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Dokumentenidentifikation DE10132878A1 27.02.2003
Titel Verfahren zur Herstellung einer Spule
Anmelder VOGT electronic AG, 94130 Obernzell, DE
Erfinder Hauer, Johannes, St. Veit, AT;
Hofer, Alois, Niederwaldkirchen, AT;
Maringer, Gerhard, Niederwaldkirchen, AT
Vertreter v. Füner Ebbinghaus Finck Hano, 81541 München
DE-Anmeldedatum 06.07.2001
DE-Aktenzeichen 10132878
Offenlegungstag 27.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse H01F 41/04
IPC-Nebenklasse H01F 21/02   H01F 27/28   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Spule mit besonders hohen Toleranzanforderungen, die einen Spulenkörper (1), wenigstens eine ihn umschließende Wicklung (19) und einen in diesem Spulenkörper (1) bewegbar und greifbar angeordneten Magnetkern (15) aufweist. Zur Einstellung eines vorgegebenen Induktivitätswertes der Wicklung (19) wird der eine Inhomogenität (17) aufweisende Magnetkern (15) verschoben und anschließend fixiert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spule.

Spulen werden in der gesamten Elektrotechnik vielfach verwendet. Jedoch werden, um eine sehr enge Induktivitätstoleranz zu erfüllen, derzeit mit einem hohen Aufwand einzelne Elemente der Spulen hergestellt, in an Präzision gebundenen Schritten zu fertigen Spulen zusammengesetzt und mit hoher Messgenauigkeit vermessen. Induktive Elemente, die einer vorgegebenen Toleranz nicht entsprechen, werden aus weiteren Technologieprozessen ausgeschieden. Somit vergrößert sich der Ausschuss für die bereits fertigen induktiven Elemente mit steigenden Anforderungen zu den Induktivitätstoleranzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Spule bereitzustellen, bei dem hohe Toleranzanforderungen an ihren Induktivitätswert erreicht werden, wodurch Ausschuss an induktiven Elementen im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kostengünstig minimiert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Induktivitätswert der Wicklung der Spule, die einen Spulenkörper und darin bewegbar und greifbar angeordneten Magnetkern mit wenigstens einer Inhomogenität aufweist, durch eine Verschiebung und anschließenden Fixierung des Magnetkerns im Spulenkörper eingestellt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, den Magnetkern in Form eines Ringkerns auszubilden, eine darin enthaltene Inhomogenität durch Drehen des Ringkerns um seine rotationssymmetrische Achse relativ zu der Spulenwicklung zu positionieren und nach Erreichen eines gewünschten L-Wertes zu fixieren, z. B. mittels eines Sekundenklebers.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Spulenkörpers mit elektrischen Anschlüssen,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Magnetkerns in Form eines Ringkerns,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zusammengebauten Spule mit elektrischen Anschlüssen und

Fig. 4 den Schnitt A-A der Spule der Fig. 3.

Die Induktivität einer Spule hängt nur von ihrer Gestalt und der Permeabilität des umgebe den Mediums ab. Bei einer starren Konfiguration einer Spule lässt sich somit ihr Induktivitätswert allein durch eine Änderung der Permeabilität des umgebenden Mediums beeinflussen. Ist eine Spule um einen Magnetkern gewickelt, der eine Inhomogenität aufweist, so lässt sich durch Verschiebung des die Inhomogenität aufweisenden Kerns relativ zur Wicklung der Spule ihre Induktivität um einige Prozent gezielt korrigieren. Der kontrollierbare Abgleich der Spuleninduktivität einer Spule mit einem Ringkern wird nachfolgend anhand von Fig. 1 bis Fig. 4 beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Spulenkörpers 1, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt werden kann. Der Spulenkörper 1 ist beispielsweise aus Kunststoff hergestellt und weist ein unteres Anschlussteil 2 mit in ihm eingebetteten Anschlussstiften 11 und ein oberes Teil 4 in Form einer Ringnut zur Aufnahme eines Ringkerns auf. Die Ringnut im oberen Teil 4 ist dabei durch eine ringförmige Hinterwand 3 zusammen mit senkrecht dazu verlaufenden Außen- und Innenwandungen 5 und 7 ausgebildet.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Ringkerns 15, der vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Höhe der Außen- und Innenwandungen 5 und 7 sowie deren Abstand zueinander entsprechen dabei der Höhe und Breite eines in Fig. 2 dargestellten Ringkerns 15, so dass der Ringkern 15 im oberen Spulenkörperteil 4 drehbar eingesetzt werden kann. Weiterhin weist der Ringkern 15 zwei gegenüberliegende Inhomogenitäten 17 auf, die z. B. durch Trennen des Magnetkerns in zwei gleiche Teile und anschließendes Zusammenkleben der beiden Teile hergestellt sind. Somit lassen sich die magnetischen Eigenschaften des Ringkerns 15 an den Stellen der Inhomogenitäten 17 lokal beeinflussen. Damit der Magnetkern 15 nach seinem Einbau im oberen Teil 4 des Spulenkörpers 1 in Fig. 1 sich immer noch frei drehen lässt, sollen die Querschnittsgrößen des Magnetkerns 15 im Bereich der Inhomogenitäten 17 die Dimensionen des Querschnitts des Magnetkerns 15 in den übrigen Bereichen nicht überschreiten.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Inhomogenitäten 17 im Magnetkern 15 bietet eine Änderung seines Querschnitts beispielsweise durch seitliches Ansägen. Dies erlaubt es, eine Inhomogenität 17 im Magnetkern 15 ohne dessen Querschnittsvergrößerung kostengünstig herzustellen.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Spule, die im Spulenkörper 1 einen bewegbar angeordneten Ringkern 15 mit zwei gegenüberliegenden Inhomogenitäten 17 aufweist, die von Wicklungen 19, die in Form von zwei gegenüberliegenden Sektoren angeordnet sind, in radialer Richtung umschlossen sind.

