DE8490152U1

DE8490152U1 - Ferrit-Drosselspulenanordnung

Info

Publication number: DE8490152U1
Application number: DE19848490152
Authority: DE
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-08-28
Publication date: 1985-08-14
Also published as: GB2146847A; WO1985001387A1; JPH051049Y2; GB8423273D0; JPS61500001U

Description

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Ferrit-Drosselspulenanordnung Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ganz allgemein induktive Bauelemente für elektronische Schaltungen und im einzelnen Drosselspulen, die besonders für eine Montage auf elektronischen Schaltungsplatten geeignet sind. Hintergrund der Erfindung

Zahlreiche elektronische Schaltungen benötigen als eines ihrer Bauteile ein induktives Bauteil, und zwar im allgemeinen zur Durchführung einer Filterfunktion. Dies ist auch der Fall bei Schaltungen in Fernsprechempfängern. Solche Schaltungen sind elektromagnetischen Störungen verschiedener Art ausgesetzt, und diese Störungen werden durch eine Induktivität ausgefiltert.

Diejenigen induktiven Bauteile, die üblicherweise zur Unterdrückung von Störungen in elektronsichen Schaltungen benutzt werden, sind allgemein als "Drosselspulen" bekannt. Sie sind vorzugsweise so ausgelegt, daß sie leicht zusammen mit den anderen Schaltungsbauteilen auf einer Schaltungsplatte befestigt werden können. Da dieses Befestigen getrennt von der Herstellung der anderen Schaltungselemente auf der Platte erfolgt, ist es wichtig, daß das Zusammenbauen möglichst wenig kompliziert ist. Da außerdem die meisten anderen Bauteile auf der Schaltungsplatte entweder auf die Platte gedruckt werden oder verhältnismäßig kleine integrierte Schaltungen sind und für jedes Gerät dieser Art der Platzbedarf und das Volumen wichtig sind, ist es wünschenswert, daß die Höhe, mit der eine solche Drosselspule über die Oberfläche der Schaltungsplatte hinausragt, minimal gehalten wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die neuartige Drosselspule nach der vorliegenden Erfindung enthält einen Ε-Kern mit einer Wicklung auf ihrem Mittelschenkel . Die Außenschenkel und der Mittelschenkel

des Ε-Kerns führen über das Ende der Wicklung hinaus, so daß eine Magnetflußkopplung zwischen den Außenschenkeln und dem Mittelschenkel auftritt, die ausreicht, um eine wesentliche Verringerung der Windungszahl für die Wicklung zu ermöglichen. Dies gestattet eine verringerte Dickenabmessung für die Wicklung und demgemäß für die gesamte Drosselspule. Eine solche Anordnung ermöglicht außerdem ein besonders schnelles und zuverlässiges Zusammenbauen der Wicklung mit dem E-Kern.

Die Wieklüny enthält eine oder mehrere getrennte Wicklungen auf einem Spulenkern, der auf dem Mittelschenkel des Kerns gleitet. Der Spulenkern besitzt Rastnocken, die den Kern im zusammengebauten Zustand festhalten. Die Wicklung ist asymmetrisch aufgebaut, um eine einfache Orientierung bei automatisierten Zusammenbaueinrichtungen zu ermöglichen.
Figurenlegende

Fig. 1 T-.eigt eine perspektivische Ansicht einer Drosselspulenanordnung nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht der Drosselspulenanordnung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der i"rosselspulenanordnung nach Fig. 1 bei abgezogenem Kern.

Fig. 4 zeigt getrennt eine perspektivische Ansicht des Spulenkerns für die Drosselspulenanordnung nach Fig. 1 und 2. Spezielle Beschreibung
In Fig. 1 und 2 ist eine Drosselspulenanordnung 10 dargestellt, die eine auf einem Kern 14 befestigte Wicklungsanordnung 12 enthält. Der Kern 14 ist in Fig. 3 getrennt von der Wicklungsanordnung 12 dargestellt. Der Kern 14 ist ein Ε-Kern aus keramischem Ferritmaterial, beispielsweise einem von der Firma Western Electric Company, North Andover, Mass., 1983 hergestellten Material mit der Bezeichnung LRM382-L1 . Der Kern 14 «--eist einen Basisabschnitt 16, zwei Außenschenkel 1&, 20 und einen Mittelschenkel 22 auf.

