Stromkompensierte Drossel und Verfahren zur Herstellung einer Stromkompensierten Drossel

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine stromkompensierte Drossel (1) mit einem Ringkern (23) mindestens zwei jeweils aus derselben Anzahl von Windungen (42.1, 42.2, 44.1, 44.2) bestehenden Wicklungen (41, 43), wobei im Inneren des Ringkerns (23) ein nicht leitender Körper (14) mit paarweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse (A-A) des Ringkerns ausgeführten Löchern (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) angeordnet ist, wobei durch jedes Loch zumindest einiger der Paare symmetrischer Löcher (15.1, 15.4; 15.2, 15.5; 15.3, 15.6) jeweils eine Windung (42.1, 42.2, 44.1, 44.2) geführt ist, und durch die beiden zu einem Paar gehörenden Löcher (15.1, 15.4; 15.2, 15.5; 15.3, 15.6) einander entsprechende Windungen (42.1, 44.1; 42.2, 44.2) unterschiedlicher Wicklungen (41, 43) geführt sind und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen stromkompensierten Drossel (1).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine stromkompensierte Drossel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen stromkompensierten Drossel.

[0002] Drosseln sind induktive Bauteile in der Elektrotechnik und Elektronik, die unter anderem Verwendung bei der Unterdrückung von Störpulsen finden. Eine weit verbreitete Unterart von Entstördrosseln, beispielsweise zur Unterdrückung von Störströmen, die gleichsinnig in Hin- und Rückleitung auftreten, sind stromkompensierte Drosseln, die auch unter der Bezeichnung "Gleichtaktdrosseln" (Common Mode Chokes) bekannt sind. Stromkompensierte Drosseln zeichnen sich durch mehrere, mindestens aber zwei Wicklungen aus, die gegensinnig vom Arbeitsstrom durchflossen werden, aus. Als Konsequenz heben sich bei idealen, d.h. zueinander völlig symmetrischen Wicklungen mit gleicher Windungszahl, gleichem Sektor und gleicher Drahtführung die magnetischen Felder der Wicklungen im Kern der Drossel auf, so dass die Drossel für den Arbeitsstrom eine geringe Induktivität aufweist, während die Induktivität der Drossel für die gleichsinnig auftretenden Störströme hoch ist. Abweichungen von einer idealen, völlig symmetrischen Wicklung führen mit steigender Frequenz des Arbeitsstroms zu Verlusten, die möglichst gering zu halten sind.

[0003] Die Auslegung stromkompensierter Drosseln unterliegt einer Vielzahl von Randbedingungen. Um die ohmschen Verluste gering zu halten, wählt man die für die Wicklung verwendeten Drähte möglichst dick. Um hohe Induktivitäten für gleichsinnige Störströme zu erreichen, erfolgt die Wicklung in der Regel auf einem ringförmigen Magnetkern, der aber wegen verschiedenster Einbaubedingungen möglichst klein sein sollte. Dabei sollte die einzelne Wicklung aber zugleich möglichst viele Windungen umfassen. Wesentlich ist weiterhin die galvanische Trennung zwischen den Wicklungen. Es muss also verhindert werden, dass sich Drähte der einzelnen Wicklungen, deren Windungen sämtlich durch das Innenloch des ringförmigen Magnetkerns geführt werden müssen, berühren.

[0004] Diese Randbedingungen erzwingen im Regelfall die Bewicklung stromkompensierter Drosseln von Hand oder unter Verwendung handbetriebener mechanischer Zugeinrichtungen und ähnlicher mechanischer Hilfsmittel, z.B. von Häkelnadeln. Mit einer derartigen manuellen Wickeltechnik ist es aber praktisch unmöglich, exakt symmetrische Wicklungen zu erreichen. In der Regel kommt es trotz des hohen Herstellungsaufwandes zu Überkreuzungen zwischen den Drähten einzelner Windungen und Ungenauigkeiten in der Führung der Drähte.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, die Symmetrie der Wicklungen bei einer stromkompensierten Drossel zu verbessern ohne den Aufwand zu erhöhen.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine stromkompensierte Drossel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

[0007] Eine erfindungsgemäße stromkompensierte Drossel weist einen Ringkern und eine gerade Anzahl, mindestens jedoch zwei jeweils aus derselben Anzahl von Windungen bestehenden Wicklungen auf, wobei ferner im Inneren des Ringkerns ein nicht leitender Körper mit paarweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse des Ringkerns ausgeführten Löchern angeordnet ist. Dabei ist durch jedes Loch zumindest einiger der Paare symmetrischer Löcher jeweils eine Windung geführt, und durch die beiden zu einem Paar gehörenden Löcher sind einander entsprechende Windungen einander zugeordneter Wicklungen geführt sind.