Der Schnitt A-A der Spule der Fig. 3 ist in Fig. 4 dargestellt. Daraus ist erkennbar, dass der Ringkern 15 im Spulenkörper 1 drehbar gelagert ist, wobei für eine ungehinderte Drehbewegung des Ringkerns 15 ausreichend viel Spielraum zu den ihn umgebenden Spulenwänden 3, 5 und 7 vorgesehen ist. Bei Herstellung der Spulenwicklungen 19 wird dabei darauf geachtet, dass die sie ausbildenden Drähte nicht zu straff auf den Spulenkörper 1 gewickelt werden, damit der Ringkern 15 zwischen den Wandungen 3, 5 und 7 und der Wicklung 19 nicht eingeklemmt wird. Die Wicklungen 19 werden dabei auf dem Spulenkörper 1 so angeordnet, dass wenigstens ein größter Teil des Fensters 9 im Spulenkörper 1 von den Wicklungen 19 unbedeckt bleibt. Dabei entstehen auf der Höhe des Fensters 9 zwei Angriffsbereiche 21 für eine Abgleich-Drehvorrichtung, mit deren Hilfe der Ringkern 15 im Spulenkörper 1 gedreht werden kann. Durch eine Drehbewegung des Ringkerns 15 um seine rotationssymmetrische Achse lassen sich die Induktivitäten der in Fig. 3 gezeigten Wicklungen 19 abgleichen. Ein höchster L-Wert wird dabei erreicht, wenn sich die Inhomogenitäten 17 des Ringkerns 15 in einer maximalen Entfernung von den Wicklungen 19 befinden, was einer senkrechten Ausrichtung der Inhomogenitäten 17 in Fig. 3 entspricht. Um nun einen niedrigsten L- Wert der Wicklungen 19 zu erreichen, soll der Ringkern 15 um etwa 90° gedreht werden, was einer horizontalen Ausrichtung der Inhomogenitäten 17 des Ringkerns 15 in Fig. 3 entspricht. Somit lässt sich ein Zwischenwert zwischen höchstem und niedrigsten L-Wert der Wicklungen 19 durch Drehen des Ringkerns 15 stufenlos einstellen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel lassen sich die Induktivitätswerte der Wicklungen 19 um etwa 5% variieren, wodurch die L- Toleranz einer fertig gewickelten Spule infolge einer Nachregelungsmöglichkeit von ca. ±2% des L-Wertes wesentlich reduziert werden kann. Nach einem Abgleich der Spule durch eine Drehbewegung des Ringkerns 15 erfolgt seine Fixierung z. B. durch Auftragen eines Sekundenklebers im Bereich 23 der Spule, so dass eine feste Verbindung zwischen dem Ringkern 15 und wenigstens einer der Wandungen 5 oder 7 entsteht. Weiterhin kann der Sekundenkleber im Bereich der Wicklungen 19 aufgetragen werden, wodurch deren Fixierung, falls notwendig, relativ zu den Inhomogenitäten 17 erreicht wird. Der Abgleich erfolgt nach Fertigstellung der Spule und Anschluss an die Stifte 11.

Es versteht sich, dass das geschilderte Ausführungsbeispiel in vielfältiger Weise abgeändert werden kann. Die Anordnung und Anzahl der Wicklungen 19 muss sich nicht notwendigerweise auf zwei gegenüberliegende Sektoren beschränken, es kann z. B. ein einziger Sektor oder mehr als zwei Sektoren ausgebildet sein. Dementsprechend können die Anzahl und Anordnung von Inhomogenitäten im Magnetkern variiert werden. Der Magnetkern 15 kann in unterschiedlicher Weise formlich abgeändert werden, beispielsweise derart, dass er als Sektorring oder Stab aufgebaut ist. Es können auch mehrere Magnetkerne in einer Spule verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung einer mit einem Spulenkörper (1), wenigstens einer ihn umschließenden Wicklung (19) und einem in diesem Spulenkörper (1) bewegbar und greifbar angeordneten Magnetkern (15) versehenen Spule, bei welchem Verfahren der wenigstens eine Inhomogenität (17) aufweisende Magnetkern (15) zwecks genauer Einstellung eines vorgegebenen Induktivitätswertes der Wicklung (19) im Spulenkörper (1) verschoben und anschließend fixiert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhomogenität (17) im Magnetkern (15) durch Trennen des Magnetkerns (15) in wenigstens zwei Teile und anschließendes Zusammenkleben hergestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhomogenität (17) im Magnetkern (15) durch eine Querschnittsänderung des Magnetkerns (15) hergestellt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (15) die Form eines Ringkerns (15) hat.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Induktivitätswert der Wicklung (19) durch Drehen des Ringkerns (15) um seine rotationssymmetrische Achse eingestellt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Spulenkörper (1) die Wicklungen (19) in Form von zwei gegenüberliegenden Sektoren angebracht sind.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Inhomogenitäten (17) im Ringkern (15) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.






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