WO2014124800A1 - Elektrisches übertragerbauelement - Google Patents

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WO2014124800A1
WO2014124800A1 PCT/EP2014/051525 EP2014051525W WO2014124800A1 WO 2014124800 A1 WO2014124800 A1 WO 2014124800A1 EP 2014051525 W EP2014051525 W EP 2014051525W WO 2014124800 A1 WO2014124800 A1 WO 2014124800A1
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contacting
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center
center leg
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Uwe Sommer
Michael Forster
Bernhard Röllgen
Karl Stoll
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Epcos AG
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    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps

Definitions

  • the invention relates to an electrical transformer component that can be used, for example, in the circuit of an ultrasonic echo distance sensor in automotive engineering.
  • Ultrasonic echo distance sensors are used in automotive technology in parking assistance / parking assistance systems for distance measurement between a vehicle and an object.
  • a circuit of an ultrasonic echo distance sensor may have a transformer component with which in a transmission phase a high alternating voltage which briefly excites the ultrasonic echo distance sensor to a thickness oscillation. In the transmission phase following reception phase in the high ⁇ impedance of the echo signal by the Sprinterbauelement in a low, the receiving circuit of the sensor circuit angepass- te impedance is transformed, whereby the smallest signals themselves can be detected by the circuit noise.
  • the usual chhold comprises a disc made of piezoelectric ceramics, wherein ⁇ game as lead zirconate titanate, may thus.
  • the low DC resistance of the primary winding of the transformer component ensures in the receiving mode of the circuit lowest possible noise in the amplifier stage, which amplifies the usually very weak received signal.
  • Al ternatively ⁇ , systems are used in which the received signal can be taken directly on a piezoelectric sensor.
  • With circuits that have an EP transformer for example se use an EP5 / EP6 transformer, only small ranges, such as ranges of 3 m, can be achieved. This is generally also sufficient for parking assistance / parking assistance systems. Due to the limited Reichwei ⁇ te such transformers are generally not usable for distance warning while driving. Any increase in ultrasound echo distance sensors, which could increase the achievable range, is ever ⁇ but not possible in the automobile due to the available space.
  • An embodiment of such an electrical transformer component is specified in claim 1.
  • a method for producing such an electrical transformer component is specified in claim 14.
  • a further method for producing such an electrical transformer component is specified.
  • the electrical transformer component comprises a center leg having first and second end portions and a middle portion disposed between the first and second end portions. Furthermore, the electrical transformer component has an outer leg with a holding device for holding the center leg on the outer leg.
  • the transformer ⁇ component is at least one of the first and second Endab- Section of the middle leg held on the holding device of Au ⁇ Hzschenkels. At least a part of the surface of the central portion of the center leg is directly wound with at least two wires.
  • the outer leg may be formed as a one-piece body having a bottom surface and at least one side wall.
  • the bottom surface and the at least one side wall are arranged such that the one-piece body is formed as a hollow body with a cavity.
  • the hollow body or cavity is open on the side opposite the bottom surface, so that the cavity is formed between the bottom surface and the at least one side wall.
  • the center leg can be wound directly with the at least two wires, where ⁇ at least a first of the at least two wires Pri ⁇ märwicklung and at least a second of the at least two wires form the secondary winding of the Sprinterbauelements.
  • a transformer component designed in this way can be used in an existing circuit of a distance sensor as a replacement for conventional EP transformers without the need for changes to the existing application circuit. Compared to the use of EP transformers, however, significantly longer ranges can be achieved when using distance sensors with the specified electrical transformer component due to the higher saturation limit of the transformer component compared to an EP transformer. Achieve transformer.
  • the transformer component has an embodiment of a bobbin.
  • the bobbin comprises a contacting device for contacting a first of the at least two wires and a further contacting device for contacting a second of the at least two wires.
  • a flange is arranged at the Kunststofftechniksein- directions.
  • a support element is arranged between the two flanges, by means of which the two flanges and thus also the two contacting devices are connected to one another.
  • the contacting devices, the flanges and the support element can have the same material.
  • the center leg is arranged between openings of the flanges and rests with a central portion on the support element.
  • the end sections of the middle leg can be glued to the contacting ⁇ facilities .
  • the central portion of the center leg may be fixed via an adhesive connection with the support element.
  • the support element is designed such that a part of the surface of the central portion of the center leg rests on the support element. A second part of the surface of the middle section of the middle leg does not lie on on the support element.
  • the electrical transformer component comprises a bobbin having a central tube, which is arranged between two contacting devices for anterminating the wires of a primary and secondary winding and for applying a voltage to the wires.
  • the central tube can be formed from a first hollow cylinder and a second hollow cylinder, wherein the two hollow cylinders are connected via at least one material web.
  • the web between the first and second hollow cylinder is not formed as a hollow cylinder, but has, for example ⁇ only at least one segment of a hollow cylinder. If the web comprises a plurality of segments of a hollow cylinder, the segments are arranged such that an air gap exists between them.
  • the first hollow cylinder may be connected to a first contacting means for applying a voltage to the wire of the primary winding and the second hollow cylinder may be connected to a second contacting means for applying a voltage to the wire of the secondary winding.
  • the central limb can be inserted into the thus formed with ⁇ telrohr.
  • the middle section of the center leg is wound un ⁇ indirectly with the at least two wires except for that section which lies under the bridge.
  • the wires are arranged on the two hollow cylinders.
  • the at least two wires of the primary and secondary windings of the transformer component are wound in the present transformer element in the region between the first and second hollow cylinder directly on the center leg.
  • the cross section of the wires to be wound of the primary and secondary windings can be increased compared to an EP transformer component, which results in a lower resistance.
  • the higher number of turns can be compared to an EP transformer fürtragerbauimplantation with higher inductance ferti ⁇ .
  • an air can be cleaved between the center leg and the outer leg ver ⁇ be enlarged. This also increases the storage capacity of the core.