Die vertikalen Kanten 24 am Ende des Mittelschenkels 22 sind abgeschrägt. Die Wicklungsanordnung 12 enthalt einen Spulenkern 16, der aus thermoplastischem Harzmaterial gespritzt ist. Er ist in Fig. 4 getrennt gezeigt. Der Spulenkern 16 weist eine zentrale Führungsöffnung 28 zur Aufnahme des Mittelschenkels 22 vom Kern 14 auf. Die äußeren vertikalen Kanten 30 der FührungsÖffnung 28 sind abgeschrägt, um die horizontale Ausrichtung zu erleichtern, wenn die Wicklungsanordnung 12 den Mittelschenkel 22 aufnimmt. Die

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\· l ungsgliedern 31 erreicht, die sieb, ein kurzes StücK vor

'■ die Führungsöffnung 28 erstrecken und mit zunehmendem Ab-

!; stand von der Führungsöffnung größeren Abstand besitzen.

&t In axialem Abstand sind zwei Endf lanschei-32, 34 an einem

::; 15 zylindrischen Teil 36 mit rechteckigem Querschnitt befe-..£■ stigt. In der Mitte zwischen den Flanschen 32, 34 ist eine

Trennwand 38 angeordnet, die den Spulenkern 26 in zwei Wicklungskammern unterteilt. Jeder Flansch 32, 34 weist zwei Öffnungen 40 in Richtung seiner Ebene auf, die je einen Anschlußstift 44 aufnehmen. Der Anschlußstift besitzt einen kurzen Drahtwickelabschnitt 46, der unter einem rechten Winkel abgebogen ist, und einen Befestigungsabschnitt Der Befestigungsabschnitt 48 enthält eine Einprägung 50, die die Innenwand der Aufnahmebohrung 40.deformiert, um den Stift 44 nach dem Zusammenbau mit dem Spulenkern 26 fest in seiner Lage zu halten. Von dem einen Flansch 32 gehen vier zungenförmige Rastlappen 52 aus. Diese sind so ausgelegt, daß sie die Außenflächen der Basis 16 des Kerns 14 erfassen, wenn die Wicklungsanordnung beim Zusammenbau fest gegen die Basis 16 gepreßt wird, um den Kern 14 sicher in seiner Lage zu halten.

In Fig. 2 ist die Wicklungsanordnung 12 mit den Anschlußstiften 44 in ihrer Lage dargestellt. Jede der Wicklungskammern weist eine Wicklung 54, 56 aus Kupferdraht auf. In der vollständig zusammengebauten Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 sind die Enden der Wicklungen 54, 56 um die Anschlußabschnitte 46 gewickelt. Die Befestigungsstifte 48 gehen vom Boden der Anordnung aus und sind so ausge-

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bildet, daß sie sich leicht auf einer Schaltungsplatte befestigen lassen.

Die Außenschenkel 18, 20 und der Mittelschenkel 22 des Kerns 14 sind wesentlich länger als die Führungs-Öffnung 28 im Spulenkern 26 , so daß sie über die Enden der äußeren Wicklung 56 um etwa 30 % ihr-r Gesamtlänge hinausragen. Dies bewirkt eine Magnetflußkopplung über die Luftspalte zwischen den Außensehenkeln 18, 20 und dem Mittelschenkel 22, die die Induktivität der Drosselspulen- IJ anordnung 10 wesentlich erhöht. Ohne dieses Merkmal wäre es nötig, zur Erzielung der gleichen Induktivität die Wicklungen 54, 56 mit oiner größeren Windungszahl auszustatten, wodurch sich der Durchmesser der Wicklungen 54, 56 erhöht und die gesamte Drosselspulenanordnung 10 eine entsprechend größere Dickenabmessung erhält. Da diese Dickenabmessung diejenige Abmessung ist, die das Vorstehen der Drosselspulenanordnung 10 über die Ebene der Schaltungsplatte, auf der sie befestigt ist, bestimmt, wäre dies für viele Anwendungsfälle, bei denen der Platzbedarf wichtig ist, unerwünscht.

