Drossel

Abstract

 Es wird eine Drossel mit einer Wicklung und Wicklungsanschlüssen vorgeschlagen, wobei die Drossel (10) aus einem Körper (1) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und einem Deckel (4) zusammengesetzt ist. In oder an den Außenmantelflächen und/oder Innenmantelflächen des Körpers (1) sind U-förmige Leiterbahnabschnitte (2) angeordnet, die in elektrisch leitfähigen Kontaktstiften (3) münden. Der Deckel (4) ist mit Leiterbahnabschnitten (5) versehen, welche Bohrungen (6) zum Durchgriff der Kontaktstifte (3) aufweisen. Die Leiterbahnabschnitte (2) des Körpers (1) und die Leiterbahnabschnitte (5) des Deckels (4) sind über die Kontaktstifte (3) zur Bildung einer Wicklung miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Sockel (1) hohlzylinderförmig ausgebildet und die Leiterbahnabschnitte (2) sind in oder an den Seitenwandungen axial sowie die Leiterbahnabschnitte (2) in oder an der bodenseitigen Wandung radial ausgerichtet.
Vorzugsweise ist ein Kern (9) im Innenraum des Körpers (1) eingelegt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Drossel bzw. Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei elektrischen/elektronischen Installationsgeräten verwendet werden.

[0002] Drosseln werden beispielsweise zur Entstörung in Dimmern verwendet. Es ist dabei allgemein bekannt, zur Fertigung derartiger Drosseln einen isolierten Draht um einen Kern (Ringkern, Stabkern) zu wickeln. Bei einer Luftspule ohne Kern ist das Wickeln der Wicklung über einen Körper geeigneter Form erforderlich.

[0003] Dabei ist das Wickeln der Wicklung mit der erforderlichen Windungszahl unter Einsatz eines isolierten Kupferdrahtes ein relativ aufwendiger Arbeitsgang. Induktivitäten haben im Vergleich zu anderen elektronischen Bauteilen ein relativ hohes Eigengewicht, wodurch es vielfach erforderlich ist, die Drossel in einem eigenen Gehäuse mechanisch zu befestigen oder zumindest eine gleichwertige mechanische Befestigung zu realisieren, um eine ausreichende Rüttelsicherheit zu gewährleisten.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Drossel der eingangs genannten Art anzugeben.

[0005] Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0006] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Vorgang des Draht-Wickelns bei der vorgeschlagenen Drossel entfällt, da die Wicklung quasi in ein Gehäuse - gebildet durch den Sockel mit Deckel - integriert ist und nach Verbindung von Sockel und Deckel "automatisch" gebildet wird. Das Gehäuse trägt zum einen die gewünschte Wicklung in sich und nimmt zum anderen den Kern auf. Das Gehäuse gewährleistet die gewünschte Stabilität und ermöglicht auch die mechanische Befestigung in einfacher Weise, d. h. ein eigenes Gehäuse ist hierzu nicht mehr erforderlich. Die vorgeschlagene Drossel bzw. Spule ist rüttelsicher und weist ein relativ geringes Eigengewicht auf.

[0007] Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0009] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig.1

einen Sockel einer Drossel in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2

einen Deckel der Drossel in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3

einen Kern der Drossel in perspektivischer Ansicht,

Fig. 4

eine perspektivische Sicht auf die Oberseite einer fertiggestellten Drossel,

Fig. 5

eine perspektivische Sicht auf die Unterseite einer fertiggestellten Drossel,

Fig. 6

die einzelnen Schritte zur Herstellung des Sockels,

Fig. 7

die einzelnen Schritte zur Herstellung des Deckels.

