DE8611261U1 - Noise-suppressed inductive electrical component - Google Patents

Description

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Firma NKL Naturenergie- und Kleinspannungstechnik Lorenzen GmbH, Robert-Bosch-Str. 18-20, 7160 Gaildorf 3Company NKL Naturenergie- und Kleinspannungstechnik Lorenzen GmbH, Robert-Bosch-Str. 18-20, 7160 Gaildorf 3

Geräuschgedämpftes induktives elektrisches BauelementNoise-suppressed inductive electrical component

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein induktives elektrisches Bauelement nach dem Oberbegriff des nspruches 1.The invention relates to an inductive electrical component according to the preamble of claim 1.

Derartige Bauelemente sind als Drosseln oder übertrager auf dem Markt. Der (geschlossene) Kern dieser Bauelemente ist meist ringförmig, kann jedoch auch quadratische oder rechteckige Form aufweisen. Eine den Kern umgebende, diesen elektrisch gegenüber mindestens einer Wicklung isolierende Hülle besteht in der Regel aus Kunststoff und kann z. B. durch Tauchlackieren oder Wirbelsintern auf den Kern aufgebracht werden.Such components are used as chokes or transformers on the market. The (closed) core of these components is usually ring-shaped, but can also be square or rectangular in shape. One that surrounds the core and is electrically opposite to at least one winding insulating sheath is usually made of plastic and can, for. B. by dip painting or whirl sintering be applied to the core.

Problematisch ist, daß den meisten Magnetkernwerkstoffen, die den Kern der erwähnten Bauelemente bilden, eine EigenThe problem is that most of the magnetic core materials that form the core of the components mentioned have their own

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schaft anhaftet, die als Magnetostriktion bezeichnet |attached to the shaft, known as magnetostriction |

wird und dazu führt, daß sich unter der Wirkung des magnetischen Flusses Volumenänderungen ergeben. Diese machen
sich dann unangenehm bemerkbar, wenn die Magnetkerne periodischen Flußänderungen unterworfen sind, deren Frequenzen im Hörbereich des menschlichen Ohres liegen. Es
ist dann ein Summen oder Pfeifen der betreffenden Bauelemente wahrzunehmen, das in vielen Fällen - z. B. bei „ Funkentstördrosseln in Lichtdimmern - sehr störend sein | kann, vor allem dann, wenn die Schall abgebenden induktiven Bauelemente mit größeren resonanzfähigen mechanischen Teilen wie Leiterplatten oder Gehäusen mechanisch
verbunden werden und sich dadurch die Schallabstrahlung
noch verstärkt. Iand leads to changes in volume under the effect of the magnetic flux. Do this
then become unpleasantly noticeable when the magnetic cores are subjected to periodic changes in flux, the frequencies of which are within the audible range of the human ear. It
a buzzing or whistling sound can then be heard from the components in question, which in many cases - e.g. B. with "radio interference suppression chokes in light dimmers - can be very annoying | can, especially when the sound-emitting inductive components with larger mechanical parts capable of resonance such as circuit boards or housings are mechanical
connected and thereby the sound radiation
reinforced. I.

Es ist deshalb heute üblich, solche schallabgebenden induktiven Bauelemente in Geräten, wo sie stören können,
schallisoliert einzubauen, sie z. B. zwischen geräuschdämmenden Platten zu haltern. Solche Befestigungen sind I aber aufwendig und beanspruchen viel Platz. Die Montage | ist zudem oft umständlich und zeitraubend. Der Erfindung | liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein induktives elektri- | sches Bauelement der eingangs beschriebenen Art zu schaf- | fen, dessen Schallabstrahlung gegenüber den bekannten | derartigen Bauelementen einerseits erheblich reduziert ist, und |It is therefore common today to use such sound-emitting inductive components in devices where they can interfere,
to be installed soundproofed, e.g. B. to hold between noise-insulating panels. Such fastenings are expensive and take up a lot of space. The assembly | is also often cumbersome and time-consuming. The invention | is therefore based on the task of an inductive electrical | cal component of the type described at the outset to create | fen, whose sound radiation compared to the known | such components on the one hand is significantly reduced, and |

das andererseits mit geringem Aufwand hergestellt und ion the other hand produced with little effort and i

an Trägerplatten befestigt werden kann. Ican be attached to carrier plates. I.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße geräuschgedämpfte induktiveThe noise-damped inductive according to the invention

