EP0077050A1 - Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne - Google Patents
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- H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
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Definitions
- the present invention relates to a holding device for toroidal cores provided with windings.
- Toroidal cores provided with windings are not easy to attach in connection with other circuit elements because, on the one hand, they are relatively heavy and, on the other hand, do not permit direct mechanical attachment, since the toroid, which is stable per se, is completely devoid of one winding, g g f. in many layers, is surrounded, so that a bracket would have to attack the winding.
- the ring core has to be very rigid and absolutely stationary be attached to other components, because the winding ends with other stationary parts connected, have to be soldered in general, and must perform any relative movement between these parts emergency wendi g he way damage.
- the ring core is generally clamped between two plates provided with an elastic layer towards the ring core and the plates or those passed through the plates simultaneously tensioning the plate-receiving pin is attached to the corresponding device or the circuit parts.
- This type of attachment allows the toroid to be fixed to other circuit parts, e.g. to be fixed on printed circuit boards or the like.
- the plates In view of the existing weight of the toroid itself, the plates must be braced relatively strongly against each other, which has a disadvantageous effect on the winding of the toroid itself in a correspondingly high pressure. This can damage the paint insulation of the individual turns relatively easily. Especially because the holder is exposed to relatively large temperature fluctuations.
- the object of the invention is to provide a holding device for toroidal cores provided with windings, which is simple in construction, the direct attachment of the toroidal cores on any holding devices, circuit plates etc. allows and which is designed so that the ring core is kept practically free of pressure.
- the holding device should be suitable for the direct attachment of connecting pins, soldering lugs, etc., in order to enable the toroidal cores to also be attached to printed circuit boards or the like (so-called print attachment).
- the holding device accordingly consists of a support plate which is adapted to the diameter of the wound ring core and which is provided with a centering mandrel which penetrates the interior of the ring core, the ring core itself being held on this holding plate by means of a casting compound.
- the teaching according to the invention to adapt the carrier plate to the outer diameter of the wound toroid initially means that the plate should not have a smaller diameter than the wound toroid in order to avoid mechanical damage to the outside of the winding.
- the carrier plate itself is to be used as a holder for connection options such as soldering pins, soldering lugs or the like
- the diameter must be adapted to the outside diameter of the toroidal core in such a way that a correspondingly projecting edge remains, in which according to the mentioned development the connection flags attached, e.g. are injected or can be used in the openings provided.
- the wound toroidal core provided with a carrier plate can be fastened, in particular screwed, directly to the corresponding devices or circuit boards via an opening in the centering mandrel.
- a threaded holding part preferably a hexagon nut
- the carrier plate In order to guarantee a perfect fit of the carrier plate on the device part or on a printed circuit and, in particular when the carrier plate is fastened, also to provide protection against rotation, this has, according to another development, supports on its outer side facing away from the ring core, and preferably in Shape of small support feet.
- the supports can of course also be designed in the form of radial webs, etc., into which holding parts with a holding thread (simple hexagon nuts) are also introduced, e.g. can be cast in.
- a holding device according to the invention with a wound toroidal core 1 attached thereon is shown in elevation in a sectional view.
- the holding device consists of a carrier plate 2 which, in the region of the inner recess of the wound toroidal core 1, merges into a centering mandrel which, as can be seen from the drawing, is designed as a hollow cylinder.
- the wound toroidal core 3 is placed on this unit consisting of carrier plate 2 and centering mandrel 3 and is fastened and held by means of a casting compound 4.
- the carrier plate 2 has a bore 5, which allows access for a screw bolt or the like to a cast-in hexagon nut 6.
- the holding device designed in this way can, for example, from below by means of a simple screw bolt onto a plane or else perpendicular Carrier plate can be screwed without the need for special tools.
- 1 support feet 8 are provided on the underside of the support plate.
- FIG. 2 shows a top view of the design of the holding device according to FIG. 1, with the wound toroidal core 1 removed. From Figure 2 it can be seen that a total of 4 support feet are provided.
- FIG. 3 shows another embodiment of the holding device according to the invention in an elevation sectional view (FIG. 3) and in a top view (FIG. 4).
- 2 holes 9 are provided near the periphery of the carrier plate, into which solder pins 10 can be inserted if necessary, on which the connecting wires of the winding (s) of the toroidal core and the wiring with further components or assemblies can be made.
- a carrier plate 2 is selected with a diameter which is so large that the soldering pins which may be used come to lie outside the area which is occupied by a wound toroidal coil.
- FIG. 5 shows a modified embodiment of the holding device according to the invention in elevation in a sectional view.
