at all times. The wire 9 forms the winding 7 . The electrical conductor 9 can be a wire with a round, an oval, a rectangular or an oval cross-section, depending on the requirements of the coil. Of course, all suitable geometric shapes for the electrical conductor 9 can be used. Thus, twisted electrical conductors 9 or hollow conductors can also be used to produce the winding, depending on the application and the intended use of the coil.

Die Wicklung 7 umschließt das Blechpaket 1, wobei der jeweilige Abstand zwischen dem Blechpaket 1 und der Wicklung 7 durch die Abstandselemente 2 mit den Abstandshaltern 3 definiert ist. Es werden damit unter anderem die Luftkanäle 5 und 6 gebildet, wobei sich die Luftkanäle 5 an gegenüberliegenden Seiten zwischen dem Blechpaket 1 und dem Abstandselement 2 und die Luftkanäle 6 sich zwischen der Wicklung 7 und dem Blechpaket 1 ausbilden. Die Größe der Luftkanäle 5, 6 kann durch eine entsprechende Auswahl und Dimensionierung der Abstandselemente 2 und/oder der Abstandshaltern 3 variierbar gewählt werden.The winding 7 encloses the laminated core 1 , the respective distance between the laminated core 1 and the winding 7 being defined by the spacer elements 2 with the spacers 3 . Among other things, the air ducts 5 and 6 are thus formed, with the air ducts 5 being formed on opposite sides between the laminated core 1 and the spacer element 2 and the air ducts 6 being formed between the winding 7 and the laminated core 1 . The size of the air ducts 5, 6 can be varied by appropriate selection and dimensioning of the spacer elements 2 and/or the spacers 3.

Weiterhin bilden sich weitere Luftkanäle 11 zwischen der Wicklung 7 und den Abstandshaltern 3 aus.Further air channels 11 are formed between the winding 7 and the spacers 3 .

Vor allem mittels der Luftkanäle 5, 6 erfolgt eine gute Kühlung der Spule, die durch einen Einsatz mittels einer Flüssigkeitskühlung, die durch die Luftkanäle 5, 6 geführt werden kann, noch weiter erhöht und verbessert werden kann.Good cooling of the coil takes place primarily by means of the air ducts 5, 6, which can be further increased and improved by using liquid cooling, which can be guided through the air ducts 5, 6.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen die Abstandselemente 2 und/oder die Abstandshalter 3 mit durchgängigen innen angeordneten Hohlräumen zu versehen, die miteinander in Verbindung stehen und durch diese Hohlräume eine Kühlflüssigkeit zu leiten, sodass eine besonders effektive Kühlung der Spule ermöglicht wird.In a particularly advantageous embodiment of the invention, provision is made for the spacer elements 2 and/or the spacers 3 to be provided with continuous interior cavities which are connected to one another and for a cooling liquid to be conducted through these cavities, so that particularly effective cooling of the coil is made possible.

Durch die in 1 dargestellte Ausgestaltung der Spule wird eine hohe Isolation zwischen der Wicklung 7 und dem Blechpaket 1 der Spule erzielt. Ebenso wird durch den relativ großen Abstand zwischen der Wicklung und dem Kern der Spule der Kriechstrom, erheblich reduziert.through the in 1 illustrated configuration of the coil, a high level of insulation is achieved between the winding 7 and the laminated core 1 of the coil. The leakage current is also significantly reduced due to the relatively large distance between the winding and the core of the coil.

Außerdem kann der Explosionsschutz durch einen zusätzlichen Einsatz von Halteklammern und/oder einer speziellen Ausgestaltung des Abstandselements 2 deutlich erhöht und verbessert werden.In addition, the explosion protection can be significantly increased and improved by the additional use of retaining clips and/or a special configuration of the spacer element 2 .

