| (19) |
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(11) |
EP 1 817 781 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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29.10.2014 Patentblatt 2014/44 |
| (22) |
Anmeldetag: 01.12.2005 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2005/012850 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2006/058750 (08.06.2006 Gazette 2006/23) |
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| (54) |
INDUKTIVES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES SOLCHEN INDUKTIVEN BEUELEMENTS
INDUCTIVE COMPONENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SUCH AN INDUCTIVE COMPONENT
COMPOSANT INDUCTIF ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL COMPOSANT INDUCTIF
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR IT |
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Priorität: |
03.12.2004 DE 102004058452
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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15.08.2007 Patentblatt 2007/33 |
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Patentinhaber: Vacuumschmelze GmbH & Co. KG |
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63450 Hanau (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- HUNDT, Harald
64807 Dieburg (DE)
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| (74) |
Vertreter: Schmuckermaier, Bernhard |
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Westphal, Mussgnug & Partner
Patentanwälte
Herzog-Wilhelm-Strasse 26 80331 München 80331 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 389 678 GB-A- 1 222 124 US-A- 4 785 527
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DE-A1- 10 105 416 US-A- 4 491 818 US-A1- 2002 190 832
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 1998, Nr. 01, 30. Januar 1998 (1998-01-30) & JP 09 226579
A (SANKOSHA KK), 2. September 1997 (1997-09-02) & DATABASE WPI Section PQ, Week 199745
Derwent Publications Ltd., London, GB; Class Q21, AN 1997-485694 & JP 09 226579 A
(SANKOSHA CORP) 2. September 1997 (1997-09-02)
- DATABASE WPI Section Ch, Week 197834 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class
M21, AN 1978-61044A XP002368906 & JP 53 081470 A (AICHI SEIKO KK) 18. Juli 1978 (1978-07-18)
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine induktives Bauelement mit einem Stromleiter mit
nicht-rechteckigem Querschnitt zum Leiten eines Stromes, zumindest einem flächigen
Anschlussleiter zum Zu- oder Abführen des Stromes zu bzw. von dem Stromleiter, wobei
der Stromleiter und der Anschlussleiter im Bereich eines Verbindungsabschnittes des
Stromleiters unter Ausbildung einer Leiteranordnung miteinander verbunden sind. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein induktives Bauelement mit einem magnetischen
Modul mit einer Öffnung, wobei der Stromleiter durch die Öffnung geführt ist.
[0002] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Leiteranordnung
für ein solches induktives Bauelement.
[0003] Zur Stromerfassung sind verschiedenartige elektronische Stromzähler bekannt, welche
zunehmend im Industrie- und Haushaltsbereich die mechanischen Ferraris-Zähler ablösen
und die Stromerfassung mit unterschiedlich aufgebauten Anordnungen durchführen. Neben
einer Stromerfassung mit Mess-Shunts, Rogowski-Spulen oder Hall-Elementen sind auch
Stromwandler auf Basis von weichmagnetischen Ringkernen, insbesondere Ringbandkernen,
als magnetische Module in elektronischen Zählern verbreitet. Ein magnetisches Modul
(Stromwandler, Transformator) bewirkt eine galvanische Netztrennung und liefert eine
präzise Messgröße in Form einer Signalspannung an einem Bürdenwiderstand. Die Anforderungen
an Amplitudengenauigkeit, Phasengenauigkeit und Linearität werden durch IEC 62053,
-21, -23 bzw. vormals 1036 in Europa sowie ANSI C12.xx in den USA festgelegt, und
sind beispielsweise dem Firmenprospekt "VAC-Stromtransformatoren für elektronische
Energie-Zähler", der Vacuumschmelze, Oktober 1998 zu entnehmen. Stromwandler für elektronische
Energie-Zähler sind allgemein auch aus dem Firmenprospekt "Stromtransformatoren für
elektronische Energie-Zähler" der Vacuumschmelze 2002 bekannt. Solche Stromwandler
verwendende Energie-Zähler (auch Watthour-Meter genannt) dienen als amtlich zugelassenes
Messmittel, um den von einem Verbraucher genutzten elektrischen Strom kostenmäßig
gegenüber den Energie-Versorgungsunternehmen abzurechnen.
[0004] Bekannt ist ein Aufbau aus Stromschienen und einem dazu passenden Ringkern-Stromwandler
zur Erfassung von Verbrauchsströmen in elektronischen Energiezählern. In den USA und
anderen Ländern verbreitete steckbare Stromzähler haben auf der Rückseite genormte
rechteckige Anschlussfahnen, welche bei einer Montage des Stromzählers in Steckplätze
mit passenden Federkontakten eingeschoben werden. Diese Anschlüsse mit einem Querschnitt
von ca. a x 2,5 mm dienen der Ein- und Ausleitung des Verbrauchsstromes, welcher bei
110 V-Systemen maximal ca. 200-480 A
eff beträgt. Als Dicke a des Querschnitts wird beispielsweise a=19 mm bei einem maximalen
Strom von I-max=320A angesetzt. Üblicherweise werden die Ströme der drei Phasen des
Wechselstromnetzes in den Stromzähler hinein, durch ein Stromerfassungs-System hindurch
und wieder aus dem Stromzähler heraus geleitet. Eine elektronische Schaltung im Stromzähler
erfasst die Ströme der drei Stromerfassungs-Systeme und errechnet aus Stromstärke
und Phasenlage die verbrauchte Energie, wie dies beispielsweise aus
US 4,887,028 bekannt ist.
[0005] Die derzeit preiswerteste Herstellung eines magnetischen Bauteils für hochwertige
Stromwandler besteht in der Herstellung von Ringkernen, insbesondere Ringbandkernen,
und der Bewicklung der isolierten bzw. gekapselten Kerne mit der entsprechenden Sekundärwicklung
auf der Basis von Kupferlackdraht. Dafür geeignete Kerne sind beispielsweise bekannt
aus der
EP 1 131 830 und
EP 1 129 459. Die
EP 1 114 429 beschreibt Stromwandler für derartige Zwecke.
[0006] Eine Möglichkeit des konstruktiven Aufbaus eines Stromwandlers besteht darin, die
Größe des Stromwandlers so auszuwählen, dass es möglich ist, eine Stromschiene beispielsweise
der Größe 19 x 2,5 mm durch das Innenloch des Stromwandlers durchzustecken.