- a ring 11 made of an elastic material is provided on the side of the carrier plate 2 facing the wound ring core 1. This measure is particularly advantageous when the carrier plate is relatively stiff and the surface of the windings on the toroidal core are uneven because this results in a uniform contact pressure.
- Fig. 5 is then still shown how a core held according to the invention, for example, attached to a housing wall 15, namely screwed, simply by making a bore 16 in this housing wall through which a from above through the Centering mandrel guided bolt 13 is inserted, on which a retaining nut 14 is screwed from below.
- FIG. 6 A view of a holding plate with such recesses 12 and 12 'is shown in FIG. 6, the view being selected in accordance with arrow VI in FIG. 5.
- the carrier plate with the centering mandrel is preferably made of a castable plastic, in particular with a polystyrene modified with butadiene and acrylonitrile, as is for example marketed under the trademark Terluran. It may be particularly advisable to press in reinforcing inserts, for example in the form of glass or carbon fibers, etc., in the case of toroidal cores with a very large iron core, in order to give the support plate a strength which is adapted to the particular circumstances and operating conditions. A reinforcement is recommended, for example, if the holding device is particularly stressed by shocks or other influences when used on vehicles, etc.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne.
- Mit Wicklungen versehene Ringkerne, wie beispielsweise Ringkerntransformatoren, Ringkerndrosseln oder sogar gelegentlich sogar einfache Potentiometer sind in Verbindung mit anderen Schaltkreiselementen nicht einfach zu befestigen, weil sie einerseits verhältnismäßig schwer sind und andererseits eine unmittelbare mechanische Befestigung nicht zulassen, da der an sich stabile Ringkern vollständig von einer Wicklung, ggf. in vielen Lagen, umgeben ist, so daß eine Halterung an der Wicklung angreifen müßte. Dabei muß der Ringkern sehr starr und absolut ortsfest zu anderen Bauelementen befestigt werden, da die Wicklungsenden mit anderen ortsfesten Teilen verbunden, im allgemeinen verlötet werden müssen und jede Relativbewegung zwischen diesen Teilen not- wendiger Weise zu Beschädigungen führen muß.
- Es ist bekannt, Ringkerne in einem speziellen Gehäuse einzeln oder auch zusammen mit anderen Bauelementen bzw. weiteren mit Wicklungen versehenen Ringkernen örtlich zu fixieren und das Gehäuse in der Gesamtheit so zuvergießen, daß eine Einheit aus Ringkern und Gehäuse geschaffen wird, wobei dann die Anschlußfahnen für die Wicklungen an der Gehäusewand bzw. mit der Gehäusewand starr verbundenen Gehäuseteilen an den dort angebrachten Lötfahnen, Lötstiften usw. befestigt werden.
- Für die Befestigung von mit Wicklungen versehenen Ringkernen auf Schaltungsteilen oder dgl., wo kein Gehäuse vorgesehen werden kann, wird der Ringkern im allgemeinen zwischen zwei mit einer elastischen Schicht zum Ringkern hin versehenen Platte eingespannt und die Platten bzw. der durch die Platten hindurchgeführte, gleichzeitig ein Verspannen der Platten'übernehmende Stift wird an dem entsprechenden Gerät bzw. den Schaltungsteilen befestigt. Diese Art der Befestigung ermöglicht zwar den Ringkern ortsfest an weiteren Schaltungsteilen, z.B. auf Leiterplatten oder dgl. zu be- .festigen. Mit Rücksicht auf das vorhandene Gewicht des Ringkernes selbst müssen dabei die Platten aber verhältnismäßig stark gegeneinander verspannt werden, was sich in einem entsprechend hohen Druck auf die Wicklung des Ringkernes selbst nachteilig auswirkt. Dabei kann es verhältnismäßig leicht zu Beschädigungen der Lackisolierung der einzelnen Windungen kommen. Insbesondere auch deshalb, weil die Halterung verhältnismäßig großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für mit Wicklungen versehene Ringkerne anzugeben, die einfach im Aufbau ist, die die unmittelbare Befestigung der Ringkerne auf beliebigen Haltevorrichtungen, Schaltungsplatten usw. ermöglicht und die so ausgebildet ist, daß der Ringkern praktisch durckfrei gehalten wird.
- Weiter soll die Haltevorrichtung zum unmittelbaren Anbringen von Anschlußstiften, Lötfahnen usw. geeignet sein, um eine Befestigung der Ringkerne auch auf gedruckten Leiterplatten oder dgl. (sog. Print-Befestigung) zu ermöglichen.
- Die vorgenannte Aufgabe wird mit einer Haltevorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst.