Die Abstandselemente 2 mit den Abstandshaltern 3 sind aus glasfaser- oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Die Herstellung kann in Form eines Kunststoffpressvorgangs, in dem die Abstandselemente 2 und die Abstandshalter 3 in einem Pressvorgang hergestellt werden, erfolgen. Es kann aber auch eine Herstellung in Form eines stranggezogenen Herstellungsprozesses erfolgen, wobei die Abstandselemente 2 und die Abstandshaltern 3 entsprechend auf die erforderlichen Abmessungen nach dem stranggezogenen Herstellungsprozesses zugeschnitten werden können.The spacer elements 2 with the spacers 3 are made of glass fiber or carbon fiber reinforced plastic. The production can take place in the form of a plastic pressing process, in which the spacer elements 2 and the spacers 3 are produced in one pressing process. But it can also be a production in form an extruded manufacturing process take place, wherein the spacer elements 2 and the spacers 3 can be cut according to the required dimensions after the extruded manufacturing process.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Abstandselemente 2 als Rundstangenprofil hergestellt, dann als Ringe zugeschnitten und dann zu halbrunden Abstandselementen 2 mittig durchtrennt. Die Abstandselemente 2 bestehen aus elektrisch und/oder magnetisch nicht leitendem Material; andernfalls könnt es zu einem magnetischen Kurzschluss beim Aufbau kommen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the spacer elements 2 are produced as a round rod profile, then cut to size as rings and then severed in the middle to form semicircular spacer elements 2 . The spacer elements 2 consist of electrically and/or magnetically non-conductive material; otherwise, magnetic short circuit may occur during assembly.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Spule, aufgrund der in der Dimension bzw. Größe wählbaren Luftkanäle 5, 6 die Wicklung 7 in Aluminium ausgeführt werden, was zum einen die Herstellungskosten der Spule reduziert und zum andern die Spule leichter macht als bei Einsatz von Kupfer für die Wicklung 7. Dies ist aber nur aufgrund der durch die Luftkanäle 5, 6 gewährten guten Kühlung der Spule möglich.Due to the configuration according to the invention, the coil can be made of aluminum due to the air channels 5, 6, which can be selected in terms of dimension or size the winding 7. However, this is only possible due to the good cooling of the coil provided by the air ducts 5, 6.

In FIG.°2 ist eine Draufsicht auf eine Spule gemäß 1 dargestellt.FIG. 2 shows a plan view of a coil according to FIG 1 shown.

Es ist die Wicklung 7 dargestellt, die kraftschlüssig auf den Abstandshaltern 3 aufliegt und die Wickelkraft über die Abstandshaltern 3 und über die Abstandselemente 2 auf den Kern der Spule, der als Blechpaket ausgeführt ist 1, überträgt. Es sind die Luftkanäle 5, 6 und 11 dargestellt, die eine effektive Kühlung der Spule ermöglichen.The winding 7 is shown, which rests on the spacers 3 with a non-positive fit and transmits the winding force via the spacers 3 and via the spacer elements 2 to the core of the coil, which is designed as a laminated core 1 . The air channels 5, 6 and 11 are shown, which enable effective cooling of the coil.

Zwischen den Abstandselementen 2, den Abstandshaltern 3 und der Wicklung 7 bildet sich ein weiterer Luftkanal 11 aus.Another air channel 11 is formed between the spacer elements 2 , the spacers 3 and the winding 7 .

In 3 ist ein Schnitt durch eine Spule dargestellt. Der Schnitt ist durch das Blechpaket 1 geführt, sodass die einzelnen Bleche des Blechpakets 1 dargestellt sind, so auch das oberste Blech 8 und das unterste Blech 10. Die Abstandselemente 2 sind halbrund ausgeführt und weisen die Aufnahmen 4 für die Abstandshalter 3 auf. Die Abstandselemente 2 besitzen nach 3 vier Aufnahmen 4 in denen jeweils ein Abstandshalter 3 eingesetzt ist. Die Abstandshalter 3 erstrecken sich parallel zum Blechpaket 1 und sind mit dem darunter liegenden und am Blechpaket 1 angeordneten weiteren Abstandselement, nicht in 2 dargestellt, über dessen Aufnahmen, verbunden.In 3 shows a section through a coil. The section is through the laminated core 1, so that the individual sheets of the laminated core 1 are shown, including the top sheet 8 and the bottom sheet 10. The spacer elements 2 are semi-circular and have the mounts 4 for the spacers 3. The spacers 2 have after 3 four shots 4 in each of which a spacer 3 is inserted. The spacers 3 extend parallel to the laminated core 1 and are not in 2 shown, connected via its recordings.

Es können durch die Erfindung Spulen hergestellt werden, die mehrere nebeneinander angeordnete Blechpakete 1 oder nacheinander angeordnete Blechpakete 1 aufweisen. Die Blechpakete 1 sind voneinander, durch einen Luftspalt zwischen den Blechpakten ausbildende Kunststoffeinlagen getrennt, wobei die Kunststoffeinlagen relativ schmal ausgestaltet sind und die Blechpakete 1 geringfügig oder aber nicht überragen, damit ein Versagen des Luftspalts verhindert wird. Ein Verrutschen der Bleche ist damit nicht mehr möglich.The invention allows coils to be produced which have a plurality of laminated cores 1 arranged next to one another or laminated cores 1 arranged one after the other. The laminated cores 1 are separated from one another by plastic inserts forming an air gap between the laminated cores, the plastic inserts being designed relatively narrow and protruding slightly or not beyond the laminated cores 1, so that failure of the air gap is prevented. It is no longer possible for the sheets to slip.