[0007] Eine Optimierung besteht darin, dem Bereich der Stromschiene, auf welcher der Stromwandler
sitzen soll, einen runden Querschnitt zu geben. Dadurch kann das Innenloch des Stromwandlers
kleiner werden und infolge ein kleinerer Ringbandkern eingesetzt werden, wobei dieser
verfahrensbedingt dann entsprechend preiswerter ist. Selbst bei gleichem Einsatz an
weichmagnetischem Bandmaterial und gleicher Wickelzeit für den Kern sind die Prozess-Schritte
einer Wärmebehandlung und einer Beschichtung umso günstiger, je kleiner der Durchmesser
des Kerns ist. Die Herstellung einer dafür geeigneten Stromschiene erfolgt durch die
Bereitstellung einer U-förmigen Leiteranordnung mit verschiedenen Abschnitten. Ein
zentraler Verbindungsabschnitt mit rundem Querschnitt dient als Element des Stromwandlers
zum Hindurchführen durch die entsprechende Öffnung in dem Kern. Zwei Anschlussleiter
mit rechteckigem Querschnitt dienen zum Anschließen des Stromleiters in Form der für
sich bekannten Steckverbindungen. Die Leiteranordnung besteht somit aus drei Metallteilen
mit zueinander verschiedenen Querschnitten, wobei die beiden Enden des runden Stromleiters
an den abgeflachten Oberflächen der rechteckigen Anschlussleiter zu befestigen sind.
[0008] Das induktive Element, das in
EP 0 389 678 A1 beschrieben ist, weist einen Wicklungsleiter als Stromleiter und zwei Anschlussleiter
an sich gegenüber liegenden Seiten des Wicklungsleiters auf. Die Anschlussleiter sind
zur Schaffung einer Anschlussfläche für die Verwendung als SMD-Bauteil abgeflacht
und werden mit Kontaktflächen einer Leiterplatte durch Lötung verbunden.
[0009] Aus der
US 4 785 527 ist ein Verfahren zur Herstellung eines induktiven Chips mit metallischen Anschlussstreifen
bekannt. Hierbei wird ein metallischer Streifen, der mit schlitzförmigen Öffnungen
versehen ist, mit magnetischen oder nichtmagnetischen Kernen Bestückt. Diese Kerne
werden dann mit einem Draht bewickelt. Danach werden die Enden des Drahtes mit Abschnitten
des Metallstreifens verbunden und der Kern mit einem Gehäuse versehen. Das gehäuste
Bauelement wird dann zusammen mit den Abschnitten des Metallstreifens von dem Metallstreifen
abgeschnitten, so dass die Abschnitte Anschlüsse des Bauelements bilden, die abschließend
noch umgebogen werden.
[0010] Die
US 4 491 818 A offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1 und beschreibt eine Spule mit einem Ringkern,
der mit einem Draht bewickelt ist. Die Spule ist stehend auf einer Leiterplatte montiert.
Durch die Öffnung des Ringkerns ist ein Leiter hindurchgeführt, dessen Enden mit der
Leiterplatte verlötet sind. Im Bereich der Öffnung verläuft der Leiter parallel zur
Leiterplatte.
[0011] Neben dem Weichlöten, das üblicherweise für die Herstellung einer Verbindung von
SMD-Bauteilen verwendet wird, sind zur Befestigung eines Stromleiters an einem Anschlussleiter
das Verbinden mittels Widerstands-Punktschweißen oder Hartlöten bekannt. Beide Verfahren
erfordern jedoch eine aufwändige Prozesstechnik sowie einen hohen Energieeintrag für
jeden zu erstellenden Verbindungspunkt. Als besondere Schwierigkeit ist die fertigungsbegleitende
Überprüfung der Verbindungspunkte zur Absicherung der Qualität der Leiteranordnung
zu sehen, da insbesondere das Schweißen im Sinne der DIN ISO 9001 als ein sogenannter
spezieller Prozess einzustufen ist, wie dies aus
Fügetechnik, Schweißtechnik, DVS-Verlag, ISBN 3-87155-786-2, Seite 328, 2004, bekannt ist. Besonders kritisch sind dabei die Einflüsse durch OxidSchichten auf
den Verbindungspartnern, der Verschleiß der Elektroden sowie die fehlende Möglichkeit
einer aussagefähigen, beispielsweise optischen oder elektrischen Prüfung der Verbindung.
[0012] Die Verbindungen einer solchen Leiteranordnung von drei Elementen mit an den Verbindungspunkten
jeweils zueinander verschiedenen Querschnitten sollen eine große Lebensdauer von beispielsweise
ca. 10-15 Jahren mit großer Zuverlässigkeit ermöglichen, so dass die Fertigung der
Leiteranordnung sehr prozesssicher ausgeführt werden muss. Aus Gründen der elektrischen
Leitfähigkeit werden entsprechende Stromschienen bzw. Leiteranordnungen überwiegend
aus Kupfermaterial aufgebaut. Probleme ergeben sich dabei aber sowohl beim Hartlöten
als auch beim Schweißen insbesondere durch die Erwärmung beim Erstellen der Verbindungspunkte,
da die Wärme durch den Stromleiter auf den Stromwandler übertragen wird und diesen
beschädigen kann.
[0013] Allgemein bekannt ist zum Verbinden zweier Metalle das sogenannte Kaltpress-Schweißen,
welches beispielsweise beschrieben ist in der Übersicht über den Stand und die Entwicklungstendenzen
des Kaltpress-Schweißens,
J. Ruge, H. Preis und K. Thomas, Braunschweig, DVS-Bericht, Band 139, "Abbrennstumpfschweißen
und Reibschweißen mit verwandten Verfahren", Seite 25, 1991. Aus dem Forschungsbericht "Untersuchung zum ultraschall-gestützten Kaltpress-Schweißen
für Anwendungen in der Kleinteilfertigung", Institut für Schweißtechnik TU Braunschweig,
Institut für Füge- und Strahltechnik Otto von Guericke, Universität Magdeburg, AiF
Nr. 12494 BG/4 01.06.2000/30.09.2002 und aus "Informationen und Anwendungshinweise
zur Tox-Verbindungstechnik der Firma Tox-Pressotechnik GmbH & Co. KG, Weingarten ist
ein Durchsetzfügen als eine Art einer Vernietung zweier metallischer Körper bekannt.
[0014] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein induktives Bauelement insbesondere für
eine Stromerfassungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen induktiven
Bauelements vorzuschlagen, welches eine einfache Fertigung bei sicherer Verbindung
und möglichst geringer Belastung weiterer Komponenten bereitstellt.
[0015] Diese Aufgabe wird durch ein induktives Bauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 20 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens
sind Gegenstand von Unteransprüchen.