- Die Haltevorrichtung nach der Erfindung besteht demgemäß aus einer dem Durchmesser des bewickelten Ringkernes angepaßten Trägerplatte die mit einem Zentrierdorn, der den Innenraum des Ringkernes durchdringt, versehen ist, wobei der Ringkern selbst auf dieser Halteplatte mittels einer Vergußmasse gehalten ist.
- Die Lehre nach der Erfindung, die Trägerplatte dem Aussendurchmesser des bewickelten Ringkernes anzupassen, bedeutet zunächst, daß die Platte keinen kleineren Durchmesser haben soll, als der bewickelte Ringkern, um mechanische Beschädigungen an der Aussenseite der Wicklung zu vermeiden.
- Sofern aber gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Trägerplatte selbst als Halterung für Anschlußmöglichkeiten wie Lötstifte, Lötfahnen oder dgl. verwendet werden soll, muß der Durchmesser dem Aussendurchmesser des Ringkerns derart angepaßt werden, daß ein entsprechend überstehender Rand verbleibt, in welchem gemäß der genannten Weiterbildung die Anschlußfahnen angebracht, z.B. eingespritzt sind oder aber in vorgesehene öffnungen eingesetzt werden können.
- In jedem Fall kann der so mit einer Trägerplatte versehene bewickelte Ringkern unmittelbar über eine Öffnung im Zentrierdorn an den entsprechenden Geräten bzw. Schaltungsplatten befestigt, insbesondere verschraubt werden. Um den Arbeitsgang der Befestigung zu vereinfachen, empfiehlt es sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens in die Trägerplatte ein mit einem Gewinde versehenes Halteteil, vorzugsweise eine Sechskant-Mutter einzugießen, und zwar insbesondere in der Mitte der Trägerplatte, so daß unter Verwendung eines Schraubbolzens die Trägerplatte unmittelbar befestigt werden kann.
- Um einen einwandfreien Sitz der Trägerplatte auf dem Geräteteil bzw. auf einer gedruckten Schaltung zu garantieren und insbesondere beim Befestigen der Trägerplatte auch einen Verdrehungsschutz-zu geben, weist diese, gemäß einer anderen Weiterbildung an ihren dem Ringkern abgewandten Aussenseite Abstützungen auf, und zwar vorzugsweise in Form kleiner Abstützfüße. Dabei können die Abstützungen selbstverständlich auch in Form von Radialstegen usw. ausgebildet sein, in welche ebenfalls Halteteile mit einem Haltegewinde, (einfache Sechskant-Muttern) eingebracht, z.B. eingegossen sein können.
- Weitere Merkmale einer Haltevorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit zwei Realisierungsmöglichkeiten, die in den anliegenden Zeichnungen dargestellt sind, erläutert.
- In diesen Zeichnungen zeigen:
- FiG.1 eine Aufrißschnittdarstellung der Haltevorrichtung nach der Erfindung,
- Fig.2 eine Draufsicht auf die Haltevorrichtung nach Fig.1 bei abgenommenen Ringkern,
- Fig.3 eine teilweise Schnittdarstellung einer Halteplatte für die Zwecke nach der Erfindung, und zwar für die Verwendung bei einer Print-Befestigung gemäß der Schnittlinie III-III aus Fig.4,
- Fig.4 die zugehörige Draufsicht auf die Trägerplatte für die vorgenannte Realisierungsmöglichkeit,
- Fig.5 eine Schnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Haltevorrichtung nach der Erfindung mit Befestigungsteilen zur Befestigung der Haltevorrichtung an einer Gehäusewandung und
- Fig.6 eine Ansicht der Halteplatte von unten in Richtung entsprechend dem Pfeil VI in Fig.5.
- In Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung nach der Erfindung mit einem darauf befestigten bewickelten Ringkern 1 im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. DieHaltevorrichtung besteht aus einer Trägerplatte 2, die im Bereich der Innenausnehmung des bewickelten Ringkernes 1 in einen Zentrierdorn übergeht, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, als Hohlzylinder ausgebildet ist.
- Auf dieser Einheit aus Trägerplatte 2 und Zentrierdorn 3 ist der bewickelte Ringkern 3 aufgelegt und mittels einer Vergußmasse 4 befestigt und gehalten.
- In der Mitte weist die Trägerplatte 2 eine Bohrung 5 auf, die den Zugang für einen Schraubbolzen oder dergl. zu einer eingegossenen Sechskantmutter 6 ermöglicht. Damit kann die so ausgebildete Haltevorrichtung beispielsweise von unten mittels eines einfachen Schraubbolzens auf eine eben oder aber auch senkrecht verlaufende Trägerplatte geschraubt werden, ohne daß hierzu besondere Werkzeuge notwendig wären.