  • FIG. 1A core halves of an EP transformer
  • FIG. 1B shows a bobbin for an EP transformer
  • Figure 2 shows an embodiment of an outer leg of a
  • FIG. 3A shows an embodiment of a contacting device with a center leg and an embodiment of an outer leg
  • FIG. 3B shows an embodiment of an electrical transformer component
  • FIG. 3C shows an embodiment of an outer leg with a middle leg
  • FIG. 4 shows an embodiment of an outer leg of an electrical transformer component
  • FIG. 5A shows an embodiment of an electrical transformer component
  • Figure 5B shows an embodiment of an outer leg with a
  • FIG. 6 shows an embodiment of a contacting device with a center leg with an air gap
  • Figure 7 shows an embodiment of a bobbin with flanges since ⁇ union
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a bobbin with interrupted central tube
  • Figure 9 shows an embodiment of a method for herstel ⁇ len an electric Kochtragerbauelements
  • FIG. 10 shows a further embodiment of a method for
  • Transformer components for distance sensors are not sufficiently inexpensive to produce on the basis of toroidal cores due to the indispensable required air gap.
  • Interference fields entering the ring core of the transformer from the outside are divided un ⁇ evenly, so that altogether no longer compensating voltages would be induced.
  • electrical transformer components with EP design in ⁇ example EP5 / EP6 transformer used.
  • Figure 1A shows an embodiment of a core for an EP transmitter.
  • the core comprises two core halves, a first core half has an inner leg 10a and an outer leg ⁇ IIa. Another core half has a center leg 10b and an outer leg IIb.
  • FIG. 1B shows a bobbin 12 for the EP transformer.
  • the bobbin has a contacting device 1210 and a contacting device 1220.
  • the contacting devices include contact elements 1230 for applying a voltage to wires, not shown in FIG. 1B, of a primary and secondary winding of the transformer, which can be wound onto a center tube 1250 of the bobbin.
  • Contact elements 1240 serve to terminate the wires and are connected to the contact elements 1230 inside the contacting devices 1210, 1220.
  • the bobbin has side panels / flanges 1260, 1270 at both ends of the central tube 1250. The side members prevent the separate wires of the primary and secondary windings wound on the center tube 1250 from slipping sideways from the center tube.
  • the finished EP transformer thus has two mutually mirror-symmetrically designed half-shell-shaped cores, for example of ferrite, with center leg, which are interconnected.
  • the wires of the primary and secondary windings are wound on the bobbin 1250 inside the shell-shaped cores IIa, IIb.
  • an ASIC-integrated push-pull stage drives the two primary windings of an EP5 / EP6 transformer.
  • the driver can be realized with an Ii bridge and only one primary winding.
  • the Se ⁇ kundärwicklung the transformer has a higher number of turns than the primary windings.
  • the secondary winding drives a piezoelectric transducer with a high voltage corresponding to the Windungsiere tone.
  • the inductance of the secondary winding also forms with the parasitic capacitance of the piezoelectric element a parallel resonant circuit, which oscillates for example at a frequency of approximately 50 kHz.
  • the circuit drives a piezo loudspeaker only for a short time.
  • the receive amplifier in the ASIC is connected to the primary windings / primary winding. Echoes or noise generate in the piezoelectric sensor, a signal with low amplitude, which is filtered by the secondary inductance of the EP transformer and the parasitic capacitance of the piezoelectric element and reduced by the Windungsiere2020 of the transformer reduces the receiving amplifier in the ASIC low impedance and thus extremely low noise supplied.
  • the two-part Haibschalenkern magnetic interference fields are led to a significant part of the ferrite directly through the center leg.
  • the air gap of the core is in one of the two central limbs 10a, sanded 10b, however, the unavoidable residual air gap which leads to the outer leg to that the magnetic resistance at the Au ⁇ .schenkel is only about 10- to 50-fold lower than that of the central leg and thus magnetic interference fields are guided in part by the center leg and in the windings an interference voltage is induced.
  • the achievable sound pressure determines the maximum achievable Reich ⁇ wide a distance sensor / sonar system / sonar system to a decisive extent.
  • Figure 2 shows an embodiment of an outer leg 110a of an electrical transformer component 1.
  • the outer leg is formed as a one-piece body with a bottom surface 112 and at least one side wall.
  • the one-piece body is hollowed out in its interior such that side walls 113, 114, 115 and 116 are arranged at right angles to each other.
  • Hollow body may also have another shape, for example a shape with a cylindrical side wall.
  • a cavity 117 is formed in the one-piece body.
  • the cavity is open at the opposite side of the bottom surface 112.
  • the outer leg 110a has a holding device 111 for holding a center leg of the electrical transformer component.
  • the holding device 111 may be provided on the at least one side wall of the outer leg 110a.
  • the retaining device 111 includes a support member 1112a Ulla and a retaining member.
  • the side walls are formed such that the holding member Ulla is formed in the side wall 113 and the holding member 1112a is formed in the side wall 114.
  • the holding elements Ulla and 1112a can each be easilybil ⁇ det as a groove in the side wall 113 and 114.
  • the side walls 113 and 114 are arranged opposite each other in the outer leg 110a shown in FIG.
  • Each of Be ⁇ tenpur has an inner surface 1113, 1114, facing the cavity 117, and an outer surface A113, A114, which is remote from the cavity 117, on.
  • the groove Ulla rela- se 1112a extends from the respective inner surface 1113 or 1114 of the side surfaces 113 and 114, respectively, to the respective outer surface A113 and A114 of the side surfaces 113 and 114, respectively.
  • Figure 3A shows a center leg 100 of the electrical transformer component having end portions 101, 102 and a middle portion 103 disposed between the two end portions.
  • the middle leg may be formed as a rod core in the embodiment of the transformer component explained in FIG. 3A and in all other embodiments of the transformer component.
  • ⁇ telschenkel is at its end portions 101, fixed on each of a contacting device 140, 150 102nd On the middle leg 100 and in particular on the middle From ⁇ section 103 of the center leg can be at least two wires wound immediately.
  • the at least two wires may comprise at least a first wire of a primary winding and at least one second wire of a secondary winding.
  • the contacting device 140 has a contact element 141 for contacting the at least one first wire of the primary winding.