[0008] Der Ringkern dient dabei als Trägerstruktur, auf die die Wicklungen direkt oder indirekt aufgebracht sind.

[0009] Unter einander zugeordneten Wicklungen sind dabei die Wicklungen zu verstehen, deren Magnetfelder sich, wenn die Wicklungen mit dem Arbeitsstrom durchflossen werden, jeweils kompensieren sollen, die also im Idealfall zueinander völlig symmetrisch aufgebaut sind. Diese Symmetrie legt auch fest, welche Windungen der Wicklungen einander entsprechen; in der Regel wird sich diese Entsprechnung aber auch durch gleichsinniges Abzählen der Windungen einander entsprechender Wicklungen bestimmen lassen. Bei symmetrischen Wicklungen mit N Windungen werden dabei die Windungen, die dieselbe Ordnungszahl n mit 1≤n≤N beim Abzählen zugewiesen erhalten, einander entsprechen.

[0010] Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, den Verlauf der einzelnen Windungen jeweils exakt vorzugeben, indem ihr Anfangs- und Endpunkt definiert festgelegt werden. Durch das Festziehen der einzelnen Windungen im Verlauf des Herstellungsprozesses wird dann die kürzeste unter Berücksich-tigung der geometrischen Randbedingungen mögliche Verbindung hergestellt. Bei paarweise symmetrischer Anordnung der Löcher und Vorgabe gleicher geometrischer Randbedingungen für diese Lochpaare, insbesondere durch die Geometrie des Ringkerns und die geometrische Ausgestaltung des nicht leitenden Körpers, wird dadurch die exakte Symmetrie der einzelnen einander zugeordneten Windungen der einander kompensierenden Wicklungen und somit der gesamten Wicklungen garantiert. Insbesondere ist ein ungewolltes Überkreuzen von Wicklungen ausgeschlossen.

[0011] Eine besonders einfache Ausgestaltung des nicht leitenden Körpers ist eine im Innenraum des Ringkerns, also bei kleineren Radien als dem Innenradius des Ringkerns, angeordnete Scheibe ist, deren Kreisflächen parallel zur Richtung, in der sich ein Innenradiusvektor des Ringkerns erstreckt, verlaufen.

[0012] Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ringkern von einem mindestens aus zwei Teilen zusammengesetzten Kunststoffkörper umschlossen ist. Durch diese Maßnahme lässt sich auf einfache Weise eine verbesserte Stabilität des dann durch Ringkern und Kunststoffkörper gebildeten Drosselkörpers gegenüber den gerade bei Verwendung dicker Drähte für die Wicklungen bei der Herstellung der Drossel eingesetzten hohen Zugkräften erzielen. Ferner wird dadurch der Einfluss von Umgebungseinflüssen auf den Ringkern reduziert.

[0013] In diesem Fall ist eine besonders einfache Montage der stromkompensierten Drossel möglich, wenn der nicht leitende Körper mit einem der Teile des zusammengesetzten Kunststoffkörpers verbunden ist oder Bestandteil eines der Teile des zusammengesetzten Kunststoffkörpers ist. Eine einfach herzustellende Ausgestaltung des Kunststoffkörpers liegt insbesondere in einer Ausgestaltung als zwei ringförmige Halbschalen, die den Ringkern aufnehmen bzw. umschließen.

[0014] Der Ringkern wird besonders effektiv vor Umgebungseinflüssen, die bei lokaler Wechselwirkung mit Teilen des Ringkerns an den betroffenen Stellen dessen magnetische Eigenschaften ändern und damit die Funktion der stromkompensierten Drossel beeinträchtigen könnten, wenn die zwei Halbschalen des Kunststoffkörpers derart überlappen, dass sie im inneren und äußeren Umfang formschlüssig geführt sind.