[0016] Dem gemäß ist ein induktives Bauelement vorgesehen mit einem Stromleiter mit nicht-rechteckigem
Querschnitt zum Leiten eines zu erfassenden Stroms, zumindest einem flächigen Anschlussleiter
zum Zu- oder Abführen des zu erfassenden Stromes zu bzw. von dem Stromleiter, wobei
der Stromleiter und der Anschlussleiter im Bereich eines Verbindungsabschnittes des
Stromleiters unter Ausbildung einer Leiteranordnung miteinander verbunden sind, und
wobei der Stromleiter im Bereich des Verbindungsabschnitts einen abgeflachten, insbesondere
rechteckigen Querschnitt aufweist und eine flache Fläche des Verbindungsabschnitts
des Stromleiters mit einer flachen Fläche des Anschlussleiters verbunden ist. Das
Bauelement weist ein magnetisches Modul mit einer Öffnung auf, durch die der Stromleiter
geführt ist.
[0017] Außerdem umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Leiteranordnung
für ein induktives Bauelement, insbesondere zur Anwendung in einer Stromerfassungseinrichtung,
bei dem ein Stromleiter mit nicht-rechteckigem Querschnitt mit einem flächigen Anschlussleiter
verbunden wird, wobei bei dem Stromleiter der Querschnitt in einem Verbindungsabschnitt
des Stromleiters (insbesondere mit rechteckigem Querschnitt) abgeflacht wird, und
der abgeflachte Verbindungsabschnitt des Stromleiters mit dem Anschlussleiter verbunden
wird.
[0018] Es kann zudem ein induktives Bauelement vorgesehen werden, bei welchem der Querschnitt
des Stromleiters abseits des Verbindungsabschnitts mit bogenförmiger, insbesondere
runder Außenkontur, insbesondere ovaler oder runder Querschnittsform ausgebildet ist.
[0019] Das induktive Bauelement kann mit zwei Verbindungsabschnitten am Stromleiter zum
Verbinden des Stromleiters mit zwei Anschlussleitern ausgeführt sein.
[0020] Darüber ist die Verbindung als Pressverbindung, insbesondere als Kaltpressverbindung,
ausgebildet.
[0021] Vorteilhaft ist insbesondere, wenn bei der die Pressverbindung als Durchsetzfügeverbindung
ausgebildet ist.
[0022] Es kann auch ein induktives Bauelement vorgesehen werden, bei dem die Pressverbindung
zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Anschlussleiter zweifach ausgebildet ist.
[0023] Des Weiteren kann der Stromleiter und der bzw. die Anschlussleiter als Metallteile
aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet sind.
[0024] Das erfindungsgemäße induktive Bauelement kann beispielsweise ein magnetisches Modul
zur Stromerfassung sein. Das magnetische Modul kann als Stromwandler bzw. Transformator
ausgebildet sein.
[0025] Insbesondere ein Stromwandler weist bevorzugt einen Ringkern auf. Der Ringkern ist
vorzugsweise als Ringbandkern ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Ringkern aus
einer amorphen oder nanokristallinen Legierung ausgebildet.
[0026] Der Stromleiter kann zum Fixieren und/oder Ausrichten in einer Öffnung des Stromwandlers
gegenüber dem sonstigen Querschnitt eine Verformung, insbesondere Verpressung aufweisen.
[0027] Die Kontaktstellen können im Bereich des Verbindungsabschnitts und/oder des Anschlussleiters
von Metalloxiden befreit, gereinigt und/oder plasmaaktiviert sein. Vorteilhaft ist
auch eine Stromerfassungseinrichtung, bei welcher der Stromleiter, der Verbindungsabschnitt
und/oder der Anschlussleiter mittels einer Wärmebehandlung weichgeglüht sind.
[0028] Vorzugsweise wird die Verbindung als Pressverbindung mit Hilfe einer Durchsetzfügetechnik
ausgeführt. Zur Anwendung kommt vorzugsweise ein Verfahren, bei dem Kontaktstellen
vor dem Verbinden mit einer chemischen Behandlung, insbesondere Beizen, von Metalloxiden
befreit werden. Die Kontaktstellen können dabei vor dem Verbinden mittels einer Plasmabehandlung
an der Oberfläche gereinigt und/oder aktiviert werden. Vorteilhaft ist auch ein Verfahren,
bei dem der Stromleiter, dessen Verbindungsabschnitt und/oder der Anschlussleiter
vor dem Verbinden mittels einer Wärmebehandlung weichgeglüht wird bzw. werden.
[0029] Die Leiteranordnung stellt somit einen kosten-optimierten und langzeitstabilen Aufbau
von Stromleitungsschienen dar. Auf einfache Art und Weise wird der Stromleiter mit
dem nicht-rechteckigen Querschnitt, insbesondere mit einem runden oder nahezu runden
Querschnitt einerseits und andererseits zumindest ein Anschlussleiter mit einer flachen
Oberfläche, insbesondere einem rechteckigen Querschnitt miteinander verbunden, wobei
diese eine stabile und langlebige Verbindung aufweisen. Bei einer Pressverbindung
ohne den Einsatz von Hitze durch beispielsweise Löten oder Schweißen besteht der besondere
Vorteil, dass über den Stromleiter keine Hitze an benachbarte Komponenten des Ringkerns
und dergleichen übertragen wird. Die zweite Verbindung zwischen dem Stromleiter und
einem zweiten Anschlussleiter kann beispielsweise vor dem Einsetzen des Stromleiters
in der Öffnung des Stromwandlers bzw. Ringkerns erstellt werden, so dass letztendlich
gegebenenfalls nur eine derartige Verbindung erforderlich ist.
[0030] Durch das Flachpressen der Enden einer Rundstange als Stromleiter, worauf der Stromwandler
sitzt, werden flache Bereiche geschaffen, welche nach dem Übereinanderlegen mit den
flachen Anschlussfahnen durch eine Kaltpressverbindung, z.B. Durchsatzfügen bzw. Clinchen
dauerhaft und mit geringstem Übertragungswiderstand verbunden werden bzw. sind. Natürlich
muss das Abflachen des Stromleiters nicht zwingend an den Enden erfolgen, sondern
kann auch in einem sonstigen Bereich benachbart des Ringkerns bzw. Stromwandlers erfolgen.