  • FIG. 3A shows the outer leg 110a described with reference to FIG. After winding the center leg 100 with the electrical conductor 121 of the primary winding and the electrical conductor 122 of the secondary winding of the Outer leg 110a placed on the contacting devices 140 and 150 such that the end portion 101 of ⁇ ⁇ leg is arranged in the holding element Ulla of the outer leg and the end portion 102 of the center leg in the holding member 1112a.
  • an air gap is here and in all other embodiments of the Mattertragerbauelements generally a distance between two adjacent materials to understand that acts like a magnetically filled gap with air. However, the gap does not need to be filled with air. There may also be other materials in the gap that act magnetically or in terms of magnetic flux, such as an air-filled gap.
  • an adhesive may be arranged in the air gap between the holding element Ulla and the end section 101 of the center leg 100 and in the air gap between the end section 102 of the center leg 100, by which the respective end sections of the center leg are fixed to the respective holding elements.
  • materials with low permeability for example, a permeability of 0, 1 ⁇ ⁇ 200, be present.
  • the adhesive may contain, for example, iron powder.
  • FIG. 3B shows the finished electrical transformer component 1 with the center leg 100 held in the holding device 111, which is connected to the at least one first wire 121 of the primary märwicklung and the at least one second wire 122 of the secondary winding in the region of the central portion 103 is wound.
  • the contacting devices 140 and 150, on which the center leg 100 is fixed, rest on the side walls 113, 114 of the outer leg 110a.
  • the middle leg 100 is approximately ⁇ means at the end portion 101 with the Gir Gire- 140 and 102 at the end portion taktismes perceived 150 connected to the con-.
  • an adhesive 130 for example a UV-curing adhesive, can be applied to the end sections 101, 102 of the center leg 100.
  • adhesive 130 can be applied to the surface of the holding device 111 and in particular to the holding elements Ulla, 1112a.
  • the adhesive bridges an air gap LS between the center leg 100 and the outer leg ⁇ 110a. After curing of the adhesive 130, the middle leg 100 is fixedly connected to the outer leg 110a.
  • FIG. 3C shows by way of illustration the outer leg 110a already shown in FIG. 2, which is designed in the form of a shell core or a cap, and the center leg 100.
  • the center leg 100 is held in the retaining elements 111a and 1112a of the retaining device 111.
  • the holding elements Ulla and 1112a are formed as recesses in the side walls 113 and 114 of the outer leg 110a ⁇ .
  • the adhesive may be ge ⁇ filled for example with iron powder.
  • the contacting devices 140 and 150 are not shown in FIG. 3C.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of an outer leg 110b.
  • the outer leg is similar to Figure 2 ge ⁇ shows executed in the form of a cup core or a core ⁇ cap.
  • the outer leg 110b has a holding device 111 for holding the center leg 100 on the outer leg.
  • the Hal- te driving 111 includes a holding member 1111b which is formed as egg ⁇ ne recess in the side wall 113 of the outer leg 110b.
  • the holding device 111 comprises a holding element 1112b, which is formed as a depression in the side wall 114 of the outer leg 110b.
  • the depressions or recesses 1111b, 1112b in the side walls 113, 114 of the outer leg 110b are not open to the respective outer surfaces A113, A114 of the side walls 113, 114. Instead, the recesses 1111b, 1112b respectively extend from the inner surface 1113, 1114 of the respective side walls 113, 114, which faces the cavity 117, to a depth that less than the thickness of the side walls 113, 114 is in the respective side walls 113, 114th
  • FIG. 5A shows an electrical transformer component 2 after placing the outer leg 110b onto the one with a wire
  • the middle leg 100 is fastened at its end sections 101, 102 to the contacting devices 140 and 150.
  • the contacting device 140 has a contact element 141 for terminating the wire 121 wound onto the middle limb 100 and a contact element 142 for applying a voltage to the wire 121.
  • the contacting device 150 has a contact element 151 for terminating the wire 122 and a contact element 152 for applying a voltage to the wire
  • FIG. 5B shows, for illustrative purposes, the middle limb 100 held in the holding elements 1111b, 1112b.
  • the central leg 100 may be formed such that is present between the bearing surface of the middle leg 100 ⁇ on the support members 1111b, 1112b of the outer leg 110b ⁇ a gap LS.
  • Between the Au .schenkel 110b, and end faces of S101 / S102 of the end portions 101/102 of the center leg can also be a gap EXISTING ⁇ .
  • the two gaps may be filled with an adhesive 130 or a material having low permeability beispielswei ⁇ se a permeability of 0.1 ⁇ ⁇ 200.
  • In the adhesive can, for example iron, for example egg ⁇ senpulver be included.
  • the transducer can therefore gen more power transferred, thereby increasing at an ultrasound echo distance sensor, the sound pressure of the piezoelectric element and the overall ⁇ system of ultrasound echo distance sensor can detect more distant objects. Furthermore, in the case that the available space in the application of an ultrasonic echo distance sensor is to be reduced, the same performance characteristics as in EP transmitters can be achieved.
  • a high-saturation material can be used for the middle leg.
  • the material of the center leg may be stronger than the saturation Ma ⁇ TERIAL of the outer leg.
  • a high-saturation ferrite material can be used for the middle leg and a high-permeability ferrite material for the outer leg.
  • an air gap may be present in the middle leg.
  • the air gap can be designed as a real air gap be. Such an embodiment will be explained in more detail later with reference to FIG.
  • the air gap can also be realized by using a suitable material for the middle leg.
  • the middle leg can be made of an iron powder and the outer leg of Fer ⁇ rit. If the center leg contains a material made of iron powder, an air gap is formed over the length of the central leg , which is formed between the individual iron powder granules of the iron powder.
  • the outer leg 110a, 110b is realized in one piece in the form of a housing or a core cap / solid shell.
  • the rod-shaped center leg 100 is preferably shorter than the length of the housing or as the ma ⁇ ximum distance between the lateral boundary surfaces of the recesses 1111b, 1112b, whereby external interference fields are preferably performed by the outer leg 100b and thus almost no or only a very small
  • FIG. 6 shows an embodiment of a contacting device 140 with contact elements 141 for contacting the wire 121 and with contact elements 142 for applying a voltage to the wire 121 of the primary winding and having a contact element 142
  • Contacting device 150 with contact elements 151 for contacting the wire 122 of the secondary winding and with contact elements 152 for applying a voltage to the wire 122.