[0015] Je nach Anwendung kann es vorteilhaft sein, wenn die Halbschalen des Kunststoffkörpers mit einer Ultraschallschweißnaht miteinander verbunden sind, was zu optimaler Abdichtung führt, wenn die Halbschalen des Kunststoffkörpers mittels beidseitig aufgebrachter Gewinde miteinander verschraubbar sind, was ein nachträgliches Öffnen des Kunststoffkörpers erlaubt, oder wenn die zwei Halbschalen des Kunststoffkörpers durch einen Rastmechanismus miteinander verbunden sind, was eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung mit sich bringt.

[0016] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind auf der Oberfläche des Kunststoffkörpers Führungselemente zur Führung und Trennung der Windungen angeordnet und/oder in die Oberfläche des Kunststoffkörpers Führungselemente eingebracht. Dadurch wird es möglich, die geometrischen Randbedingungen und somit den Verlauf der Windungen nach Wunsch zu beeinflussen, während ohne derartige Führungselemente stets die kürzeste Verbindung auf der Oberfläche des Drosselkörpers zwischen der Ausgangsseite des Loches, an der die fragliche Windung beginnt und der Eingangsseite des Loches, an der sie endet, den Verlauf der Windung bestimmt. Die Führungselemente können insbesondere als Grate, Nuten oder eine Kombination von Graten und Nuten realisiert werden.

[0017] Bevorzugtes Material für den Kunststoffkörper ist ein hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyphenylensulfid (PPS).

[0018] Besonders einfach wird die Herstellung der stromkompensierten Drossel, wenn die Löcher in dem nicht leitenden Körper in mindestens einer Richtung eine sich von der Oberfläche des nicht leitenden Körpers aus in Erstreckungsrichtung des Loches konisch verjüngende Einführhilfe aufweisen.

[0019] Bevorzugtes Material für den Ringkern der stromkompensierten Drossel ist wegen der für die meisten Anwendungen vorteilhaften magnetischen Eigenschaften ein weichmagnetisches Band und insbesondere ein weichmagnetisches Band, das aus einer amporphen oder nanokristallinen Legierung besteht. Der Ringkern kann beispielsweise einen Außendurchmesser von mindestens 20 mm besitzen.

[0020] Als Material für die Wicklungen einer derartigen stromkompensierten Drossel hat sich insbesondere wegen seiner guten Leitungseigenschaften Kupferdraht bewährt, der vorzugsweise lackiert ist und/oder eine hochtemperaturbeständige Isolierung, insbesondere Polyesterimid (PEI) oder Polyimid (PI) besitzt. Um die in typischen Anwendungsfällen auftretenden Ströme verlustarm leiten zu können, kann der Kupferdraht einen Durchmesser von mehr als 2mm haben.

[0021] Zur Isolierung der Stromkompensierten Drossel nach außen kan insbesondere bei Verwendung von blankem Kupferdrahtdas Vorsehen einer isolierenden Beschichtung einer Dicke von zwischen 5 und 200µm (5 bis 50µm oder 50 bis 200µm) von Vorteil sein, die beispielsweise durch Aufsprühen oder Tauchbeschichtung bei der Herstellung der stromkompensierten Drossel erhalten werden kann.

[0022] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel, weist zumindest die Schritte

a)Fixieren eines Ringkerns, der in seinem Inneren einen nicht leitenden Körper mit paarweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse des Ringkerns ausgeführte Löcher aufweist, wobei die auf der einen Seite der Symmetrieachse liegenden Löcher eine erste Gruppe und die auf der zweiten Seite der Symmetrieachse liegenden Löcher eine zweite Gruppe bilden,

b)Führen eines Drahtabschnitts durch eines der Löcher einer der Gruppen,

c)Führen mindestens eines der Enden des Drahtabschnittes in einer den Ringkern umschließenden Schlaufe durch ein weiteres Loch derselben Gruppe, wobei das erste Ende des Drahtabschnitts in entgegengesetzter Richtung durch Löcher geführt wird wie das zweite Ende und

d)Wiederholen der Schritte b)und c)für die andere Gruppe mit einem weiteren Drahtabschnitt,

wobei ferner entweder nach der Durchführung der Schritte c) und d) an jedem der Drahtabschnitte ein Zug ausgeübt wird oder nach Ausführung des Schritts c) an dem entsprechenden Drahtabschnitt ein Zug ausgeübt wird.