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elektrische Bauelement löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß trotz der nach wie vor vorhandenen Wirkungen der Magnetostriktion im Kern des Bauelements so wenig Schall, abgestrahlt wird, daß darüber hinausführende weitere Schallisolierungen entbehrlich sind. Es kann daher ohne besondere Schallisolationsmaßnahmen auf Leiterplatten oder an Gehäuseteilen befestigt werden. Aufwendige Sonderbefestigungen oder schalldämmende Einbettungen des gesamten Bauelements können damit entfallen.electrical component solves this problem with the characteristic Features of the main claim and has the advantage that despite the effects that are still present Due to the magnetostriction in the core of the component, so little sound is emitted that further sound is emitted beyond it Soundproofing is dispensable. It can therefore be used on printed circuit boards without special soundproofing measures or attached to housing parts. Elaborate special fastenings or sound-absorbing embedding of the entire component can thus be omitted.

Vorteilhaft ist ferner, daß das die Hülle bildende gummielastische Material in Verbindung mit der es umgebenden und insoweit auch weiter stabilisierenden Wicklung gleichzeitig eine Art innenliegendes Gehäuse für das Bauelement bildet, die Wicklung gegen Kurzschluß durch das Kernmaterial schützt und in der Gehäusefunktion mindestens Lötstifte oder sonstige Befestigungsmittel für Wicklungsenden aufnehmen und lagern kann, die dann in entsprechende Durchführungsöffnungen einer tragenden Leiterplatte o. dgl. geführt und dort befestigt, beispielsweise verlötet werden.It is also advantageous that the rubber elastic that forms the sheath Material in connection with the surrounding and thus further stabilizing winding at the same time forms a kind of internal housing for the component, the winding against short circuit through the Core material protects and in the housing function at least solder pins or other fasteners for Can accommodate winding ends and store, which then in corresponding openings in a load-bearing Printed circuit board o. The like. Out and fastened there, for example soldered.

Die Befestigung eines solchen Bauelements an der Trägerplatte kann liegend oder stehend erfolgen, je nach den Einbauerfordernissen. Die Wirkung des gummielastischen, gleichzeitig elektrisch isolierenden Hüllenmaterials ist so, daß das vorzugsweise in sich selbst elastische Material, welches daher auch als volumenelastisch bezeichnet werden kann, einerseits die von dem Kern erzeugten Schallwellen auffängt und durch innere Reibung vernichtet, andererseits aber auch verhindert, daß über die Be-The attachment of such a component to the carrier plate can be done lying or standing, depending on the Installation requirements. The effect of the rubber-elastic, at the same time electrically insulating cover material is so that the preferably inherently elastic material, which is therefore also referred to as volume elastic can be, on the one hand catches the sound waves generated by the core and destroys them through internal friction, on the other hand, it also prevents the

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I festigungsmittel ah der Trägerplatte eine Schallübertra-I fastening means ah the carrier plate a sound transmission

i| gung stattfindet. Das gummielastische Material Unter-i | takes place. The rubber-elastic material under

I bricht daher auch die Weiterleitung und übertragung derI therefore also cancel the forwarding and transmission of the

* Erzeugten Geräusche oder Schwingungen in Form von Kör-* Generated noises or vibrations in the form of body

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I Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten MaßnahmenI By the measures listed in the subclaims

I Sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen desI Are advantageous further training and improvements of the

ii im Hauptanspruch angegebenen geräuschgedämpften elektri-ii specified in the main claim, noise-damped electrical

I sehen Bauelements möglich. So wirkt es sich besondersI see component possible. So it works out special

* vorteilhaft auf die Unterdrückung der Schallabstrahlung I aus, wenn gemäß der in den Unteransprüchen 2 bis 6 bell schriebenen Ausgestaltungen der Erfindung Lötstifte und * beneficial to the suppression of sound radiation I from when, according to the embodiments of the invention described in the dependent claims 2 to 6, solder pins and

I andere, der Befestigung des Bauelementes dienende Vor-I other, the fastening of the structural element

\ richtungen an die, die isolierende Hülle bildenden gum- \ directions to the rubber

I inielastischen Spritzteile angespritzt oder in dieseI injected into elastic molded parts or into them

I Spritzteile eingelagert werden. Es kann dann jeglicheI molded parts are stored. Anyone can then

i starre Verbindung zwischen Bauelement und Träger vermieden werden. Damit tritt neben die Dämmwirkung der den Magnetkern unmittelbar umgebenden isolierenden Hülle noch die Dämmwirkung der gummielastischen Einbettung def Befestigungselemente. Letztere entspricht an Wirksamkeit mindestens der Dämmwirkung eines schallisolierten Einbaus herkömmlicher Art. i Avoid rigid connection between component and carrier. In addition to the insulating effect of the insulating sheath immediately surrounding the magnetic core, there is also the insulating effect of the rubber-elastic embedding of the fastening elements. The effectiveness of the latter is at least equivalent to the insulating effect of a conventional soundproof installation.

Eine im tanspruch 7 beschriebene Ausgestaltung der Erfindung erfüllt erhöhte Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Positionen der Anschlüsse und Befestigungsvorrichtungen des Bauelementes, etwa zur automatischen Bestückung von Leiterplatten.An embodiment of the invention described in claim 7 fulfills increased demands on dimensional accuracy the positions of the connections and fastening devices of the component, for example for the automatic assembly of printed circuit boards.

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Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in the following description explained in more detail. Show it:

Fig. 1 schematisiert ein induktives Bauelement mit ringförmigem Kern und einer aus gespritzten Halbschalen bestehenden isolierenden Hülle, in perspektivischer Darstellung und einer möglichen liegenden Befestigung auf einer nicht gezeigten Trägerplatte, mit teilweise weggeschnittenen Teilen;Fig. 1 schematically shows an inductive component with an annular core and an injection-molded half-shell existing insulating shell, in perspective and a possible lying Fastening on a carrier plate, not shown, with parts partially cut away;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines induktiven Bauelements, welches mittels Rasthaken auf einer Trägerplatte befestigt ist, undFig. 2 shows a further embodiment of an inductive component, which by means of locking hooks on a Support plate is attached, and

die Figuren 3a und 3b eine dritte Ausführungsform eines induktiven Bauelements in Form eines Übertragers oder einer Doppeldrossel in Seitenansicht und Draufsicht und stehender Befestigung auf einer Leiterplatte.Figures 3a and 3b show a third embodiment of a inductive component in the form of a transformer or a double choke in side view and Top view and standing attachment on a circuit board.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines induktiven elektrischen Bauelements dargestellt, das einen ringförmigen Kern 1 besitzt, der von einem gummielastischen und daher stark schallisolierend bzw. -dämmend wirkenden Isoliermaterial umgeben ist. Das Isoliermaterial ist bevorzugt von zwei gespritzten Halbschalen 2a, 2b gebildet, die den Kern 1 zwi;·' aen sich aufnehmen und von einer Wicklung 3 gegeneinander und gegen den Kern gepreßt sind. Zur Befestigung und zur Herstellung derIn Fig. 1, a first embodiment of an inductive electrical component is shown, the one has annular core 1, which is of a rubber-elastic and therefore strong sound-insulating or -dammend acting insulating material is surrounded. The insulating material is preferably made of two injection-molded half-shells 2a, 2b formed, which take up the core 1 between each other and are pressed against each other and against the core by a winding 3. For fastening and producing the