  • the contacting device 140 has a laterally arranged on her flange 160 and the contacting device 150 on a laterally arranged on her flange 170.
  • the two flanges each have an aperture 161 be ⁇ relationship, an opening 171 through which the middle leg 100 is so inserted between the two flanges that the end portion 101 of the center leg 100 on the contacting device 140 and the end portion 102 of the middle leg on the Contacting device 150 rest.
  • the two end sections 101 and 102 of the central leg 100 can be fixed to the respective contacting devices 140 and 150, for example, by means of an adhesive 130.
  • 100 has the center leg to the embodiment shown in Figure 6 ⁇ execution form an air gap LS.
  • the middle leg thus has two halves 100a and 100b, which are coupled by the air gap LS.
  • the air gap ⁇ need not be filled with air, but may contain another material to the guide of the magneti ⁇ rule flux through the center limb acts as a reference in ge ⁇ air filled gap. In fact, in the gap, for example, a plastic material may be arranged.
  • Half 100a of the middle leg 100 is fixed to the device PLEASE CONTACT ⁇ approximately 140th Half 100b of the center ⁇ leg 100 is fixed to the contacting 150th Around the two halves 100a and 100b of the center
  • an adhesive 130 may be provided in the gap LS.
  • the air gap in the middle leg provides better immunity to interference.
  • the portion of the center leg disposed between the flanges 160 and 170 is wound directly with the wires 121 and 122.
  • the side flanges 160 and 170 are formed such that lateral slippage of the wires 121, 122 is prevented by the center leg 100.
  • FIG. 7 shows an embodiment of a bobbin 200 that can be used together with the center leg 100 and the outer leg 110a, 110b to construct the electrical transformer component.
  • the bobbin 200 has a contacting device 140 for applying a voltage to the wire 121, which can be wound for example as a primary winding around the ⁇ telschenkel, and a contacting device 150 for applying a voltage to the wire 122, for example, as a secondary winding can be wound around the middle thigh.
  • the contacting devices 140 for applying a voltage to the wire 121, which can be wound for example as a primary winding around the ⁇ telschenkel
  • a contacting device 150 for applying a voltage to the wire 122, for example, as a secondary winding can be wound around the middle thigh.
  • a flange 160 and on the contacting device 150 a flange 170 is arranged in each case laterally.
  • the support element 180 is both flange disposed Zvi ⁇ rule 160 and 170th
  • the Aufla ⁇ geelement 180 may be as part of a wall of a Hohlzylin ⁇ DERS formed.
  • the support element 180 may for example be formed as a half of the central tube 1250 shown in Figure 1B, and can for example have a semi-circular cross-section ⁇ .
  • the contacting devices 140 and 150, the side flanges 160 and 170 and the support element 180 may, for example, be made of the same material.
  • the center leg 100 is inserted through the Publ ⁇ voltages 161, 171 of the flanges 160, 170 and arranged on the support element 180th
  • the support element 180 so ⁇ as the part of the surface of the central leg, which rests not directly on the support element, are subsequently ⁇ walked wound with the wires 121, 122nd
  • the side flanges 160 and 170 are formed so as to prevent lateral slippage of the wires 121, 122 from the wound support member 180 and the wound portion of the center leg 100.
  • the outer leg 100a or 100b is placed on the coil ⁇ body 200 and fixed to the bobbin, in particular with the contacting devices 140, 150, by an adhesive bond.
  • FIG. 8 shows an embodiment of a bobbin 300 that can be used together with the middle leg 100 and the outer leg 110a, 110b to construct the electrical transformer component.
  • the bobbin 300 has a contacting device 140 for applying a voltage to the wire 121 and a contacting device 150 for application a voltage to the wire 122 on.
  • the contacting devices 140, 150 each include a contact element 141, 151 for terminating the respective electrical conductors 121, 122 on the bobbin, and a contact element 142, 152 for applying a voltage to the electrical conductors 121, 122.
  • the bobbin 300 comprises a central tube 190, which is arranged between the contacting device 140 and the contacting device 150.
  • the central tube 190 has a hollow cylinder 191 and a hollow cylinder 192 which are interconnected via at least one material web 193a, 193b.
  • the at least one web of material can be formed as Minim ⁇ least a segment of a hollow cylinder.
  • the width of the at least one material web 193a, 193b extending in the circumferential direction of the hollow cylinders 191, 192 is less than the circumference of the hollow cylinders 191, 192.
  • the area of the at least one material web 193a, 193b is less than the outer surface of each of the hollow cylinders.
  • a plurality of webs are arranged between the two hollow cylinders, the webs are unconnected to one another, so that between their longitudinal sides, the duri ⁇ fen in the longitudinal direction of the central tube 190, each having an air gap is present.
  • two webs 193a, 193b are arranged between the two hollow cylinders.
  • the hollow cylinders 191 and 192 are connected via the two webs 193a, 193b arranged between the hollow cylinders 191, 192.
  • the hollow cylinder 191 is fixedly connected to the contacting device 140.
  • the hollow cylinder 192 is firmly connected to the contacting device 150.
  • the contacting devices 140, 150 and the center tube 190 may be made of the same material, for example.
  • the center leg is inserted into the Publ ⁇ voltages 194, 195 of the central pipe 190,100.
  • the co telrohr 190 is then connected to the wires 121, 122 bewi ⁇ oped.
  • the surfaces of the middle limb which are located after arranging the middle limb in the central tube between the two webs 193a, 193b, are wound directly with the wires 121, 122.
  • the outer leg 110a or 110b is placed on the center leg 100 and the bobbin 300 and fixed with the center leg 100 and the bobbin 300 ⁇ example, by an adhesive bond.
  • the two wires are wound on a first part of the central portion of the center leg.
  • This first part of the middle section of the middle leg lies after the insertion of the middle leg into the central tube 190 between the webs 193a, 193b.
  • a second and third part of the central portion of the center leg are surrounded by the hollow cylinders 191 and 192.
  • the first part of the central portion of the middle leg is wound directly with the wires.
  • the wires are wound on the outer surfaces of the hollow cylinders 191 and 192.