[0023] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auf sichere und reproduzierbare Weise eine stromkompensierte Drossel hergestellt, bei der sichergestellt ist, dass diese nahezu identische, in sehr guter Näherung symmetrische Wicklungen aufweist, so dass die Verluste in der stromkompensierten Drossel auch und gerade bei Verwendung von hochfrequentem Arbeitsstrom signifikant verringert werden. Dies geschieht dadurch, dass bei Vorgabe der Löcher in dem nichtleitenden Körper, durch die eine gegebene Windung geführt wird, durch geometrische Zwangsbedingungen der Verlauf der Wicklung, den sie bei Zug am Draht einnimmt, eindeutig vorbestimmt ist. Eine symmetrische Anordnung der Löcher, durch die die Windungen der einen bzw. der anderen Wicklung geführt werden, führt bei identischen geometrischen Randbedingungen für die einzelnen Windungen, die durch den Ringkern und die Form des nichtleitenden Körpers sichergestellt werden, damit automatisch zu identischen Wicklungen, solange die gegebene Wicklung in beiden Fällen durch korrespondierende Lochpaare geführt sind. Insbesondere kann eine Überkreuzung von Windungen nur bewusst durch Wahl entsprechender Lochkombinationen für den Verlauf der einander kreuzenden Windungen herbeigeführt werden und ist andernfalls ausgeschlossen.

[0024] Sehr vorteilhaft ist die Verwendung eines beidseitigen Zuges, da bei diesem sichergestellt ist, dass alle Windungen, die dem Zug ausgesetzt werden, in etwa gleich stark gespannt werden. Dies ist insbesondere deshalb relevant, weil ein hinreichender Zug ausgeübt werden muss, um dem Windungsmaterial aller Windungen den durch die geometrischen Zwangsbedingungen vorgegebenen Verlauf aufzuprägen. Bei sehr inhomogener Spannung an den einzelnen Windungen bedeutet dies, dass eine deutlich höhere Belastung als der hinreichende Zug an einigen Stellen des Ringkörpers auftritt, was zu dessen Bruch an den fraglichen Stellen führen kann.

[0025] Ein Verfahren mit besonders wenigen Schritten erhält man, wenn der Zug ausgeübt wird, nachdem der Drahtabschnitt durch alle zu einer Gruppe gehörenden Löcher oder durch alle zu beiden Gruppen gehörenden Löcher geführt wurde. Allerdings sind dafür hohe Zugkräfte notwendig.

[0026] Will man die benötigten Zugkräfte minimieren, was besonders bei Verwendung sehr dicker Drähte als Material für die Wicklungen der Fall ist, ist es vorteilhaft, wenn der Zug jedesmal ausgeübt wird, wenn der Drahtabschnitt durch ein weiteres Loch geführt wurde.

[0027] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, gleiche Bauteile, soweit nichts anderes erwähnt ist, in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigt:

Figur 1

einen Drosselkörper einer erfindungsgemäßen stromkompensierten Drossel in Frontalansicht,

Figur 2

einen Schnitt durch den Drosselkörper aus Figur 1 entlang der Schnittlinie A-A,

Figur 3

einen Schnitt durch den Drosselkörper aus Figur 1 entlang der Schnittlinie B-B und

Figur 4

den mit Wicklungen versehenen Drosselkörper aus Figur 1 in Frontalansicht.