[0031] Insbesondere eine Kaltverschweißung in Verbindung mit einer genieteten Verbindung
erfordert einen hohen Umformungsgrad, so dass vorteilhafter Weise ein weiches Metall
wie beispielsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet wird. Durch eine entsprechende
Vorbehandlung der Verbindungspartner, das heißt des Stromleiters und des bzw. der
Anschlussleiter kann eine Kaltschweißverbindung bezüglich der elektrischen Eigenschaften,
beispielsweise minimalem Übergangswiderstand und der Gasdichtigkeit weiter verbessert
werden. Das sogenannte Kaltpressschweißen bietet den Vorteil eines Schweißverfahrens,
bei dem eine Verbindung vollständig, ohne von außen zugeführter thermischer Energie
allein durch Druckkraft zustande kommt. Das Durchsetzfügen stellt eine Vernietung
dar, welche vorteilhafter Weise ohne Niet-, das heißt ohne Fremdwerkstoffe auskommt,
indem der Werkstoff des einen beteiligten Partners, beispielsweise des Stromleiters,
tief in eine sich bildende Aushöhlung in dem anderen Partner, beispielsweise dem Anschlussleiter,
gepresst wird, wobei sich entsprechend der Form eines Press-Stempels und einer Matrize
eine pilzförmige Hinterschneidung ausbildet, so dass eine form- und kraftschlüssige
Verbindung erzielt wird.
[0032] Es bietet sich eine Vielzahl von Vorteilen durch die Verbindungstechnik bzw. den
Aufbau der Leiteranordnung. Neben guten elektrischen Eigenschaften entsteht eine mechanisch
sehr robuste Verbindung. Eine einfache Herstelltechnik ermöglicht Anlagen-Investitionen
von nur 30-50% im Vergleich zu der entsprechenden Schweiß-/Hartlöt-Technik. Möglich
ist eine einfache und preiswerte Wartung der Fertigungsanlagen im Vergleich zur Schweiß-/Hartlöt-Technik.
Gegenüber der Schweiß-/Hartlöt-Technik erfolgt beim Einsatz einer Kaltschweiß-Verbindung
keine Erwärmung der Metallteile, so dass keine gesonderte Kühlung notwendig ist, um
einen Kunststoffüberzug beispielsweise eines Stromwandlers zu schützen. Dämpfe, Funken
oder Späne werden vermieden. Eine Qualitätssicherung ist durch die Kontrolle einfacher
mechanischer Maße, beispielsweise der Dicke im ausgebildeten "Niet" möglich. Weiterhin
sind die Energiekosten pro Verbindungsstelle bei der Herstellung drei- bis fünffach
geringer als bei der schweiß-/Hartlöt-Technik. Im Vergleich der Punktschweißtechnik
zur Durchsetzfügetechnik sind die Kosten pro Verbindungspunkt unter der Berücksichtigung
sogar der Investitionskosten, der Betriebskosten und der Werkzeugkosten im Verhältnis
von etwa 5:1 beim Einsatz des Durchsetzfügens günstiger.
[0033] Da die Leiteranordnung zum Übertragen eines elektrischen Stroms dient, sind auch
Erhitzungen der Leiteranordnung durch den Stromfluss insbesondere im Bereich der Verbindungspunkte
zu berücksichtigen. Der elektrische Widerstand einer typischen U-förmigen Stromschiene
beträgt etwa 100µ Ohm. Bei einem Strom von etwa 200 A entsteht gemäß Pv=I
2×R in der Einheit eine Verlustleistung von 4 W, welche eine Erwärmung zur Folge hat.
Dabei ist zu beachten, dass die Verbindungsstellen keine Einschnürung des Leitungs-Querschnittes
darstellen. Bei einer schlechten Verbindung steigt die Temperatur dort bedingt durch
den höheren Spannungsabfall deutlich über das Niveau der restlichen Anschlussteile
und beschleunigt die Schädigung bzw. Alterung der Kontaktstelle. Dabei kann es zu
einer Erhöhung des Übergangswiderstandes kommen. Dies ist ein kumulativer Prozess,
der in weiter steigenden Temperaturen und schließlich in dem Versagen der Verbindungsstelle
münden kann. Im Falle einer geschweißten oder insbesondere einer gelöteten Verbindung
kann dies zum partiellen oder vollständigen Aufschmelzen des Verbindungspunktes durch
Überhitzung führen. Ob Löt- oder Schweißbrücken langzeit-stabil sind, ist daher in
der Regel sehr unsicher. Ein im Endstadium eines solchen Ausfall-Szenarios auftretender
Lichtbogen kann die völlige Unterbrechung der elektrischen Verbindung zur Folge haben.
Als Anforderung an die Verbindungsstelle muss daher eine niederohmige Verbindung mit
gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit gefordert werden, so dass sich der Übergangswiderstand
durch Erschütterungen, Vibration oder Stöße bei der Montage oder im späteren Einsatz
nicht merklich erhöht.
[0034] Vorteilhafterweise bietet die erfindungsgemäße Stromerfassungseinrichtung bzw. das
beschriebene Fertigungsverfahren eine niederohmige Verbindung mit gleichzeitig hoher
mechanischer Festigkeit, welche selbst im Falle einer im Betrieb auftretenden Erhitzung
beim Einsatz einer Durchsetzfügung eine trotzdem dauerhafte Verbindung ermöglicht.
[0035] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- einzelne Fertigungsschritte bei der Fertigung eines erfindungsgemäßen induktiven Bauteils;
- Fig. 2
- montierte Komponenten eines induktiven Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig. 3
- montierte Komponenten eines induktiven Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch einen Durchsetzfügepunkt; und
- Fig. 5
- eine beispielhafte für sich bekannte SchaltungsAnordnung, bei welcher derartige Bauelemente
eingesetzt werden können.
[0036] Fig. 1 zeigt in verschiedenen Fertigungsschritten Komponenten einer Stromerfassungseinrichtung,
die im Folgenden stellvertretend und beispielhaft für erfindungsgemäße induktive Bauelemente
beschrieben wird. Als oberstes ist ein Stromleiter 1 dargestellt, welcher, wie in
der Mitte dargestellt, durch eine Öffnung 20 eines Stromwandlers 2 hindurchgeführt
ist. Der Stromleiter weist einen nicht-rechteckigen, insbesondere einen runden Querschnitt
auf. Beispielsweise zur Verankerung innerhalb der Öffnung 20 des Stromwandlers 2 kann
der Querschnitt des Stromleiters 1 in diesem Bereich auch leicht verformt sein, beispielsweise
leicht abgeflacht oder oval anstelle kreisrund, um mit der Wandung der Öffnung 20
in Klemmeingriff zu treten. Anstelle eines kreisrunden Stromleiters 1 können prinzipiell
aber auch Stromleiter mit anderen Querschnittsformen als kreisrunden Querschnittsformen
eingesetzt werden. Prinzipiell sind beispielsweise auch Querschnitte in Form eines
Oktetts, Quadrates oder gegebenenfalls Dreiecks oder Querschnitte mit welligem oder
gezacktem Außenumfang einsetzbar, welche sich deutlich von einer flachen rechteckigen
Form abheben.