  • the bobbin 300 has no lateral flanges at the lateral ends of the two hollow cylinders 191 and 192.
  • the central tube is interrupted by the two webs 193a, 193b.
  • the coil body 300 of the winding body 300 increases in size. Spaces compared to the embodiment of the bobbin 12th
  • an outer leg according to one of the embodiments ⁇ forms 110 a or 110 b and the center leg 100, on the support element 180 or in the broken center tube 190 of the bobbin 200, 300 is arranged to be used, the winding space compared to an EP transmitter with completely continuous central tube, as shown in Figure 1B, significantly increased.
  • the winding technique used in EP transformers can be maintained.
  • the middle leg 100 and the support element 180 relationship ⁇ , the two hollow cylinders 191, 192 can be wound, for example by means of a "flyer".
  • Another Mög ⁇ friendliness is to enable the bobbin 200, 300 itself in rotation, so that the bobbin itself, the wires 121, 122 wound on the central portion 103 of the middle ⁇ leg.
  • FIG. 9 indicates an embodiment of a method for producing an electrical transformer component 1, 2 according to FIGS. 3B and 5A.
  • a center leg 100 having end sections 101, 102 and a middle section 103 arranged therebetween is initially provided.
  • the center leg 100 is formed as a rod-shaped core.
  • an outer leg 110a or an outer leg 110b is provided as a one-part component having a bottom surface 112 with opposite side walls 113, 114, each having a recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b.
  • the outer thigh 110a, 110b is formed as a cup-shaped core similar to an EP design, but without center leg.
  • the savings ⁇ Ulla, 1112a and 1111b, 1112b may be located at the point where the center leg is located in EP cores.
  • the middle leg 100 and the outer leg 110a, 110b can be made of the same soft magnetic ⁇ material.
  • a first contacting device 140 for contacting a first wire 121 and for applying a voltage to the first wire 121 and a second contacting device 150 for contacting a second wire 122 different from the first wire are provided.
  • the contacting devices 140 and 150 are unconnected to one another.
  • the contacting devices 140 and 150 may each have two rows of pins.
  • the pins may be U-shaped and be embedded in the material of the contacting devices, so that the ends of the pins protrude from the material.
  • the ends of the pins form the contact elements 141, 142 and 151, 152, respectively.
  • step Bl the contacting device is fixed to the end portion 101 of the center leg 100 and the Kunststoff ⁇ t ists prepared 150 at the end portion 102 of the central schenkeis 100 140th
  • the contacting device 140 and 150 can be glued, for example, with both end portions 101, 102 of the center leg. This can preferably take place in a device in which ideally several nests are present and which simultaneously serves as a transport receptacle.
  • the center leg 100 is wound with the wires 121 and 122.
  • the middle thigh 100 can preferably be wound with a flyer.
  • pre-produced center leg can be inserted with their glued contacting devices in a winding tool.
  • the winding tool can have two plates of translucent material. For example, sheets of silicone that are translucent at a wavelength between 350 nm to 410 nm can be used. The two plates can be moved together and apart.
  • UV adhesive can be applied to the sides bounding the winding space. This can also be done continuously during the course of winding with the aid of a felt wetted with adhesive.
  • the winding and termination of the wires 121, 122 to the contact elements 141, 151 can be done by means of flyer and safety gear. As a result, the wires 121, 122 can be connected to the contacting devices 140, 150.
  • UV-curing adhesive may be applied to the wound be ⁇ middle leg in order to increase the mechanical ⁇ specific rigidity of the coil. From behind the translucent plates located flash lamps or UV LEDs can be briefly radiated very intense light with high UV content, causing instantaneous curing of UV adhesive, which is exposed to light. The winding ⁇ tool can now be opened and the wound core can be removed.
  • step Dl follows a soldering process in which the wires terminated to the contact elements 141, 151 are soldered to the contact elements.
  • step El the wound core is placed in a test socket which the secondary winding with a Indukt foundedsmess réelle in ⁇ game as an LCR meter, electrically connects.
  • step F1 adhesive is applied to the end portions 101, 102 of the center leg 100 and / or to the respective recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b of the side walls 113, 114 of the outer leg 110a, 110b.
  • a step Gl the end sections 101, 102 of the middle leg are inserted into the respective recess Ulla, 1112a of the outer leg 110a or into the respective Ausspa ⁇ tion 1111b, 1112b of the outer leg / shell core 110b ⁇ by the outer leg 110a, 110b on the means ⁇ leg 100 or the middle leg 100 on the outer leg / shell core 110a, 110b is moved.
  • the shell core 110a, 110b can be motor-mounted on the wound center leg 100. During the movement of the center leg 100 or the outer leg 110a, 110b, an inductance of the wire 122 of the secondary winding can be measured.
  • the movement of the center leg 100 or the outer leg 110a, 110b is stopped when the ge ⁇ metered inductance reaches a predetermined target value.
  • the applied adhesive bridged at this time be ⁇ already the air gap between the central leg and shell core. However, the adhesive is still in the liquid state.
  • step Hl curing of the adhesive Zvi ⁇ rule takes place to the end portions 101, 102 of the center leg and the respective recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b of the outer leg.
  • a UV flash of light from a UV-LED array, or a flash lamp can be used, for example, to cure the adhesive instantaneously.
  • FIG. 10 indicates an embodiment of a method for producing an electrical transformer component with a coil body 200 or 300.
  • the center leg 100 is provided with the end portions 101, 102 and a middle portion 103 interposed therebetween.
  • the middle leg may be formed, for example, as a rod-shaped core.
  • the outer leg 110a or 110b is provided as a one-piece component having a bottom surface 112 with opposite side walls 113, 114, each having a recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b.
  • the outer leg 110a, 110b may be provided as a cup-shaped core, similar to an EP design, but without a central leg.
  • the recess may be provided at the point at which the center leg is located in EP cores.
  • the tel ⁇ telschenkel 100 and the outer leg 110a, 110b may be made of the same soft magnetic material.
  • the bobbin 200 is provided with a support element 180 for receiving the center leg 100, as shown and described with reference to FIG.