Der vorhandene Freiraum kann zur Aufnahme weitere Komponenten verwendet werden. So kann beispielsweise der Freiraum zur Aufnahme von Kühlelementen verwendet werden.The available space can be used to accommodate additional components. For example, the free space can be used to accommodate cooling elements.

An jedem der Blechpakete 1 sind, wie bereits in 1 beschrieben, einander gegenüberliegend mindestens ein Paar von Abstandselementen 2 angeordnet, an welchen über die Aufnahmen 4 die Abstandshalter 3 angeordnet sind. Die Abstandshalter 3 erstrecken sind über die Länge aller Blechpakete 1.On each of the laminated cores 1, as already shown in 1 described, at least one pair of spacer elements 2 is arranged opposite one another, on which the spacers 3 are arranged via the receptacles 4 . The spacers 3 extend over the length of all laminated cores 1.

Der Draht der Wicklung 7 wird außen auf die Anordnung aufgebracht und entsprechend der gewünschten Ausführung der Spule über die Abstandshalter 3 gewickelt.The wire of the winding 7 is applied to the outside of the arrangement and wound over the spacers 3 in accordance with the desired design of the coil.

Es bilden sich somit mehrere Luftkanäle 5 aus und die Wicklung (nicht in 3 vorhanden) weist stets einen Mindestabstand zum Blechpaket 1 auf.Several air channels 5 are thus formed and the winding (not in 3 present) always has a minimum distance to the laminated core 1.

Weiterhin bilden sich zwischen den Abstandselementen 2, den Abstandshaltern 3 und der Wicklung 7 weitere, in der Ausgestaltung nach 3, drei weitere Luftkanäle 11 aus. Auch diese drei weiteren Luftkanäle 11 können zur Kühlung der Spule verwendet werden.Furthermore, further form between the spacer elements 2, the spacers 3 and the winding 7, in the embodiment 3 , three more air ducts 11 out. These three additional air channels 11 can also be used to cool the coil.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die vorteilhaften Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die nachfolgend angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden.Although the invention has been illustrated and described in more detail by the advantageous exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples. Other variations can be derived from this by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. In particular, the invention is not limited to the combinations of features specified below, but other combinations and sub-combinations that are obviously executable for the person skilled in the art can also be formed from the disclosed features.

In einer weiteren, nicht dargestellten, Ausgestaltung der Erfindung sind die Abstandselemente an den Kanten des Blechpaktes, zumindest paarweise und gegenüberliegend, angeordnet. Die Abstandselemente umgreifen zumindest partiell an den Kanten des Kerns selbigen. An den Abstandselemente können dann, wie vorherig beschrieben, Abstandshalter angeordnet werden.In a further embodiment of the invention, not shown, the spacer elements are arranged on the edges of the laminated core, at least in pairs and opposite one another. The spacer elements at least partially encompass the edges of the core itself. As previously described, spacers can then be arranged on the spacer elements.

BezugszeichenlisteReference List

11: Blechpaketlaminated core
22: Abstandselementspacer element
33: Abstandshalterspacers
44: AufnahmeRecording
55: Luftkanalair duct
66: Luftkanalair duct
77: Wicklungwinding
88th: Blechsheet
99: Drahtwire
1010: Blechsheet
1111: Luftkanalair duct

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 1289913 A [0010]DE 1289913 A [0010]
DE 2412622 A [0013]DE 2412622 A [0013]
WO 2017130874 A1 [0015]WO 2017130874 A1 [0015]
US 20190013144 A1 [0015]US20190013144A1 [0015]
US 20170271075 A1 [0016]US20170271075A1 [0016]
DE 112012000976 T5 [0016]DE 112012000976 T5 [0016]

Claims

Spule, aufweisend mindestens einen magnetisierbaren Kern oder mindestens ein Blechpaket (1), dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kern oder des mindestens einen Blechpakets (1) mindestens jeweils ein Abstandselement (2) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Abstandselement (2) mit dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) zumindest an einer Stelle in Berührung steht, wobei am mindestens einen Abstandselement (2) mindestens zwei Abstandshalter (3) angeordnet sind, die sich entlang zum mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) erstrecken und wobei eine Wicklung (7) der Spule an den mindestens zwei Abstandshaltern (3) anliegt.Coil having at least one magnetizable core or at least one laminated core (1), characterized in that on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) on at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core (1) at least one spacer element (2) is arranged in each case, the at least one spacer element (2) being in contact with the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) at least at one point, with at least two spacers on the at least one spacer element (2). (3) are arranged, which extend along the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) and wherein a winding (7) of the coil rests against the at least two spacers (3).

Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (7) kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den Abstandshaltern (3) anliegt.coil after Claim 1 , characterized in that the winding (7) rests against the spacers (3) in a non-positive and/or positive manner.

Spule nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) die Form eines Halbkreises ausbildet.coil after Claim 1 , characterized in that the at least one spacer element (2) forms the shape of a semicircle.

Spule nach einem der vorangehenden Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) mindestens zwei Aufnahmen (4) aufweist, über welche die mindestens zwei Abstandshaltern (3) form- und/oder kraftschlüssig mit dem mindestens einen Abstandselement (2) verbindbar sind.Bobbin according to any of the preceding patent claims 1 or 2 , characterized in that the at least one spacer element (2) has at least two receptacles (4) via which the at least two spacers (3) can be positively and/or non-positively connected to the at least one spacer element (2).

Spule nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die mindestens zwei Aufnahmen (4) am mindestens einen Abstandselement (2) äquidistant auf der dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) abgewandten Seite des mindestens einen Abstandselements (2) angeordnet sind.coil after patent claim 4 , characterized in that the at least two receptacles (4) on the at least one spacer element (2) are arranged equidistantly on the side of the at least one spacer element (2) facing away from the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1).

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) und die mindestens zwei Abstandshalter (3) aus einem nicht elektrisch leitenden Material und/oder einem nicht magnetisierbaren Material bestehen.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that the at least one spacer element (2) and the at least two spacers (3) consist of a non-electrically conductive material and/or a non-magnetizable material.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (7) der Spule die mindestens zwei Abstandshalter (3) und das mindestens eine Abstandselement (2) mit der Kraft, mit der die Wicklung (7) an die Spule geführt ist, auf den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens eine Blechpaket (1) drückt und damit den mindestens einen magnetisierbaren Kern oder das mindestens ein Blechpaket (1) kraftschlüssig zwischen den jeweils an den mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten des magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1) fixiert.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that the winding (7) of the coil, the at least two spacers (3) and the at least one spacer element (2) with the force with which the winding (7) is guided to the coil, presses on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) and thus frictionally locks the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) between the at least two opposite sides of the magnetizable core or the at least one laminated core (1 ) fixed.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Abstandselement (2) mit den mindestens zwei Abstandshaltern (3) und der hierauf anliegenden Wicklung (7) und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) ein Luftkanal (5) vorhanden ist.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that between the at least one spacer element (2) with the at least two spacers (3) and the winding (7) resting thereon and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1). Air duct (5) is present.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seiten des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1), an denen kein mindesten ein Abstandselement (2) mit den mindestens zwei Abstandshaltern (3) angeordnet ist, zwischen der Wicklung (7) und dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) ein weiterer Luftkanal (6) ausgebildet ist.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that on the sides of the at least one magnetizable core or of the at least one laminated core (1) on which at least one spacer element (2) with the at least two spacers (3) is not arranged, between the A further air duct (6) is formed in the winding (7) and the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1).

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) und/oder die mindestens zwei Abstandshalter (3) stangengezogen oder stangengepresst oder mittels eines Druck-Harzinjektionsverfahrens oder eines Vakuuminfusionsverfahrens oder eines Pultrusionsverfahrens hergestellt sind und aus glasfaserverstärkten oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen.Bobbin according to one of the preceding patent claims, characterized in that the at least one spacer element (2) and/or the at least two spacers (3) are rod-drawn or rod-pressed or are produced by means of a pressure resin injection process or a vacuum infusion process or a pultrusion process and are made of glass fiber reinforced or carbon fiber reinforced plastic.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstandselement (2) eine halbrunde Grundform besitzt und/oder die mindestens zwei Abstandshalter (3) im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen oder die Querschnittsform eines X aufweisen.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that the at least one spacer element (2) has a semicircular basic shape and/or the at least two spacers (3) essentially have a rectangular cross section or have the cross section shape of an X.