[0037] Nach dem Durchführen des Stromleiters 1 durch die Öffnung 20 des Stromwandlers 2
wird das durch die Öffnung 20 des Stromwandlers 2 hindurchgeführte Ende des Stromleiters
1 zur Ausbildung eines Verbindungsabschnittes 3 abgeflacht. Auf besonders einfache
Art und Weise erfolgt die Abflachung durch ein Quetschen, was insbesondere bei einem
Stromleiter 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besonders einfach möglich ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Verbindungsabschnitt 3 des Stromleiters
1 einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf. Vorteilhaft umsetzbar sind
prinzipiell aber auch andere Querschnitte, welche auf einer Seite eine Abflachung
aufweisen, beispielsweise auch eine Abflachung durch Materialabtragung.
[0038] Fig. 2 zeigt eine Endstufe einer bevorzugten Leiteranordnung aus dem Stromleiter
1 mit Verbindungsabschnitten 3 an beiden Enden, dem Stromwandler 2, durch dessen Öffnung
20 der Stromleiter 1 zwischen dessen Verbindungsabschnitten 3 hindurchführt, und mit
zwei Anschlussleitern 4, welche als längliche, flache Steckstifte mit rechteckigem
oder im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind. Zur Verbindung der
Verbindungsabschnitte 3 mit den Anschlussleitern 4 werden die abgeflachten Verbindungsabschnitte
3 mit ihrer flachen Oberfläche auf der flachen Oberfläche der Anschlussleiter 4 aufgelegt
und miteinander verbunden. Die Verbindung kann in beliebiger für sich bekannter Art
und Weise erfolgen, beispielsweise auch durch Löten oder Schweißen. Besonders bevorzugt
wird aber eine kalte Verbindung ohne Zufuhr von Wärme mittels beispielsweise Kaltpress-Schweißen
und/oder Durchsetzfügen.
[0039] Ein über einen der beiden Anschlussleiter 4 und den entsprechenden Verbindungsabschnitt
3 in den Stromleiter 1 geführter Strom wird durch die Öffnung 20 des Stromwandlers
2 hindurchgeleitet und über den zweiten Verbindungsabschnitt 3 und den zweiten Anschlussleiter
4 abgeführt. Der durch den Stromwandler 2 hindurchgeführte Strom induziert in dem
Stromwandler 2 einen Stromfluss, welcher über Leitungen 21 einer Auswerteschaltung
zum Erfassen des geflossenen Stromes geführt wird.
[0040] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist eine Leiteranordnung dargestellt, bei der
die beiden Verbindungsabschnitte 3 des Stromleiters 1 aus dem ursprünglich rundstangenförmigen
Stromleiter 1 durch Pressung erzeugt wurden. Beim Pressen wird die Dicke der Stange
reduziert und eine plane Fläche erzeugt. Mit Hilfe einer Verbindungstechnik auf Basis
des Durchsetzfügens werden die Enden der Rundstange und die rechteckförmigen Anschlussfahnen,
welche durch die Anschlussleiter 4 ausgebildet werden, miteinander verbunden. Durch
die starke Umformung im Bereich der Verbindungspunkte des Durchsetzfügen entstehen
knopfförmige Vernietungen 5, so dass mittels einer Kaltverschweißung eine mechanisch
stabile Verbindung und ein guter elektrischer Kontakt für einen sicheren Stromfluss
erzeugt werden. Fig.4 stellt einen Querschnitt durch eine beispielhafte, mittels Durchsetzfügens
erzeugte Verbindung eines Verbindungsabschnitts 3 und eines Anschlussleiters 4 dar.
Durch die geeignete Auswahl eines Stempels nimmt das von dem Verbindungsabschnitt
3 in den Anschlussleiter 4 gedrückte Material einen pilzförmigen Querschnitt an und
bildet eine Hintergreifung zur Ausbildung einer mechanisch hohen Stabilität in Art
einer Niet. Dargestellt ist der Fall einer 8 mm breiten Vernietung mittels Durchsetzfügens,
wobei aber auch andere Dimensionen entsprechend des jeweiligen Bedarfs gewählt werden
können.
[0041] Bei einem Durchsetzfügepunkt der beispielhaften Größe von 8 mm zwischen zwei Kupferteilen
mit den Dicken von je 2,4 mm ergab sich in ersten Versuchen eine Scherfestigkeit von
mehr als 1600 N und eine Kopfzugfestigkeit von mehr als 1500 N.
[0042] Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit jeweils einem Durchsetzfügepunkt 5 zur Verbindung
des entsprechenden Verbindungsabschnitts 3 mit dem benachbarten Anschlussleiter 4.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Leiteranordnung mit ebenfalls einem
Stromleiter 1, dessen abgeflachte Verbindungsabschnitte 3 jeweils mit einem Anschlussleiter
4 verbunden sind, wobei für die Verbindungen jeweils zwei Durchsetzfügepunkte verwendet
sind. Dadurch entsteht ein Verdrehschutz des Stromleiters 1 gegenüber den beiden Anschlussleitern.
Skizziert ist außerdem, dass der Stromleiter 1 nicht zwingend geradlinig von einem
Verbindungsabschnitt 3 zu dem anderen Verbindungsabschnitt 3 führen muss, sondern
auch eine Biegung aufweisen kann.
[0043] Fig.5 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung einer Stromerfassungseinrichtung
0 zum Erfassen eines Stromflusses durch drei Leiter L1, L2, L3. In üblicher Art und
Weise weist ein entsprechendes Kabel zusätzlich einen neutralen Leiter N auf. Die
drei Leiter L1, L2, L3 sind unterbrochen und enden jeweils in einem Steckkontakt 6
zum Einstecken eines Kontaktstiftes in Form der Anschlussleiter 4. Jedem der Leiter
L1, L2, L3 sind somit zwei buchsenförmige Steckkontakt-Elemente 6 zugeordnet, in welche
die beiden Anschlussleiter 4 der Leiteranordnung gemäß beispielsweise Fig. 2 oder
Fig. 3 eingesteckt werden. Der die beiden Anschlussleiter 4 über die Verbindungsabschnitte
3 verbindende Stromleiter 1 führt durch die entsprechende Öffnung eines Stromwandlers
2, der beispielsweise wie gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 ausgebildet sein kann.