- Um, insbesondere beim Anschrauben, ein Verdrehen der Trägerplatte 2 und damit des bewickelten Ringkernes 1 zu vermeiden und auch eine gute Auflage auf der TRägerplatte zu garantieren, sind auf der Unterseite der Trägerplatte 1 Abstützfüße 8 vorgesehen.
- Die Fig.2 zeigt in einer Draufsicht die Ausführung der Haltevorrichtung nach Fig. 1, wobei der bewickelte Ringkern 1 abgenommen ist. Aus der Fig.2 ist dabei zu ersehen, daß insgesamt 4 Abstützfüße vorgesehen sind.
- Die Fign. 3 und 4 zeigen in einer Aufrißschnittdarstel-lung (Fig. 3) und in einer Draufsicht (Fig. 4) eine andere Ausführungsform der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführunqsform sind nahe der Peripherie der Trägerplatte 2 Bohrungen 9 vorgesehen, in die bei Bedarf Lötstifte 10 eingesetzt werden können, an denen die Anschlußdrähte der Wicklung(en) des Ringkernes sowie die Verdrahtung mit weiteren Bauelementen oder Baugruppen erfolgen kann.
- Bei Verwendung einer Ausführungsform nach den Fig.3 u. 4 wird eine Trägerplatte 2 mit einem Durchmesser gewählt, der so groß ist, daß die ggf. eingesetzten Lötstifte außerhalb des Bereiches zu liegen kommen, der von einer bewickelten Ringkernspule eingenommen wird.
- Im übrigen ist der Aufbau der gesamten Haltevorrichtung analog zu einem Aufbau, wie er anhand der Fign. 1 u. 2 erläutert wurde
- Für den auf dem Fachgebiet tätigen Fachmann ergibt sich, daß außer den bei der Eräuterung der Erfindung erwähnten Abwandlungen eine Reihe von weiteren Abwandlungen möglich sind. So ist es ohne erfinderisches Dazutun durchaus möglich, im Bereich der Stützfüße Haltefahnen oder auch Sechskant,Muttern, Schrauben mit ihren Köpfen oder derql. mit einzugießen, um die mit dem Ringkern bestückte Haltevorrichtung in einem Gerät, auf einer Leiterplatte oder dergl. befestigen zu können.
- In der Fig.5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Haltevorrichtung nach der Erfindung im Aufriß in einer Schnittdarstellung wiedergegeben. Bei dieser Realisierungsform ist auf der dem bewickelten Ringkern 1 zugewandten Seite der Trägerplatte 2 ein Ring 11 aus einem elastischen Material vorgesehen. Diese Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Trägerplatte relativ steif und die Oberfläche der Wicklungen auf dem Ringkern uneben sind, weil hierdurch ein gleichmäßiger Auflagedruck gegeben ist.
- In der Fig. 5 ist dann noch gezeigt, wie ein gemäß der Erfindung gehaltener Kern beispielsweise an einer Gehäusewand 15 befestigt, nämlich angeschraubt werden kann, und zwareinfach dadurch, daß in dieser Gehäusewand eine Bohrung 16 angebracht wird, durch die ein von oben durch den Zentrierdorn geführter Schraubbolzen 13 gesteckt wird, auf den von unten eine Haltemutter 14 aufgeschraubt wird.
- Um ein relatives Verdrehen des auf die Halteplatte 2 aufgebrachten Ringkernes zur Gehäusewandung auch bei der Montage zu verhindern, sind bei dieser Ausführungsform in der Halteplatte 2 Aussparungen 12 bzw. 12' vorgesehen, die mit - in der Figur nicht dargestellten - Haltenasen oder Haltevorsprüngen an der Gehäusewandung in Eingriff gebracht werden.
- Eine Ansicht einer Halteplatte mit derartigen Aussparungen 12 bzw. 12' zeigt Fig.6, wobei die Ansicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5 gewählt ist.
- Die Trägerplatte mit dem Zentrierdorn wird vorzugsweise aus einem gießbaren Kunststoff, insbesondere mit einem mit Butadien und Acrylnitril modifiziertem Polystyrol, wie er beispielsweise unter dem Warenzeichen Terluran auf dem Markt ist, gefertigt. Dabei kann es sich insbesondere bei Ringkernen mit sehr großem Eisenkern empfehlen, Verstärkungseinlagen, beispielsweise in Form von Glas- oder Kohlefasern usw. mit einzupressen, um der Trägerülatte eine den jeweiligen Gegebenheiten und Betriebsbedingungen angepaßte Festigkeit zu geben. Eine Verstärkung empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn bei einem Einsatz auf Fahrzeugen usw. die Haltevorrichtung durch Stöße oder andere Einflüsse besonders beansprucht wird.
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