[0010] In Fig. 1 ist ein Sockel einer Drossel in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der aus einem Kunststoff-Spritzgußteil gebildete Sockel 1 ist hohlzylinderförmig und ohne dekkelseitige Wandung - d. h. mit deckelseitiger Öffnung - ausgebildet, wobei in bzw. an den beiden Seitenwandungen und in bzw. an der bodenseitigen Wandung eine Vielzahl von Leiterbahnabschnitten 2 angeordnet ist, und zwar vorzugsweise sowohl an den Außenmantelflächen als auch an den Innenmantelflächen. Die Leiterbahnabschnitte 2 in bzw. an den Seitenwandungen sind axial und die Leiterbahnabschnitte 2 in bzw. an der bodenseitigen Wandung sind radial ausgerichtet. Die Leiterbahnabschnitte 2 münden jeweils an den deckelseitigen Kanten der Seitenwandungen in Kontaktstiften 3, welche über die Kanten ragen. Insgesamt wird auf diese Art und Weise eine Vielzahl von jeweils U-förmigen Leiterbahnen in/an der Innenmantelfläche und in/an der Außenmantelfläche des Sockels gebildet, welche (ohne Deckel) untereinander keine elektrische Verbindung haben.

[0011] In Fig. 2 ist ein Deckel der Drossel in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der aus einem Kunststoff-Spritzgußteil gebildete Deckel 4 ist kreisscheibenförmig ausgebildet, wobei in bzw. an seiner Außenmantelfläche eine Vielzahl von Leiterbahnabschnitten 5 angeordnet ist. Die Leiterbahnabschnitte 5 erstrecken sich vom Rand aus zur Mitte über eine Länge, welche dem Abstand zwischen beiden Seitenwandungen des Sockels 2 entspricht, so daß im Zentrum des Deckels 4 eine Freifläche 8 frei von Leiterbahnabschnitten gebildet wird. Die Ausrichtung dieser Leiterbahnabschnitte 5 ist zwar im wesentlichen radial, jedoch in Relation zu einer exakten radialen Ausrichtung um einen geringen vorgegebenen Winkel hierzu geneigt: Die Leiterbahnabschnitte 5 enden jeweils in Bohrungen 6 (Anschlußaugen), deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Kontaktstifte 3. Zwei Leiterbahnabschnitte 5 enden in Wicklungsanschlüssen 7, welche in die Freifläche 8 ragen.

[0012] Die Freifläche 8 kann vorzugsweise zur Montage von elektrischen/elektronischen Bauelementen verwendet werden, wozu sie mit Leiterbahnen, elektrischen Anschlüssen (Anschlußaugen) und/oder mechanischen Befestigungsvorrichtungen versehen ist (nicht gezeigt). Dabei können auch die Wicklungsanschlüsse 7 zu diesen Leiterbahnen/Anschlußaugen führen.

[0013] In Fig. 3 ist ein Kern der Drossel in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der aus einem Ferritmaterial oder pulverisiertem Eisen/Eisenoxyd oder Eisenblech (Eisenblechpaket) gebildete ringförmige Kern 9 ist in seinen Abmessungen derart dimensioniert, daß er exakt in den vom Sockel 1 gebildeten ringförmigen Hohlraum einlegbar ist. Vorzugsweise ist das magnetisch/elektrisch wirksame Material des Kerns mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen.

[0014] In Fig. 4 ist eine perspektivische Sicht auf die Oberseite einer fertiggestellten Drossel dargestellt. Bei der fertiggestellten Drossel 10 ist der Kern 9 in den Sockel 1 eingelegt und der Deckel 4 auf die deckelseitige Öffnung des Sockels 1 aufgelegt, so daß ein aus Sockel + Deckel bestehendes geschlossenes Gehäuse gebildet wird. Die Kontaktstifte 3 greifen durch die Bohrungen 6 des Deckels 4 und sind mit den Leiterbahnabschnitten 5 elektrisch verbunden, beispielsweise verlötet. Wie zu erkennen ist, ergibt sich durch die über die Kontaktstifte 3 elektrisch miteinander verbundenen Leiterbahnabschnitte 2, 5 die gewünschte ringförmige, geschlossene Drosselwicklung mit Wicklungsanschlüssen 7, wobei sich die Drosselwicklung aus einem bezüglich des Sockels 1 innen liegenden und einem hierzu elektrisch in Serie geschalteten außen liegenden Wicklungsabschnitt zusammensetzt. Zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit ist es selbstverständlich auch möglich, diese beiden Wicklungsabschnitte elektrisch parallel zu schalten.