Spule nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Luftkanals (5) und/oder des weiteren Luftkanals (6) durch die Wahl des Durchmessers oder der Querschnittsfläche des mindestens einen Abstandselements (2), der Form des mindestens einen Abstandselements (2), der Größe und Form oder der Querschnittsfläche der mindestens zwei Abstandshaltern (3) und/oder der Art und Position der Anordnung der mindestens zwei Abstandshalter (3) an dem mindestens einen Abstandselements (2) einstellbar ist.coil after patent claim 8 or 9 , characterized in that the size of the air duct (5) and/or the additional air duct (6) is determined by the selection of the diameter or the cross-sectional area of the at least one spacer element (2), the shape of the at least one spacer element (2), the size and The shape or the cross-sectional area of the at least two spacers (3) and/or the type and position of the arrangement of the at least two spacers (3) on the at least one spacer element (2) can be adjusted.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bleche des mindestens ein Blechpakets (1) zusammengepresst sind und das mindestens eine Abstandselement (2) diese über die Wicklung (7) zusammenpresst bzw. aufeinander presst.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that the individual laminations of the at least one laminated core (1) are pressed together and the at least one spacer element (2) presses them together or on top of one another via the winding (7).

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehr als einem Abstandselement (2) pro Seite mindestens eines magnetisierbaren Kerns oder mindestens eines Blechpakets (1) die Abstandselemente (2) an den Enden des mindestens einen magnetisierbaren Kerns oder des mindestens einen Blechpaktes (1) angeordnet sind, sodass die auf dem mindestens einen magnetisierbaren Kern oder dem mindestens einen Blechpaket (1) anliegenden Enden der Abstandselemente (2) mit der von der Wicklung (7) erzeugten Kraft, welche beim Wicklungsvorgang entsteht und variierbar einstellbar ist, an den Seitenkanten des mindestens einen Kerns oder des mindestens einen Blechpakets (1) in diesen oder dieses einleitbar ist.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that when using more than one spacer element (2) per side of at least one magnetizable core or at least one laminated core (1), the spacer elements (2) at the ends of the at least one magnetizable core or of the at least are arranged in a laminated core (1), so that the ends of the spacer elements (2) resting on the at least one magnetizable core or the at least one laminated core (1) can be variably adjusted with the force generated by the winding (7), which arises during the winding process , At the side edges of the at least one core or the at least one laminated core (1) can be introduced into this or this.

Spule nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule als Drossel ausgelegt ist.Coil according to one of the preceding patent claims, characterized in that the coil is designed as a choke.

Verfahren zur Herstellung einer Spule nach einem der vorangehenden Patentansprüche 1 bis 15, mit den Verfahrensschritten: - bereitstellen mindestens eines magnetisierbaren Kerns, wobei der magnetisierbare Kern aus mindestens einem Blechpaket (1) aus mehreren Blechen, die miteinander zu dem Blechpaket (1) verbunden sind, oder aus einem in eine rechteckige oder quadratische Form gepresstem weichmagnetischen Werkstoff oder Ferritmaterial besteht, - anordnen von jeweils mindestens einem Abstandselement (2) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns, wobei an den jeweils mindestens einem Abstandselement (2) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kerns jeweils mindestens zwei Abstandshalter (4) angeordnet werden, - anordnen oder fixieren der Abstandselemente (2) am Kern, - umwickeln des Kerns mit einem elektrischen Leiter.Method of manufacturing a coil according to any one of the preceding patent claims 1 until 15 , with the method steps: - providing at least one magnetizable core, the magnetizable core consisting of at least one laminated core (1) made of several laminations which are connected to one another to form the laminated core (1), or of a soft-magnetic material pressed into a rectangular or square shape or ferrite material, - arranging at least one spacer element (2) on two opposite sides of the core, with at least two spacers (4) being arranged on each of the at least one spacer element (2) on two opposite sides of the core, - arranging or fixing the spacer elements (2) on the core, - wrapping the core with an electrical conductor.

Verfahren Nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Leiter in Form eines Drahtes oder eines Bandes, mit rechteckigem oder quadratischem oder rundem Querschnitt, bereitgestellt wird und dass der elektrische Leiter mit einer Primärisolierung überzogen ist, dass die Umwicklung des Kerns mit dem elektrischen Leiter schraubenförmig erfolgt und dass anschießend eine Imprägnierung erfolgt.procedure after Claim 16 , characterized in that the electrical conductor is provided in the form of a wire or a strip, with a rectangular or square or round cross-section, and in that the electrical conductor is covered with a primary insulation, in that the winding of the core with the electrical conductor takes place helically and that followed by impregnation.