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elektrischen Anschlüsse der Wicklungsenden sind Lötstifte 4 in besondere, an die beiden Halbschalen angespritzte Aufnahmen 6 eingesetzt oder unmittelbar eingespritzt. Die untere Halbschale 2a trägt außerdem Abstandsnoppen 5, damit das Bauelement auch unmittelbar auf einer Leiterplatte montiert werden kann, ohne daß die Wicklung mit der Leiterplattenoberfläche und dort befindlichen Leiterbahnen in Berührung kommt.electrical connections of the winding ends are special soldering pins 4, molded onto the two half-shells Recordings 6 used or injected directly. The lower half-shell 2a also carries spacer knobs 5, so that the component can also be mounted directly on a circuit board without the winding the circuit board surface and the conductor tracks located there comes into contact.

Als gummielastisches Isoliermaterial kommen neben natürlichem oder synthetischem Gummi vor allem Weich-PVC und andere gummielastische Kunststoffe in Betracht, auch alle volumenelastischen Materialien, ferner Silikon, Elastomere u. dgl.In addition to natural or synthetic rubber, soft PVC and in particular are used as rubber-elastic insulating material other rubber-elastic plastics into consideration, also all volume-elastic materials, also silicone, Elastomers and the like

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Halbschalen können auch anders geformte Spritzteile die isolierende Hülle bilden. Zum Beispiel kann ein den Kernquerschnitt auf drei Seiten umschließendes Unterteil mit einem Deckel verwendet werden oder ein einziges taschenartiges Spritzteil mit ringförmiger Grundfläche, dessen nach oben über den Kern überstehende Seitenflächen beim Bewickeln des Bauelementes zusammengedrückt werden und so den Kern einschließen.Instead of the half-shells shown in FIG. 1, molded parts of different shapes can also be used for the insulating sheath form. For example, a lower part enclosing the core cross-section on three sides can have a cover be used or a single pocket-like molded part with an annular base, the top over the core protruding side surfaces are pressed together when winding the component and so the core lock in.

Schließlich ist es möglich, anstelle der Verwendung gummielastischer Spritzteile, den Kern unmittelbar - etwa durch Tauchen - mit einer gummielastischen Umhüllung zu versehen und auf dieser eine oder mehrere Wicklungen anzubringen. Lötstifte und andere Befestigungselemente können dann, wie in Fig. 2 schemätisch dargestellt, in ein gegebenenfalls gesondertes, dann formstabiles Spritz-Finally it is possible instead of using rubber elastic Injection molded parts, the core directly - for example by dipping - with a rubber-elastic cover provided and to apply one or more windings on this. Solder pins and other fasteners can then, as shown schematically in Fig. 2, in an optionally separate, then dimensionally stable injection molding

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teil 7 eingelassen sein, welches mittels der Wicklung 9 an den gummielastisch umhüllten Kern 8 angewickelt und so sicher gehalten ist. Die Verwendung eines zusätzlichen formstabilen Spritzteiles ist vor allem dann zweckmäßig, wenn das Bauelement mittels federnder Rasthaken 10 auf einem Träger 11 befestigt werden soll.part 7 be let in, which wound by means of the winding 9 to the rubber-elastic encased core 8 and is kept so safe. The use of an additional dimensionally stable molded part is particularly useful when if the component is to be fastened to a carrier 11 by means of resilient latching hooks 10.

Die in den Figuren dargestellten Bauelemente tragen, jeweils angedeutet, eine einzige Wicklung. Die Anzahl der Wicklungen kann jedoch durchaus höher sein. So wird man zur Realisierung von Übertragern oder stromkompensierten Drosseln mindestens zwei Wicklungen vorsehen, die durch angespritzte Trennstege voneinander getrennt sein können.The components shown in the figures have, each indicated, a single winding. The number of However, windings can be higher. This is how one becomes the implementation of transformers or current-compensated ones Provide chokes with at least two windings, which are separated from one another by molded separators can.