[0015] In Fig. 5 ist eine perspektivische Sicht auf die Unterseite einer fertiggestellten Drossel 10 dargestellt. Es ist der Sockel 1 mit den in/an seiner Außenmantelfläche liegenden Leiterbahnabschnitten 2 und der Deckel 4 mit den Kontaktstiften 3 zu erkennen.

[0016] In Fig. 6 sind die einzelnen Schritte zur Herstellung des Sockels 1 dargestellt. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise in MID-Technik (Molded Interconnect Devices) und zwar speziell in Zweikomponentenspritzguß-Technik. Dieses spezielle MID-Herstellungsverfahren ermöglicht eine hohe Gestaltungsfreiheit, eine Durchkontaktierung ohne zusätzliche Maßnahmen und eine hohe Flexibilität bezüglich des Schichtaufbaues, wobei die Effizienz des Herstellungsprozesses sehr hoch ist.

[0017] In einzelnen wird zur Herstellung des Sockels 1 in einem ersten Schritt eine Komponente 11 aus einem galvanisierbarem Kunststoff gespritzt ("erster Schuß"). Diese Komponente 11 bildet die Grundlage für die Leiterbahnabschnitte 2 und Kontaktstifte 3. In einem zweiten Schritt erfolgt die teilweise Umhüllung der Komponente 11 mit einer Komponente 12 aus einem nicht galvanisierbarem, elektrisch isolierendem Kunststoff ("zweiter Schuß"). Die Komponente 12 dient insbesondere zur Gewährleistung eines mechanisch robusten Aufbaus des Sockels 1 und zur elektrischen Isolation zwischen den Leiterbahnabschnitten 2.

[0018] In einem dritten Schritt erfolgt eine Oberflächenaktivierung der Komponente 11 aus dem galvanisierbarem Kunststoff. In einem vierten Schritt erfolgt eine Metallisierung der freiliegenden Bereiche der Komponente 11 aus dem galvanisierbarem Kunststoff durch Aufbringung einer ersten Metallschicht 13 (Grundmetallisierung). In einem fünften Schritt erfolgt eine Oberflächenveredelung durch Aufbringung einer zweiten Metallschicht 14 mit sehr guter elektrischer Leitfähigkeit auf die Grundmetallisierung zur Schaffung der elektrischen Kontaktflächen der Kontaktstifte 3 und der Leiterbahnabschnitte 2.

[0019] Bei der Herstellung des Deckels 4 kommt vorzugsweise ebenfalls ein MID-Herstellungsverfahren zum Einsatz, wobei außer dem vorstehend erläuterten Zweikomponenten-Spritzgußverfahren ein Einkomponenten-Spritzgußverfahren, insbesondere das Heißprägeverfahren verwendbar ist. Es wird ein Kunststoff-Spritzgußteil 15 aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt, das mit Hilfe des Heißprägeverfahrens mit Leiterbahnabschnitten 5 versehen wird, welche zusammen mit den Leiterbahnabschnitten 2 des Sockels 1 die Drosselwicklung bilden und hierzu die gewünschten elektrischen Kontaktflächen zur Kontaktierung der Kontaktstifte 3 aufweisen.

[0020] In Fig. 7 sind die einzelnen Schritte zur Herstellung eines Deckels 4 gemäß dem Heißprägeverfahren dargestellt. In einem ersten Schritt erfolgt die Fertigung des Kunststoff-Spritzgußteils 15. In einem zweiten Schritt wird eine elektrisch leitfähige Folie 16 auf das auf einem Tisch 18 und unterhalb eines Preßwerkzeuges 17 befindliche Kunststoff-Spritzgußteil 15 aufgelegt. In einem dritten Schritt erfolgt durch Aufdrücken des auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizten Preßwerkzeuges 17 auf das Kunststoff-Spritzgußteil 15 mit Folie 16 das Prägen und Kleben in gewünschter Form. In einem vierten Schritt werden nicht aufgeprägte/aufgeklebte Abschnitte der Folie als Restfolie 19 vom Kunststoff-Spritzgußteil 15 entfernt.