[0044] Zum Beispiel sind drei Stromwandler 2 mit jeweils einer derart durchgeführten Leiteranordnung
auf einer Platine mit einer Elektronik zur Auswertung bzw. Stromerfassung angeordnet
und befestigt. Üblicherweise ist die Elektronik in einem Gehäuse aufgenommen, aus
welchem entsprechend sechs solche Anschlussleiter 4 als Kontaktstifte zum Einstecken
in entsprechende Steckkontakt-Buchsen 6 sowie ein weiterer Anschlussleiter als Kontaktstift
für eine Verbindung mit dem neutralen Leiter N herausragen. Üblicherweise weist eine
solche Elektronik auch eine oder mehrere Ausgabeeinrichtungen zum Ausgeben der erfassten
Strommenge auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Ausgabeeinrichtung um eine
Anzeigeeinrichtung D. Auf der Anzeigeeinrichtung D oder einer sonstigen externen Schnittstelle
werden die mittels Signalverarbeitung und gegebenenfalls Analog-/Digital-Wandlern
in der Elektronik erfassten Strommengen ausgegeben.
[0045] Bei dem dargestellten Prinzip-Schaltbild eines elektronischen Stromzählers als Stromerfassungseinrichtung
0 wird somit mit drei Durchsteck-Stromwandlern aus den zu messenden drei Strömen mittels
einer 1:N-Transformation und über Lastwiderstände jeweils ein individuelles Spannungs-Signal
für eine AuswerteElektronik erzeugt und dieser zugeführt. Danach erfolgt die Anzeige
der berechneten Energie mittels einer Ausgabeeinrichtung.
[0046] Bevorzugt wird somit ein Stromleiter-System bereitgestellt, welches zur Messung von
elektrischen Strömen dient und aus insbesondere drei Metallteilen und einem Stromerfassungs-System
ausgebildet ist. Das Stromleiter-System besteht dabei aus einem mittleren Teil als
dem Stromleiter 1, welcher einen vorzugsweise runden Querschnitt hat und bei dem nach
dem Aufstecken des Stromwandlers 2 als einem Stromerfassungs-System zumindest eines,
insbesondere beide seiner Enden als Verbindungsabschnitt 3 flachgedrückt werden. Außerdem
besteht das Stromleiter-System aus zwei weiteren Teilen in Art der Anschlussleiter
4 mit rechteckförmigem Querschnitt zur Ausbildung von Anschlussfahnen bzw. Kontaktstiften
für eine Steckverbindung.
[0047] Die Verbindung der drei Teile erfolgt insbesondere als Kaltpress-Verbindung zum Ausbilden
einer mechanisch und elektrisch guten Verbindung. Eine Kaltpress-Verbindung wird dabei
vorzugsweise auf jeder Seite zweifach hergestellt, um somit bei gleichzeitiger Erhöhung
des VerbindungsQuerschnittes eine zusätzliche Sicherung gegen Verdrehen zu erreichen.
Vorzugsweise besteht das Stromerfassungs-System aus einem transformatorisch arbeitenden
Stromwandler. Bevorzugt wird als Stromwandler ein Ringkern, insbesondere ein als Ringbandkern
ausgebildeter Ringkern aus einer amorphen oder nanokristallinen Legierung. Die den
Stromleiter 1 ausbildende runde Metallstange besitzt im mittleren Bereich bzw. in
dem Bereich, welcher durch die Öffnung 20 des Stromwandlers 2 hindurchgeführt wird,
vorzugsweise eine Verformung, insbesondere eine leichte Verpressung, wodurch der Stromwandler
2 beim Aufstecken auf den Stromleiter 1 in einer gewünschten Lage fixiert und damit
befestigt wird.
[0048] Zur Verbesserung der Verbindung werden die Kontaktstellen vor dem Verbinden, insbesondere
vor dem Durchsetzfügen in vorteilhafter Weise mit einer chemischen Behandlung wie
Beizen von Metalloxiden befreit. Die Kontaktstellen werden vor dem Durchsetzfügen
oder sonstigen Verbindung beispielsweise mit einer Behandlung in einem Plasma an der
Oberfläche gereinigt bzw. aktiviert. Vorteilhaft ist auch, die Metallteile vor dem
Durchsetzfügen durch eine Wärmebehandlung weich zu glühen.
[0049] Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen auf Stromerfassungseinrichtungen Bezug
genommen wird, können selbstredend beliebige induktive Bauelemente, wie etwa Drosseln,
Transformatoren und andere Arten von magnetischen Modulen, erfindungsgemäß ausgebildet
und hergestellt werden.
1. Induktives Bauelement (0) mit einem Stromleiter (1) zum Leiten eines Stromes, zumindest
einem flächigen Anschlussleiter (4) zum Zu- oder Abführen eines Stromes zu bzw. von
dem Stromleiter (1), wobei der Stromleiter (1) und der Anschlussleiter (4) im Bereich
eines Verbindungsabschnittes (3) des Stromleiters (1) unter Ausbildung einer Leiteranordnung
miteinander verbunden sind, wobei das induktive Bauelement (0) ein magnetisches Modul
mit einer Öffnung (20) aufweist, durch die der Stromleiter (1) geführt ist, und der
Stromleiter (1) abseits des Verbindungsabschnitts (3) als geradlinige oder gebogene
Stange mit nicht-rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stromleiter (1) im Bereich des Verbindungsabschnitts (3) einen abgeflachten Querschnitt
aufweist, eine flache Fläche des Verbindungsabschnitts (3) des Stromleiters (1) mit
einer flachen Fläche des Anschlussleiters (4) verbunden ist und die Verbindung als
Pressverbindung ausgebildet ist.
2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, bei welcher der Querschnitt des Stromleiters
(1) abseits des Verbindungsabschnitts (3) mit bogenförmiger Außenkontur ausgebildet
ist.
3. Induktives Bauelement nach Anspruch 2, bei welcher der Querschnitt des Stromleiters
(1) abseits des Verbindungsabschnitts (3) mit runder Außenkontur ausgebildet ist.
4. Induktives Bauelement nach Anspruch 2, bei welcher der Querschnitt des Stromleiters
(1) abseits des Verbindungsabschnitts (3) mit ovaler Außenkontur ausgebildet ist.
5. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch mit zwei Verbindungsabschnitten
(3) am Stromleiter (1) zum Verbinden des Stromleiters (1) mit zwei Anschlussleitern
(4).
6. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Verbindung als Kaltpressverbindung
ausgebildet ist.
7. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pressverbindung
als Durchsetzfügeverbindung (5) ausgebildet ist.
8. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pressverbindung
zwischen dem Verbindungsabschnitt (3) und dem Anschlussleiter (4) zweifach ausgebildet
ist.
9. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Stromleiter (1)
und der bzw. die Anschlussleiter (4) als Metallteile aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
ausgebildet sind.
10. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, bei welchem das induktive
Bauelement ein magnetisches Modul mit einer Öffnung (20) aufweist, wobei der Stromleiter
(1) durch die Öffnung (20) geführt ist.
11. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei das magnetische Modul
als Transformator ausgebildet ist.
12. Induktives Bauelement nach Anspruch 11, wobei der Transformator (2) einen Ringkern
aufweist.
13. Induktives Bauelement nach Anspruch 12, wobei der Ringkern als Ringbandkern ausgebildet
ist.
14. Induktives Bauelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Ringkern aus einer amorphen
oder nanokristallinen Legierung ausgebildet ist.
15. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Stromleiter (1)
zum Fixieren und/oder Ausrichten in einer Öffnung (20) des Stromwandlers (2) gegenüber
dem sonstigen Querschnitt eine Verformung aufweist.
16. Induktives Bauelement nach Anspruch 15, wobei die Verformung eine Verpressung ist.
17. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei Kontaktstellen im Bereich
des Verbindungsabschnitts (3) und/oder des Anschlussleiters (4) von Metalloxiden befreit
sind, gereinigt und/oder plasmaaktiviert sind.
18. Induktives Bauelement nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der Stromleiter (1),
der Verbindungsabschnitt (3) und/oder der Anschlussleiter (4) mittels einer Wärmebehandlung
weichgeglüht sind.
19. Induktives Bauelement nach einem vorherigen Anspruch, bei welchem der Stromleiter
(1) in seinem abgeflachten Abschnitt einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
20. Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements (0) nach einem der Ansprüche
1 bis 19, bei dem ein abseits des Verbindungsabschnitts (3) als geradlinige oder gebogene
Stange mit nicht-rechteckigem Querschnitt ausgebildeter und durch die Öffnung (20)
eines Strommoduls geführter Stromleiter (1) mit einem flächigen Anschlussleiter (4)
verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Stromleiter (1) der Querschnitt in einem Verbindungsabschnitt (3) des Stromleiters
(1) abgeflacht wird,
der abgeflachte Verbindungsabschnitt (3) des Stromleiters (1) mit dem Anschlussleiter
(4) verbunden wird, und
die Verbindung als Pressverbindung ausgebildet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Verbinden als Pressverbindung mit Hilfe einer
Durchsetzfügetechnik durchgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, bei dem Kontaktstellen vor dem Verbinden mit einer
chemischen Behandlung von Metalloxiden befreit werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem Kontaktstellen vor dem Verbinden durch Beizen
von Metalloxiden befreit werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei dem Kontaktstellen vor dem Verbinden
mittels einer Plasmabehandlung an der Oberfläche gereinigt und/oder aktiviert werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei dem der Stromleiter (1), dessen
Verbindungsabschnitt (3) und/oder der Anschlussleiter (4) vor dem Verbinden mittels
einer Wärmebehandlung weichgeglüht wird bzw. werden.
1. Inductive component (0) with a current conductor (1) for conducting a current, with
at least one flat connecting conductor (4) for supplying or discharging a current
to or from the current conductor (1), wherein the current conductor (1) and the connecting
conductor (4), in the area of the connection section (3) of the current conductor
(1), are connected to one another with formation of a conductor arrangement, wherein
the inductive component (0) comprises a magnetic module with an opening (20) through
which the current conductor (1) is led, and the current conductor (1), to the side
of the connection section (3), is formed as a straight or curved rod with non-rectangular
cross section,
characterized in that
the current conductor (1) has a flattened cross section in the area of the connection
section (3), a flat surface of the connection section (3) of the current conductor
(1) is connected to a flat surface of the connecting conductor (4), and the connection
is formed as a press fit connection.
2. Inductive component according to Claim 1, in which the cross section of the current
conductor (1) to the side of the connection section (3) is formed with a curved outer
contour.
3. Inductive component according to Claim 2, in which the cross section of the current
conductor (1) to the side of the connection section (3) is formed with rounded outer
contour.
4. Inductive component according to Claim 2, in which the cross section of the current
conductor (1) to the side of the connection section (3) is formed with oval outer
contour.
5. Inductive component according to a previous claim, with two connection sections (3)
on the current conductor (1) for connecting the current conductor (1) to two connecting
conductors (4).
6. Inductive component according to a previous claim, wherein the connection is formed
as a cold press fit connection.
7. Inductive component according to one of Claims 1 to 5, wherein the press fit connection
is formed as a press joint connection (5).
8. Inductive component according to one of Claims 1 to 5, wherein the press fit connection
between the connection section (3) and the connecting conductor (4) is formed in duplicate.
9. Inductive component according to a previous claim, wherein the current conductor (1)
and the connecting conductor(s) (4) are formed as metal parts made of copper or of
a copper alloy.
10. Inductive component according to a previous claim, in which the inductive component
comprises a magnetic module with an opening (20), wherein the current conductor (1)
is led through the opening (20).
11. Inductive component according to a previous claim, wherein the magnetic module is
formed as a transformer.
12. Inductive component according to Claim 11, wherein the transformer (2) comprises an
annular core.
13. Inductive component according to Claim 12, wherein the annular core is formed as an
annular strip core.
14. Inductive component according to Claim 12 or 13, wherein the annular core is formed
from an amorphous or nanocrystalline alloy.
15. Inductive component according to a previous claim, wherein the current conductor (1)
has a deformation relative to the rest of the cross section, for the attachment and/or
alignment in an opening (20) of the current transformer (2).
16. Inductive component according to Claim 15, wherein the deformation is a pressing.
17. Inductive component according to a previous claim, wherein contact positions in the
area of the connection section (3) and/or of the connecting conductor (4) are freed
of metal oxides, cleaned and/or plasma activated.
18. Inductive component according to a previous claim, wherein the current conductor (1),
the connection section (3) and/or the connecting conductor (4) are soft annealed by
means of a heat treatment.
19. Inductive component according to a previous claim, in which the current conductor
(1) has a rectangular cross section in its flattened section.