Bei quadratisch oder rechteckig geformten Kernen ist es auch möglich, auf eine Umhüllung der gesamten Kernoberfläche zu verzichten und die gummielastische Unihüliang, in der Art eines Spulenkörpers, nur dort anzubringen, wo sich die Wicklungen befinden. Eine gewisse Schallabstrahlung über die nicht umhüllten Teile der Kernoberfläche muß dann allerdings in Kauf genommen werden.In the case of square or rectangular shaped cores, it is also possible to cover the entire core surface to renounce and the rubber-elastic Unihüliang, in the manner of a bobbin, to be attached only where the windings are. A certain amount of sound radiation However, the uncovered parts of the core surface must then be accepted.

Die Figuren 3a und 3b zeigen schließlich noch das soeben erwähnte doppelspulige Bauelement in in diesem Fall stehender Befestigung auf einer Leiterplatte 12, wobei die beiden Spulen 3a und 3b durch vorzugsweise an die spezielle Spritzgußform der Hüllen-Halbschalenteile angesetzte, radial hervortretende Lappen oder VorSprünge 13 getrennt sein können.Finally, FIGS. 3a and 3b also show the double-coil component just mentioned in this case standing attachment on a circuit board 12, the two coils 3a and 3b through preferably to the Special injection mold of the shell half-shell parts attached, radially protruding lobes or protrusions 13 can be separated.

Ist ein solches Bauelement hinreichend miniaturisiert,If such a component is sufficiently miniaturized,

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dann genügt gegebenenfalls schon die Befestigung an der Leiterplatte über die in diesem Falle vier den elektrischen Anschlüssen dienenden Lötstifte; es ist aber auch möglich, an das gummielastische Hüllenmaterial entweder unmittelbar weitere Verrastungsmittel 14, etwa in Form von Rasthaken 14a, 14b (s. Fig. 3b) anzuspritzen oder zu umspritzen, die aus einem starreren, geeigneter Kunststoff material sind, oder solche Rasthaken 14a, 14b einstückig auf einem weiter vorn schon erwähnten gesonderten formstabilen Zusatzteil anzuordnen und dieses dann entweder durch das Aufbringen der Wicklung in das Bauelement aufzunehmen und zu haltern oder, was ebenfalls möglich ist, direkt an die gummielastische Hülle anzuformen, etwa anzuspritzen. Wenn dies großflächig genug geschieht, dann ergibt sich ein einwandfreier Lagerungsübergang und eine feste Verankerung bei gleichzeitiger sicherer Schalldämmung durch das gummielastische Hüllenmaterial zwischen dem Kern und dem angeformten Hartkunststoffteil, von dem dann die Rasthaken ausgehen.then, if necessary, it is sufficient to attach it to the circuit board via the four electrical ones in this case Solder pins used for connections; but it is also possible to either use the rubber-elastic cover material immediately further locking means 14, for example in the form of locking hooks 14a, 14b (see Fig. 3b) to inject or encapsulate, which are made of a more rigid, suitable plastic are material, or such latching hooks 14a, 14b in one piece to be arranged on a separate, dimensionally stable additional part already mentioned above and then either by applying the winding to the component and to hold it, or whatever is also possible is to be molded directly onto the rubber-elastic cover, for example by injection molding. If this happens over a large enough area, then there is a flawless transition to storage and a firm anchorage while at the same time being more secure Sound insulation through the rubber-elastic shell material between the core and the molded hard plastic part, from which the locking hooks go out.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the features presented in the description, the following claims and the drawing can both be essential to the invention individually as well as in any combination with one another.