Ein weiteres Merkmal der Drosselspulenanordnung 10 besteht darin, daß der Kupferdraht, aus dem die Wicklungen 54, 56 gebildet ist, eine solche Dicke besitzt, daß er als Sicherungsverbinder für die Schaltung dient, in der die Drosselspulenanordnung 10 benutzt wird. In typischer Weise wäre dies eine Fernsprechempfangsschaltung.

Ein vorteilhaftes Merkmal des Spulenkerns 26 besteht darin, daß seine Form asymmetrisch ist. Er läßt sich daher leichter durch automatisierte Zusammenbaueinrichtungen handhaben. Es ist bekannt, daß solche automatisierten Zusammenbaueinrichtungen leichter so ausgebildet werden können, daß sie unsymmetrische Stücke handhaben können, als wenn sie symmetrische Teile verarbeiten, da solche unsymmetrischen Teile sich leichter orientieren und ausrichten lassen. Gleiches gilt für den Kern 14.

Die Länge d, um die der Mittelschenkel 22 und die Außenschenkel 18, 20 des Kerns 14 sich über das Ende der äußeren Wicklung 56 hinaus erstrecken, kann innerhalb

eines zweckmäßigen Bereiches für einen bestimmten Anwendungsfall schwanken. Wenn jedoch die Länge d wesentlich größer als etwa 30 % der Gesamtlänge der Schenkel 18, 20 und 22 wird, so nimmt die zusätzliche Induktivität nicht mehr wesentlich zu, und der Kern 14 wird wesentlich anfälliger gegen ein Zerbrechen.

Die Wicklungsanordnung 10 enthält zwar zwei Wicklungen 54, 56, für den Fachmann ist jedoch klar, daß der Spulenkern 26 auch mit einer einzigen Wicklung oder mii mehr als zwei Wicklungen versehen werden kann. Außerdem kann der Spulenkern leicht so abgeändert werden, daß er speziell für eine einzelne Wicklung ausgebildet ist.

Der Kern 14 der Wicklungsanordnung 10 ist zwar ein Ε-Kern mit zwei Außenschenkeln 18, 20, aber ein U-förmiger Kern mit nur einem einzigen Außenschenkel würde ebenfalls eins Kopplung im Luftspalt zwischen dem Außenschenkel und dem Mittelschenkel ergeben, wenn diese genügend weit über die äußere Wicklung hinaus verlängert werden. Eine solche alternative Ausführung könnte für gewisse Zwecke nützlich sein.

Auch ein einziger Rastlappen kann den Spulenkern in seiner Lage auf dem Magnetkern festhalten. Eine Anordnung mit zwei sich gegenüberliegenden Rastlappen oder vorzugsweise vier Rastlappen, wie bei der dargestellten Anordnung 10, ergeben jedoch eine zuverlässigere und belastungsfähigere Befestigung. Mit Rücksicht auf das Spritzverfahren bei der Herstellung des Spulenkerns 26 kann es zweckmäßig sein, daß nur zwei sich diagonal gegenüberliegende Rastlappen statt der vier Rastlappen bei der Anordnung 12 verwendet werden.