  • the bobbin 200 further comprises a contacting device 140 for contacting with at least one first wire 121 and for applying a voltage to the at least one first wire and a contacting device 150 for contacting with at least one second wire 122 and for applying a voltage to the at least a second wire.
  • the two contacting means have contact elements 141, 151 for contacting or Anter ⁇ minieren the respective wires 121, 122 to the respective contacting means 140, 150 and contact elements 142, 152 for applying a voltage to the respective wires 121, 122.
  • a first flange 160 and at the second contacting device 150, a second flange 170 is arranged. Between the first and second flange, a support element 180 is arranged for placing the central limb 100, wherein the support element 180 is formed such that when placing the middle jaw on the support element, a first part of a Ober ⁇ surface of the central portion 103 of the center leg 100 on the support element 180 rests and a second part of the surface of the central portion 103 of the center leg 100 does not rest on the support element 180.
  • the middle portion is of 103.
  • ⁇ telschenkels 100 on the support element 180th The first part of the surface of the central portion of the ⁇ telschenkels can be glued to the support element.
  • the support element 180 and the second portion of the surface of the central portion 103 of the middle leg ⁇ 100 are wound with the first and second wire 121, the 122nd After the winding process, the wires 121, 122 are connected to the respective contact elements 141, 151 of the contacting devices 140, 150.
  • soldering process step D2 in which the wire ends anterminated to the contact elements 141, 151 are soldered to the contact elements.
  • a step E2 of the thus wound core is placed in a test ⁇ pickup, which with a Induk ⁇ triossmess réelle the secondary winding, such as an LCR meter, electrically connects.
  • a step F2 an adhesive is applied to the End portions 101, 102 of the middle leg and / or on the respective recess Ulla, 1112 a and 1111 b, 1112 b of the outer leg 110 a and 110 b introduced ⁇ .
  • the adhesive may be a UV-curing adhesive.
  • a step G2 the end portions 101, 102 of the center leg 100 in the respective recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b of the outer leg are introduced by the center leg is moved to the outer leg or Au ⁇ Hzschenkel on the center leg until the With ⁇ telschenkel is arranged in the recesses.
  • the outer leg can be placed, for example, motor on the wound center leg.
  • an inductance of the wire 122 of the secondary Wick ⁇ lung is measured.
  • the movement of the center leg 100 Bezie ⁇ hung example of the outer leg 110a, 110b is stopped when the measured inductance reaches a predetermined target value.
  • the adhesive bridges at this time be ⁇ already the air gap between the center leg 100 and the outer leg 110.
  • the adhesive is initially but still in a liquid state.
  • the curing of the adhesive Zvi ⁇ rule is carried out to the end portions 101, 102 of the center leg and the respective recess Ulla, 1112a or 1111b, 1112b of the side walls 113, 114 of the outer leg 110.
  • a UV-curing adhesive for example, a UV light flash from a UV LED array or a flash lamp can be used, which cures the adhesive instantaneously.
  • acrylates, and epoxy resins for example, dual ⁇ curing can be used.
  • Anaerobic adhesives cure by varying environmental conditions. This includes contact with metal ions, exposure to UV light, and heating the adhesive to a temperature. Free metal ions are found in particular on surfaces of ferrite workpieces.
  • the curing of uncrosslinked adhesive residues can either take place with increasing time or be accelerated by contamination of the splices by metal ions, in particular by copper ions. Furthermore, the curing can take place by storage of the finished components at temperatures of 100 ° C or higher temperatures for a few minutes.

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Abstract

Ein elektrisches Übertragerbauelement umfasst einen Mittelschenkel (100) mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) und einem mittleren Abschnitt (103), der zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) angeordnet ist, und einen Außenschenkel (110a, 110b) mit einer Halteeinrichtung (111) zur Halterung des Mittelschenkels (100) an dem Außenschenkel (110a, 110b). Mindestens einer des ersten und zweiten Endabschnitts (101, 102) des Mittelschenkels (100) sind an der Halteeinrichtung (111) des Außenschenkels (110a, 110b) gehalten. Zumindest ein Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mittelschenkels (100) ist unmittelbar mit mindestens zwei Drähten (121, 122) bewickelt.

Description

Beschreibung
Elektrisches Übertragerbauelement Die Erfindung betrifft ein elektrisches Übertragerbauelement, das beispielsweise in der Schaltung eines Ultraschall-Echo- Abstandssensors in der Automobiltechnik verwendet werden kann . Ultraschall-Echo-Abstandssensoren werden in der Automobiltechnik bei Parkhilfe-/Parkassistenzsystemen zur Abstandsmessung zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt verwendet. Eine Schaltung eines Ultraschall-Echo-Abstandssensors kann ein Übertragerbauelement, mit dem in einer Sendephase eine hohe Wechselspannung, welche den Ultraschall-Echo-Abstandssensor kurzzeitig zu einer Dickenschwingung anregt, aufweisen. In der der Sendephase folgenden Empfangsphase wird die hohe Im¬ pedanz des Echosignals durch das Übertragerbauelement in eine niedrige, der Empfangsschaltung der Sensorschaltung angepass- te Impedanz transformiert, wodurch selbst kleinste Signale von der Schaltung rauscharm detektiert werden können.
Zum Empfang des von Objekten reflektierten Ultraschallimpulses kann somit ein- und derselbe Ultraschallsensor, der übli- cherweise eine Scheibe aus piezoelektrischer Keramik, bei¬ spielsweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) , aufweist, verwendet werden. Der niedrige Gleichstromwiderstand der Primärwicklung des Übertragerbauelements gewährleistet im Empfangsmodus der Schaltung geringstmögliches Rauschen in der Verstärkerstufe, welche das meist sehr schwache Empfangssignal verstärkt. Al¬ ternativ dazu sind Systeme gebräuchlich, bei denen das Empfangssignal direkt an einem Piezosensor abgenommen werden kann. Mit Schaltungen, die einen EP-Übertrager, beispielswei- se einen EP5/EP6-Übertrager verwenden, lassen sich nur geringe Reichweiten, beispielsweise Reichweiten von 3 m, erzielen. Dies ist im Allgemeinen auch ausreichend für Parkhilfe- /Parkassistenzsysteme . Aufgrund der eingeschränkten Reichwei¬ te sind derartige Übertrager im Allgemeinen jedoch nicht zur Abstandswarnung im Fahrbetrieb verwendbar. Eine beliebige Vergrößerung von Ultraschall-Echo-Abstandssensoren, durch die sich die erzielbare Reichweite erhöhen lassen würde, ist je¬ doch im Automobil aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraums nicht möglich.