[0028] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drosselkörper 10, also die unbewickelte Drossel, in Frontalansicht. Es ist eine erste Halbschale 11 eines Kunststoffkörpers gezeigt, die Grate 12 und Vertiefungen 13 aufweist. Mit der Halbschale 11 ist ein als Scheibe ausgeführter nichtleitender Körper 14 einstückig verbunden, dessen sichtbare obere Kreisfläche parallel zu einem nicht dargestellten Innenradiusvektor eines in Figur 1 durch die erste Halbschale 11 verdeckten, aber in Figuren 2 und 3 erkennbaren Ringkerns 23 verläuft. Der nichtleitende Körper 14 wird von Löchern 15.1,15.2,15.3,15.4,15.5 und 15.6 in Blickrichtung durchsetzt. Die Löcher 15.1 bis 15.3 bilden eine erste Gruppe von Löchern, die Löcher 15.4 bis 15.6 eine zweite Gruppe von Löchern, die zur ersten Gruppen von Löchern 15.1 bis 15.3 symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse A-A angeordnet sind. Dabei sind die Löcher 15.1 und 15.4, 15.2 und 15.5 und 15.3 und 15.6 jeweils paarweise symmetrisch zueinander bzw. bilden Paare von symmetrischen Löchern. Außer der Symmetrieachse A-A ist noch eine Schnittachse B-B dargestellt, die den in Figur 3 dargestellten Schnitt verdeutlicht.

[0029] Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Drosselkörper 10 aus Figur 1 entlang der Symmetrieachse A-A. Es ist wiederum die erste Halbschale 11 gezeigt, deren Schnittfläche hier durch Schraffur von links oben nach rechts unten erkennbar ist, sowie die Grate 12 der ersten Halbschale sowie die einstückig mit der ersten Halbschale 11 und als Scheibe ausgeführte und daher ebenso schraffierte nichtleitende Körper 14. Ferner ist gezeigt eine zweite Halbschale 21, deren Schnittfläche hier durch Schraffur von rechts oben nach links unten dargestellt ist, und Graten 22 aufweist. Erste und zweite Halbschale 21,22 umschließen den Ringkern 23, und zwar derart, dass sie am inneren Umfang 24 und am äußeren Umfang 25 jeweils formschlüssig geführt sind.

[0030] Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den Drosselkörper 10 aus Figur 1 entlang der Symmetrieachse B-B. Es ist zu erkennen wie in Figur 2 die erste Halbschale 11, deren Schnittfläche auch hier durch Schraffur von links oben nach rechts unten dargestellt ist, sowie der einstückig mit der ersten Halbschale 11 als Scheibe ausgeführte und daher ebenso schraffierte nichtleitende Körper 14 und die zweite Halbschale 21, deren Schnittfläche hier durch Schraffur von rechts oben nach links unten dargestellt ist. Erste und zweite Halbschale 21,22 umschließen den Ringkern 23 derart, dass sie am inneren Umfang 24 und am äußeren Umfang 25 jeweils formschlüssig geführt sind. Zusätzlich sind in Figur 3 auch die Löcher 15.2 und 15.5 zu erkennen, den als Scheibe ausgeführten nichtleitenden Körper 14 durchsetzen. An Eingang und Ausgang der Löcher weisen diese jeweils sich von der Oberfläche des nichtleitenden Körpers 14 aus in Erstreckungsrichtung des Loches konisch verjüngende Einführhilfen 31,32,33,34 auf.

[0031] Anhand der Figuren 1 bis 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert. Zunächst wird ein Drosselkörper 10, wie er in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, und damit der in diesem enthaltene Ringkern 23 fixiert. Dann wird ein Drahtabschnitt entgegen der Blickrichtung der Figur 1 durch das Loch 15.2 geführt. Der Einführvorgang wird dabei durch die Einführhilfe 31 erleichtert. Das aus dem Loch 15.2 in der Darstellung der Figur 1 entgegen der Blickrichtung austretende Ende des Drahtabschnitts wird dann in einer den Ringkern umschließenden Schlaufe, somit von der in Figur 1 nicht sichtbaren Seite des nichtleitenden Körpers 14 her durch das Loch 15.1 hindurchgeführt. Das aus dem Loch 15.2 in der Darstellung der Figur 1 in Blickrichtung austretende Ende des Drahtabschnitts wird in einer den Ringkern umschließenden Schlaufe, somit von der in Figur 1 sichtbaren Seite des nichtleitenden Körpers 14 her, durch das Loch 15.3 hindurchgeführt. Wird nun ein beidseitiger Zug auf den Drahtabschnitt ausgeübt, legen sich die Schlaufen, geführt durch die Grate 12 und Vertiefungen 13, als Windungen einer Wicklung um den Spulenkörper.