Claims

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1. Elektrisches Induktivitätsbauteil mit einer Wicklungsanordnung, die wenigstens eine Wicklung und eine durch die Mitte der Wicklung führende Öffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Ferritkern (14) mit einem länglichen Mittelschenkel

(22) und wenigstens einem Außenschenkel (18, 20) vorgesehen ist, der parallel zu und im Abstand von dem Mittelsciiankel (22) angeordnet und an einem Ende mit ihm durch ein Basisteil (16) verbunden ist, das einstückig mit dem Mittelschenkel und dem Außenschenkel ausgebildet ist, daß der Mittelschenkel in der Öffnung (28) der Wicklung und der Außenschenkel nahe der Außenseite der Wicklung (54, 56) angeordnet sind, und
daß sowohl der Außenschenkel als auch der Mittelschenkel sich mit ihrem freien Ende um ein vorbestimmtes Stück über die Wicklung hinaus erstrecken, um eine Magnetfeldkopplung zwischen dem Außen- und dem Mittelschenkel zu erzielen.

2. Bauteil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (14) ein Ε-Kern mit einem zweiten Außenschenkel (20) ist , der parallel zu, im Abstand von und in der gleichen Ebene mit dem Mittelschenkel (22) angeordnet und mit diesem an einem Ende durch das Basisteil (16) verbunden ist und daß der zweite Außenschenkel nahe der Außenseite der Wicklung (54, 56) entgegengesetzt zum ersten Außenschenkel (18) angeordnet und sich ebenfalls um das vorbestimmte Stück über die Wicklung hinaus erstreckt, um eine Magnetfeldkopplung zwischen sich und dem Mittelschenkel zu erzielen.

3. Bauteil nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsanordnung einen Spulenkern (26) aufweist, der zwei Endflansche (32, 34) mit zentralen Öffnungen zur Aufnahme des Mittelschenkels (22) und einen hohlen, zylindrischen Zentralteil (36) aufweist , und

daß die Wicklung zwischen den Flanschen auf dem hohlen

'/ι 1 Zentralteil angeordnet ist.

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4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

ν dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rastlappen (52)

f von der Stirnfläche eines der Flansche (32, 34) des Spulen

,; 5 kerns ausgeht, um die Außenkante der Basis des Kerns zu

erfassen und den Spulenkern in seiner Lage auf dem Mifctel- ; schenkel (22) zu halten.

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5. Bauteil nach Anspruch 4,

(S dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare sich gegenüber-

*| 10 liegender Rastlappen (52) von dem Flansch (32, 34) des t Spulenkerns auf beiden Seiten des Mittelschenkels ausge-

£' hen und die Kanter- des Basisteils (16) des Kerns (14)

·£ rastend erfassen.

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6. Bauteil nach Anspruch 5,

: 15 dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil, die Außenschenkel und der Mittelschenkel des Kerns alle in> wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen.

7. Bauteil nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern eine Trennwand 20 (38) zwischen den Flanschen aufweist und zwei Wicklungen

(54, 56) besitzt, und zwar eine auf jeder Seite der Trenn- < wand.

8. Bauteil nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die - Flansche (32, 34) des Spu-25 lenkerns je wenigstens eine Bohrung besitzen, die in der Ebene des Fl&nsches durch den Flansch hindurchführt,

' daß ein Anschlußstift (44) hxndurchführend in die Bohrung

eingesetzt ist,

daß ein Ende (46) des Stiftes rechtwinklig abgebogen und 30 mit der Wicklung verbunden ist und daß das andere Ende (48) des Stiftes von dem Spulenkern zur Anbringung an einer Schaltungsplatte absteht.

9. Bauteil nach Ansprach 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich gegenüber-35 liegenden Kanten (24) am freien Ende des Mittelschenkels (22) mit einer Fase versehen sind, um die Einbringung des Mittelschenkels in die Öffnung des Spulenkerns zu erleichtern.

10. Bauteil nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüberliegende Innen- ■

'^;1 i kanten der Öffnung (28) in demjenigen Flansch, von dem .,

die Rastlappen (52) ausgehen, mit einer Fase versehen sind,
um das Einsetzen des Mittelschenkels (229 in die Öffnung des Spulenkerns zu erleichtern.

11. Bauteil nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von sich gegenüber-

ist, die zwischen den Rastlappen auf jeder Seite des Kerns <j' von dem Spulenkern nach außen auseinanderlaufen. ,'