Es ist wünschenswert, ein elektrisches Übertragerbauelement anzugeben, das eine geringe Baugröße hat und mit dem sich bei Verwendung in Kombination mit einer Schaltung eines Abstandssensors große Reichweiten erzielen lassen. Des Weiteren sollen Verfahren zum Herstellen eines derartigen elektrischen Übertragerbauelements angegeben werden.
Eine Ausführungsform eines derartigen elektrischen Übertragerbauelements ist im Patentanspruch 1 angegeben. Ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen elektrischen Übertragerbauelements ist in Patentanspruch 14 angegeben. Im Patentanspruch 15 ist ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines solchen elektrischen Übertragerbauelements angegeben.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst das elektrische Übertragerbauelement einen Mittelschenkel mit einem ersten und zweiten Endabschnitt und einem mittleren Abschnitt, der zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt angeordnet ist. Des Weiteren weist das elektrische Übertragerbauelement einen Außenschenkel mit einer Halteeinrichtung zur Halterung des Mittelschenkels an dem Außenschenkel auf. Bei dem Übertrager¬ bauelement ist mindestens einer des ersten und zweiten Endab- Schnitts des Mittelschenkels an der Halteeinrichtung des Au¬ ßenschenkels gehalten. Zumindest ein Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels ist unmittelbar mit mindestens zwei Drähten bewickelt.
Der Außenschenkel kann als ein einteiliger Körper mit einer Bodenfläche und mit mindestens einer Seitenwand ausgebildet sein. Die Bodenfläche und die mindestens eine Seitenwand sind derart angeordnet, dass der einteilige Körper als ein Hohl- körper mit einem Hohlraum ausgeformt ist. Der Hohlkörper beziehungsweise Hohlraum ist an der der Bodenfläche gegenüber liegenden Seite offen, so dass der Hohlraum zwischen der Bodenfläche und der mindestens einen Seitenwand gebildet wird. Durch die Halteeinrichtung ist der Mittelschenkel derart am Außenschenkel gehalten, dass zumindest ein Teil der Oberflä¬ che des Mittelschenkels von der Bodenfläche und der mindes¬ tens einen Seitenwand des einteiligen Körpers umgeben ist. Der Mittelschenkel kann als ein Stabkern ausgebildet sein. Gemäß einer ersten Ausführungsform kann der Mittelschenkel direkt mit den mindestens zwei Drähten bewickelt werden, wo¬ bei mindestens ein erster der mindestens zwei Drähte die Pri¬ märwicklung und mindestens ein zweiter der mindestens zwei Drähte die Sekundärwicklung des Übertragerbauelements bilden. Ein derart ausgebildetes Übertragerbauelement kann in einer bestehenden Schaltung eines Abstandssensors als Ersatz für herkömmliche EP-Übertrager verwendet werden, ohne dass dazu Änderungen an der bestehenden Applikationsschaltung durchgeführt werden müssten. Im Vergleich zur Verwendung von EP- Übertragern lassen sich beim Einsatz von Abstandssensoren mit dem angegebenen elektrischen Übertragerbauelement jedoch deutlich größere Reichweiten infolge der höheren Sättigungsgrenze des Übertragerbauelements gegenüber einem EP- Übertrager erzielen. Des Weiteren kann der Bauraum für den Übertrager verringert werden, da der Mittelschenkel des Über¬ tragerbauelements unmittelbar mit dem Draht bewickelt wird. Da manuelle Prozessschritte größtenteils entfallen, sind die Herstellungskosten eines derartigen Übertragerbauelements ge¬ ringer als bei herkömmlichen EP-Übertragern.
Gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform weist das Übertragerbauelement eine Ausführungsform eines Spulenkörpers auf. Der Spulenkörper umfasst eine Kontaktierungseinrichtung zum Kontaktieren eines ersten der mindestens zwei Drähte und eine weitere Kontaktierungseinrichtung zum Kontaktieren eines zweiten der mindestens zwei Drähte. An den Kontaktierungsein- richtungen ist jeweils seitlich ein Flansch angeordnet. Zwi- sehen den beiden Flanschen ist ein Auflageelement angeordnet, durch das die beiden Flansche und somit auch die beiden Kon- taktierungseinrichtungen miteinander verbunden sind. Die Kon- taktierungseinrichtungen, die Flansche und das Auflageelement können dasselbe Material aufweisen. Bei dem fertigen Übertra- gerbauelement ist der Mittelschenkel zwischen Öffnungen der Flansche angeordnet und liegt mit einem mittleren Abschnitt auf dem Auflageelement auf. Die beiden seitlichen Endab¬ schnitte des Mittelschenkels, die aus den Flanschen herausra¬ gen, liegen auf den Kontaktierungseinrichtungen auf. Die End- abschnitte des Mittelschenkels können auf die Kontaktierungs¬ einrichtungen geklebt sein. Ebenso kann der mittlere Abschnitt des Mittelschenkels über eine Klebeverbindung mit dem Auflageelement fixiert sein. Das Auflageelement ist derart ausgebildet, dass ein Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels auf dem Auflageelement aufliegt. Ein zweiter Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels liegt nicht auf dem Auflageelement auf. Beim Bewickeln mit einem ersten und zweiten Draht einer Primär- und Sekundärwicklung wird der erste Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts des Mit¬ telschenkels direkt und unmittelbar mit den elektrischen Lei- tern bewickelt.
Gemäß einer dritten möglichen Ausführungsform weist das elektrische Übertragerbauelement einen Spulenkörper mit einem Mittelrohr auf, das zwischen zwei Kontaktierungseinrichtungen zum Anterminieren der Drähte einer Primär- und Sekundärwicklung und zum Anlegen einer Spannung an die Drähte angeordnet ist .