[0032] Anschließend wird ein zweiter Drahtabschnitt entgegen der Blickrichtung der Figur 1 durch das Loch 15.5 geführt. Der Einführvorgang wird dabei durch die Einführhilfe 33 erleichtert. Das aus dem Loch 15.5 in der Darstellung der Figur 1 entgegen der Blickrichtung austretende Ende des Drahtabschnitts wird dann in einer den Ringkern umschließenden Schlaufe, somit von der in Figur 1 nicht sichtbaren Seite des nichtleitenden Körpers 14 her durch das Loch 15.4 hindurchgeführt. Das aus dem Loch 15.5 in der Darstellung der Figur 1 in Blickrichtung austretende Ende des Drahtabschnitts wird in einer den Ringkern umschließenden Schlaufe, somit von der in Figur 1 sichtbaren Seite des nichtleitenden Körpers 14 her, durch das Loch 15.6 hindurchgeführt. Wird nun ein beidseitiger Zug auf den Drahtabschnitt ausgeübt, legen sich die Schlaufen, geführt durch die Grate 12 und Vertiefungen 13, als Windungen einer Wicklung um den Spulenkörper. Die Wicklungen mit drei Windungen können somit jeweils durch einen einzigen Zugvorgang hergestellt werden.

[0033] Natürlich könnte auch ein einseitiger Zug ausgeübt werden, der Zug könnte bereits nach dem Legen einer einzigen Schlaufe ausgeübt werden, oder es könnte nach dem Legen der Schlaufen für beide Drahtabschnitte der Zug gleichzeitig oder nacheinander an diesen Drahtabschnitten ausgeübt werden.

[0034] Figur 4 zeigt den umwickelten Drosselkörper 10 aus Figur 1, also die fertiggestellte stromkompensierte Drossel 1 in verschiedenen Perspektive. Sichtbar sind die erste Halbschale 11 und der einstückig dazu ausgeführte nichtleitende Körper 14. Die Löcher 15.1 bis 15.6 des nichtleitenden Körpers 14 sind in Figur 4 nicht mehr zu erkennen, da sie durch Draht gefüllt sind. Man erkennt weiter die erste Wicklung 41 mit Windungen 42.1 und 42.2 sowie die zweite Wicklung 43 mit Windungen 44.1 und 44.2. Erste Wicklung 41 und zweite Wicklung 43 sind exakt symmetrisch zueinander aufgebaut, dasselbe gilt dementsprechend für die jeweils einander entsprechenden Windungen 42.1 und 44.1 bzw. 42.2 und 44.2.

Bezugszeichenliste

[0035] 

1

stromkompensierte Drossel

10

Drosselkörper

11

erste Halbschale

12

Grat

13

Vertiefung

14

nicht leitender Körper

15.1-15.6

Löcher

21

zweite Halbschale

22

Grat

23

Ringkern

24

innerer Umfang

25

äußerer Umfang

31,32,33,34

Einführhilfe

41

erste Wicklung

42.1, 42.2

Windung

43

zweite Wicklung

44.1, 44.2

Windung

A-A

Symmetrieachse (und auch Schnittachse)

B-B

Schnittachse

Ansprüche

1. Stromkompensierte Drossel (1) mit einem Ringkern (23) und mindestens zwei jeweils aus derselben Anzahl von Windungen (42.1, 42.2, 44.1, 44.2) bestehenden Wicklungen (41, 43),
dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Ringkerns (23) ein nicht leitender Körper (14) mit paarweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse (A-A) des Ringkerns ausgeführten Löchern (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) angeordnet ist, wobei durch jedes Loch zumindest einiger der Paare symmetrischer Löcher (15.1, 15.4; 15.2, 15.5; 15.3, 15.6) jeweils eine Windung (42.1, 42.2, 44.1, 44.2) geführt ist, und durch die beiden zu einem Paar gehörenden Löcher (15.1, 15.4; 15.2, 15.5; 15.3, 15.6) einander entsprechende Windungen (42.1, 44.1; 42.2, 44.2) unterschiedlicher Wicklungen (41, 43) geführt sind.