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Claims (1)

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4/21/86 Firma NKL Naturenergie- und Kleinspannungstechnik Lorenzen Gmbl Robert-Bosch-Str. 18-20, 7160 Gaildorf 3Company NKL natural energy and extra-low voltage technology Lorenzen Gmbl Robert-Bosch-Str. 18-20, 7160 Gaildorf 3 SchutzansprücheProtection claims 1. Induktives elektrisches Bauelement mit einem magnetischen leitfäiiigen, in sich geschlossenen und mit einer isolierenden Hülle umgebenden Kern und mindestens einer Kern und Hülle umschließenden Wicklung, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Hülle1. Inductive electrical component with a magnetic one conductive, self-contained and with a core surrounding an insulating sheath and at least one winding surrounding the core and sheath, characterized in that as an insulating sheath (2a, 2b) ein gummielastisches Material um den Kern(2a, 2b) a rubber elastic material around the core (1) angeordnet ist.(1) is arranged. 2. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) von einem oder mehreren, aus dem gummielastischen Material bestehenden Spritzteilen (2a, 2b) umgeben ist.2. Inductive electrical component according to claim 1, characterized in that the core (1) of one or several injection molded parts (2a, 2b) made of the rubber-elastic material. 3. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzteile (2) den Kern zwischen sich aufnehmende Halbschalen (2a, 2b) sind.3. Inductive electrical component according to claim 2, characterized in that the molded parts (2) the The core between them are receiving half-shells (2a, 2b). 4. induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 24. inductive electrical component according to claim 2 4 4 44 4 4 44 44444 444 4 4 4 4 4 444 4 4 4 4 44 444 Hl IHI ■■444 Hl IHI ■■ « ti«Ti 1975/ot/wi1975 / ot / wi 21.4.86 - 2 - 4/21/86 - 2 - oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Spritzteil (2a, 2b) Ausnehmungen oder Bohrungenor 3, characterized in that recesses or bores in at least one injection-molded part (2a, 2b) S zur Aufnahme von Lotstiften (4) oder zur direktenS for holding solder pins (4) or for direct Festlegung der Enden des Wicklungsdrahtes angeordnet sind.Defining the ends of the winding wire are arranged. ;, 5. Induktives elektrisches Bauelement nach Ansprurh. 2,;, 5. Inductive electrical component according to claims. 2, f dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens ein Spritz-f characterized in that at least one injection teil (2a, 2b) Lötstifte (4) eingespritzt sind.part (2a, 2b) solder pins (4) are injected. ί 6. Induktives elektrisches Bauelement nach einem derί 6. Inductive electrical component according to one of the Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Bauelements auf einem Träger (11) Rasthaken (10) an mindestens einem Spritzteil (2a, 2b) angespritzt oder in mindestens ein Spritzteil als Einlegeteil eingespritzt sind.Claims 2 to 5, characterized in that for fastening the component on a carrier (11) Latching hook (10) is molded onto at least one injection-molded part (2a, 2b) or in at least one injection-molded part Insert are injected. 7. Induktives elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an7. Inductive electrical component according to one of claims 2 to 6, characterized in that on * mindestens einerr. Spritzteil (2a) Abstandsnoppen (5)* at least one Molded part (2a) spacer knobs (5) ^; angespritzt oder angeordnet sind. ^; molded or arranged. 8. Induktives elektrisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Wicklung (9) zusätzlich ein formstabiles Spritzteil (7) umschlossen ist, welches auf der isolierenden Hülle aufliegt und Lötstifte zur Befestigung der Enden des Wicklungsdrahtes und/oder Rasthaken (10) und/oder Abstandsnoppen zur Befestigung des Bauelements trägt.8. Inductive electrical component according to claim 1 or 2, characterized in that of the winding (9) a dimensionally stable molded part (7) is also enclosed, which is on the insulating cover rests and solder pins for fastening the ends of the winding wire and / or latching hooks (10) and / or Carries spacer knobs for fastening the component.