[0021] Erforderliche Durchkontaktierungen 20 können in einem sich anschließenden weiteren Schritt mit Leitpaste 21 aufgefüllt werden.

[0022] Beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird von einer Ringkern-Drossel mit einem hohlzylindrischen Sockel und einem kreisscheibenförmigem Deckel ausgegangen. Darüber hinaus kann die Drossel selbstverständlich auch in anderer Form realisiert werden, beispielsweise als stabförmige Drossel mit Stabkern. Der hierzu erforderliche Sockel ist als Hohlquader mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet, welcher von einem rechteckigen Deckel abgedeckt wird. Die Konfiguration mit Leiterbahnabschnitten und Kontaktstiften in oder an den Außenmantelflächen und/oder Innenmantelflächen des Sockels und mit Leiterbahnabschnitten mit Anschlußaugen des Deckels ist in gleicher Weise gestaltet.

Ansprüche

1. Drossel mit einer Wicklung und Wicklungsanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (10) aus einem Körper (1) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt und einem Deckel (4) zusammengesetzt ist, daß in oder an den Außenmantelflächen und/oder Innenmantelflächen des Körpers (1) U-förmige Leiterbahnabschnitte (2) angeordnet sind, die in elektrisch leitfähigen Kontaktstiften (3) münden, daß der Deckel (4) mit Leiterbahnabschnitten (5) versehen ist, welche Bohrungen (6) zum Durchgriff der Kontaktstifte (3) aufweisen und daß die Leiterbahnabschnitte (2) des Körpers (1) und die Leiterbahnabschnitte (5) des Deckels (4) über die Kontaktstifte (3) zur Bildung einer Wicklung miteinander verbunden sind, daß die in oder an den Innenmantelflächen gebildeten Windungen mit den in oder an den Außenmantelflächen gebildeten Windungen elektrisch in Serie geschaltet sind, daß der Sockel (1) hohlzylinderförmig ausgebildet ist und die Leiterbahnabschnitte (2) in oder an den Seitenwandungen axial sowie die Leiterbahnabschnitte (2) in oder an der bodenseitigen Wandung radial ausgerichtet sind, und daß der Deckel (4) kreisscheibenförmig ausgebildet ist und die Ausrichtung der Leiterbahnabschnitte (5) zwar im wesentlichen radial, jedoch in Relation zu einer exakten radialen Ausrichtung um einen vorgegebenen Winkel hierzu geneigt ist.

2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern (9) aus einem elektrisch/magnetisch wirksamen Material im Innenraum des Körpers (1) eingelegt ist.

3. Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) aus zwei Hauptkomponenten aufgebaut ist, nämlich einer ersten Komponente (11) aus einem galvanisierbarem Kunststoff und einer zweiten Komponente (12) aus einem nicht galvanisierbarem, elektrisch isolierenden Kunststoff, wobei die erste Komponente (11) in Verbindung mit mindestens einer aufgebrachten Metallschicht (13, 14) zur Bildung der Leiterbahnabschnitte (2) und Kontaktstifte (3) dient und die zweite Komponente (12) den mechanisch robusten Aufbau und die elektrische Isolierung zwischen den Leiterbahnen und Kontaktstiften gewährleistet.

4. Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,. daß die Leiterbahnabschnitte (2) und/oder Kontaktstifte (3) aus einer Grundmetallisierung und einer hierauf aufgebrachten elektrisch gut leitenden Schicht aufgebaut sind.

5. Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) als den mechanisch robusten Aufbau und die elektrische Isolation gewährleistendes Kunststoff-Spritzgußteil (15) ausgebildet ist, auf welches zur Bildung der Leiterbahnabschnitte (5) eine elektrisch leitfähige Folie (16) aufgeprägt/aufgeklebt ist

Zeichnung