2. Stromkompensierte Drossel (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der nicht leitende Körper (14) eine im Innenraum des Ringkerns angeordnete Scheibe ist, deren Kreisflächen parallel zu einer Richtung, in der sich ein Innenradiusvektor des Ringkerns (23) erstreckt, verlaufen.

3. Stromkompensierte Drossel (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern (23) von einem mindestens aus zwei Teilen zusammengesetzten Kunststoffkörper umschlossen ist.

4. Stromkompensierte Drossel (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der nicht leitende Körper (14) mit einem der Teile des zusammengesetzten Kunststoffkörpers verbunden ist oder Bestandteil eines der Teile des zusammengesetzten Kunststoffkörpers ist.

5. Stromkompensierte Drossel (1) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus zwei Halbschalen (11, 21) besteht.

6. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Halbschalen (11, 21) des Kunststoffkörpers derart überlappen, dass sie im inneren und äußeren Umfang (24, 25) formschlüssig geführt sind.

7. Stromkompensierte Drossel (1) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Halbschalen (11, 21) des Kunststoffkörpers mit einer Ultraschallschweißnaht oder mittels beidseitig aufgebrachter Gewinde durch einen Rastmechanismus miteinander verbunden sind.

8. Stromkompensierte Drossel (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Kunststoffkörpers Führungselemente zur Führung und Trennung der Windungen angeordnet und/oder in die Oberfläche des Kunststoffkörpers Führungselemente eingebracht sind.

9. Stromkompensierte Drossel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) in dem nicht leitenden Körper (14) in mindestens einer Richtung eine sich von der Oberfläche des nicht leitenden Körpers (14) aus in Erstreckungsrichtung des Loches (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) konisch verjüngende Einführhilfe (31, 32, 33, 34) aufweisen.

10. Stromkompensierte Drossel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern (23) ein weichmagnetisches Band (23) aus einer amorphen oder nanokristallinen Legierung aufweist.

11. Stromkompensierte Drossel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen (41, 43) Draht mit einem Durchmesser von mehr als 2mm aufweisen.

12. Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel (1), umfassend die Schritte

a)Fixieren eines Ringkerns (23), der in seinem Inneren einen nicht leitenden Körper (14) mit paarweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse (A-A) des Ringkerns (23) ausgeführte Löcher (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) aufweist, wobei die auf der einen Seite der Symmetrieachse (A-A) liegenden Löcher (15.1, 15.2, 15.3) eine erste Gruppe und die auf der zweiten Seite der Symmetrieachse liegenden Löcher (15.4, 15.5, 15.6) eine zweite Gruppe bilden,

b)Führen eines Drahtabschnitts durch eines der Löcher (15.1, 15.2, 15.3 oder 15.4, 15.5, 15.6) einer der Gruppen

c)Führen mindestens eines der Enden des Drahtabschnittes in einer den Ringkern (23)umschließenden Schlaufe durch ein weiteres Loch (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) derselben Gruppe, wobei das erste Ende des Drahtabschnitts in entgegengesetzter Richtung durch Löcher (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) geführt wird wie das zweite Ende

d)Wiederholen der Schritte b)und c)für die andere Gruppe mit einem weiteren Drahtabschnitt,

wobei entweder nach der Durchführung der Schritte c) und d) an jedem der Drahtabschnitte ein Zug ausgeübt wird oder nach Ausführung des Schritts c) an dem entsprechenden Drahtabschnitt ein Zug ausgeübt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein beidseitiger Zug ausgeübt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zug ausgeübt wird, nachdem der Drahtabschnitt durch alle zu einer Gruppe gehörenden Löcher (15.1, 15.2, 15.3 oder 15.4, 15.5, 15.6) oder durch alle zu beiden Gruppen gehörenden Löcher (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) geführt wurde.

15. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zug jedesmal ausgeübt wird, wenn der Drahtabschnitt durch ein weiteres Loch (15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6) geführt wurde.

Zeichnung