20. Method for producing an inductive component (0) according to one of Claims 1 to 19,
in which a current conductor (1) formed as straight or curved rod with non-rectangular
cross section to the side of the connection section (3) and led through the opening
(20) of a current module is connected to a flat connecting conductor (4), characterized in that, in the case of the current conductor (1), the cross section is flattened in a connection
section (3) of the current conductor (1), the flattened connection section (3) of
the current conductor (1) is connected to the connecting conductor (4), and the connection
is formed as a press fit connection.
21. Method according to Claim 21, in which the connection is implemented as a press fit
connection using a press joining technique.
22. Method according to Claim 20 or 21, in which contact positions are freed of metal
oxides by a chemical treatment before the connection.
23. Method according to Claim 22, in which contact positions are freed of metal oxides
by acid cleaning before the connection.
24. Method according to one of Claims 20 to 23, in which contact positions are cleansed
and/or activated by means of a plasma treatment on the surface before the connection.
25. Method according to one of Claims 20 to 24, in which the current conductor (1), its
connection section (3) and/or the connecting conductor (4) is/are soft annealed by
means of a heat treatment before the connection.
1. Composant inductif (0) avec un conducteur de courant (1) destiné à conduire un courant,
avec au moins un conducteur de connexion plat (4) destiné à alimenter ou à décharger
un courant vers ou à partir du conducteur de courant (1), dans lequel le conducteur
de courant (1) et le conducteur de connexion (4), dans la zone de la section de connexion
(3) du conducteur de courant (1), sont connectés l'un à l'autre avec la formation
d'un agencement de conducteurs, dans lequel le composant inductif (0) comprend un
module magnétique avec une ouverture (20) à travers laquelle le conducteur de courant
(1) est guidé, et le conducteur de courant (1), sur le côté de la section de connexion
(3), est formé sous la forme d'une tige droite ou courbée avec une section transversale
non rectangulaire,
caractérisé en ce que
le conducteur de courant (1) a une section transversale aplatie dans la zone de la
section de connexion (3), une surface plate de la section de connexion (3) du conducteur
de courant (1) est connectée à une surface plate du conducteur de connexion (4), et
la connexion est formée sous la forme d'une connexion par ajustement par pression.
2. Composant inductif selon la revendication 1, dans lequel la section transversale du
conducteur de courant (1) sur le côté de la section de connexion (3) est formée avec
un contour extérieur courbe.
3. Composant inductif selon la revendication 2, dans lequel la section transversale du
conducteur de courant (1) sur le côté de la section de connexion (3) est formée avec
un contour extérieur arrondi.
4. Composant inductif selon la revendication 2, dans lequel la section transversale du
conducteur de courant (1) sur le côté de la section de connexion (3) est formée avec
un contour extérieur ovale.
5. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, avec deux sections
de connexion (3) sur le conducteur de courant (1) destinées à connecter le conducteur
de courant (1) à deux conducteurs de connexion (4).
6. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la connexion
est formée sous la forme d'une connexion par ajustement par pression à froid.
7. Composant inductif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la connexion
par ajustement par pression est formée sous la forme d'une connexion d'assemblage
par pression (5).
8. Composant inductif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la connexion
par ajustement par pression entre la section de connexion (3) et le conducteur de
connexion (4) est formée en double.
9. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le conducteur
de courant (1) et le(s) conducteur(s) de connexion (4) sont formés sous la forme de
pièces métalliques constituées de cuivre ou d'un alliage de cuivre.
10. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant
inductif comprend un module magnétique avec une ouverture (20), dans lequel le conducteur
de courant (1) est guidé à travers l'ouverture (20).
11. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module
magnétique est formé sous la forme d'un transformateur.
12. Composant inductif selon la revendication 11, dans lequel le transformateur (2) comprend
un noyau annulaire.
13. Composant inductif selon la revendication 12, dans lequel le noyau annulaire est formé
sous la forme d'un noyau en bande annulaire.
14. Composant inductif selon la revendication 12 ou 13, dans lequel le noyau annulaire
est formé à partir d'un amorphe ou d'un alliage nanocristallin.
15. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le conducteur
de courant (1) a une déformation par rapport au reste de la section transversale,
pour la fixation et/ou l'alignement dans une ouverture (20) du transformateur de courant
(2).
16. Composant inductif selon la revendication 15, dans lequel la déformation est une pression.
17. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des positions
de contact dans la zone de la section de connexion (3) et/ou du conducteur de connexion
(4) sont libérées d'oxydes métalliques, nettoyées et/ou activées par plasma.
18. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le conducteur
de courant (1), la section de connexion (3) et/ou le conducteur de connexion (4) sont
adoucis par recuit au moyen d'un traitement thermique.
19. Composant inductif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le conducteur
de courant (1) a une section transversale rectangulaire dans sa section aplatie.
20. Procédé de production d'un composant inductif (0) selon l'une des revendications 1
à 19, dans lequel un conducteur de courant (1) formé sous la forme d'une tige droite
ou courbée avec une section transversale non rectangulaire sur le côté de la section
de connexion (3) et guidé à travers l'ouverture (20) d'un module de courant est connecté
à un conducteur de connexion plat (4), caractérisé en ce que, dans le cas du conducteur de courant (1), la section transversale est aplatie dans
une section de connexion (3) du conducteur de courant (1), la section de connexion
aplatie (3) du conducteur de courant (1) est connectée au conducteur de connexion
(4), et la connexion est formée sous la forme d'une connexion par ajustement par pression.
21. Procédé selon la revendication 21, dans lequel la connexion est mise en oeuvre sous
la forme d'une connexion par ajustement par pression en utilisant une technique d'assemblage
par pression.
22. Procédé selon la revendication 20 ou 21, dans lequel des positions de contact sont
libérées d'oxydes métalliques par un traitement chimique avant la connexion.
23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel des positions de contact sont libérées
d'oxydes métalliques par nettoyage à l'acide avant la connexion.
24. Procédé selon l'une des revendications 20 à 23, dans lequel des positions de contact
sont nettoyées et/ou activées au moyen d'un traitement au plasma sur la surface avant
la connexion.
25. Procédé selon l'une des revendications 20 à 24, dans lequel le conducteur de courant
(1), sa section de connexion (3) et/ou le conducteur de connexion (4) est/sont adoucis
par recuit au moyen d'un traitement thermique avant la connexion.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
In der Beschreibung aufgeführte Nicht-Patentliteratur
- Fügetechnik, SchweißtechnikDVS-Verlag20040000328- [0011]
- J. RUGEH. PREISK. THOMASAbbrennstumpfschweißen und Reibschweißen mit verwandten Verfahren, 1991, vol. 139,
25- [0013]