Das Mittelrohr kann aus einem ersten Hohlzylinder und einem zweiten Hohlzylinder gebildet werden, wobei die beiden Hohlzylinder über mindestens einen Materialsteg verbunden sind. Der Steg zwischen dem ersten und zweiten Hohlzylinder ist nicht als Hohlzylinder ausgebildet, sondern weist beispiels¬ weise nur mindestens ein Segment eines Hohlzylinders auf. Falls der Steg mehrere Segmente eines Hohlzylinders umfasst, sind die Segmente derart angeordnet, dass zwischen ihnen ein Luftspalt existiert. Der erste Hohlzylinder kann mit einer ersten Kontaktierungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an den Draht der Primärwicklung und der zweite Hohlzylinder kann mit einer zweiten Kontaktierungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an den Draht der Sekundärwicklung verbunden sein. Der Mittelschenkel kann in das derart ausgebildete Mit¬ telrohr eingeführt werden. Beim Bewickeln mit den mindestens zwei Drähten der Primär- und Sekundärwicklung des Übertrager- bauelements wird der mittlere Abschnitt des Mittelschenkels bis auf denjenigen Abschnitt, der unter dem Steg liegt, un¬ mittelbar mit den mindestens zwei Drähten bewickelt. Ebenso werden die Drähte auf die beiden Hohlzylinder angeordnet. Im Unterschied zu einem EP-Übertrager, bei dem das Mittelrohr des Spulenkörpers als umfänglich vollständig geschlossene Röhre ausgebildet ist und bei dem nicht unmittelbar ein in die Röhre eingeführter Mittelschenkel mit einer Primär- und Sekundärwicklung mindestens zweier Drähte bewickelt wird, sondern die Drähte der Primär- und Sekundärwicklung auf das Mittelrohr des Spulenkörpers aufgebracht wird, sind bei dem vorliegenden Übertragerbauelement die mindestens zwei Drähte der Primär und Sekundärwicklung des Übertragerbauelements im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Hohlzylinder unmittelbar auf den Mittelschenkel aufgewickelt. Selbst wenn von dem bei einem EP-Übertrager umfänglich geschlossenen Mittelrohr nur noch seitlich zwei Hohlzylinder übrig bleiben, ver- größert sich der Wickelraum erheblich. Da Fertigungstoleranzen gerade bei kleinen Ferritkernen sehr groß sind, muss der benötigte Vorhalt für einen nicht sonderlich maßhaltigen Kern in dem Spulenkörper vorhanden sein. Bei der dritten Ausführungsform, bei der von dem ursprünglich umfänglich geschlossenen Mittelrohr eines EP-Übertragers nur noch kleine Hohlzylinder, die an dem ersten und zweiten Teilkörper angeordnet sind, übrig bleiben, kann eine bisher verwendete Wickeltechnik beibehalten werden. Wenn das Mittelrohr im Spulenkörper gänzlich entfällt, wie bei der erst genannten Ausführungsform, so vergrößert sich der Wickelraum abermals.
Aufgrund der im Vergleich zu einem EP-Übertrager höheren Windungszahl des Übertragerbauelements kann der Querschnitt der zu bewickelnden Drähte der Primär- und Sekundärwicklung gegenüber einem EP-Übertragerbauelement erhöht werden, was ei¬ nen geringeren Widerstand zur Folge hat. Mit der höheren Windungszahl lassen sich im Vergleich zu einem EP-Übertrager Übertragerbauelemente mit höheren Induktivitätswerten ferti¬ gen. Um trotz des Aufbringens von mehreren Windungen bei dem elektrischen Übertragerbauelement den gleichen Induktivitäts¬ wert wie bei einem EP-Übertrager zu erzielen, kann ein Luft- spalt zwischen dem Mittelschenkel und dem Außenschenkel ver¬ größert werden. Dadurch erhöht sich auch die Speicherfähigkeit des Kerns. Bei Verwendung eines derartigen elektrischen Übertragerbauelements in der Schaltung eines Abstandssensors, insbesondere eines Ultraschall-Echo-Abstandssensors, kann der Schallsensor mehr Energie als bei Verwendung eines EP- Übertragers abgeben. Somit kann die Reichweite der Abstands- sensorschaltung vergrößert werden.
Ausführungsformen des elektrischen Übertragerbauelements so- wie von Verfahren zum Herstellen des elektrischen Übertragerbauelements werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1A Kernhälften eines EP-Übertragers,
Figur 1B ein Spulenkörper für einen EP-Übertrager,
Figur 2 eine Ausführungsform eines Außenschenkels eines
elektrischen Übertragerbauelements ,
Figur 3A eine Ausführungsform einer Kontaktierungseinrich- tung mit einem Mittelschenkel und eine Ausführungs¬ form eines Außenschenkels, Figur 3B eine Ausführungsform eines elektrischen Übertragerbauelements, Figur 3C eine Ausführungsform eines Außenschenkels mit einem Mittelsehenkel ,
Figur 4 eine Ausführungsform eines Außenschenkels eines elektrischen Übertragerbauelements ,
Figur 5A eine Ausführungsform eines elektrischen Übertragerbauelements,
Figur 5B eine Ausführungsform eines Außenschenkels mit einem
Mittelsehenkel ,
Figur 6 eine Ausführungsform einer Kontaktierungseinrich- tung mit einem Mittelschenkel mit einem Luftspalt,
Figur 7 eine Ausführungsform eines Spulenkörpers mit seit¬ lichen Flanschen,
Figur 8 eine weitere Ausführungsform eines Spulenkörpers mit unterbrochenem Mittelrohr,
Figur 9 eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstel¬ len eines elektrischen Übertragerbauelements,
Figur 10 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum
Herstellen eines elektrischen Übertragerbauele¬ ments .
Übertragerbauelemente für Abstandssensoren, insbesondere für Ultraschall-Echo-Abstandssensoren, sind aufgrund des unabdingbar erforderlichen Luftspalts nicht ausreichend kostengünstig auf der Basis von Ringkernen herstellbar. Von außen in den Ringkern des Übertragers eintretende Störfelder ver- teilen sich überdies aufgrund des vorhandenen Luftspalts un¬ gleichmäßig, so dass in Summe nicht mehr sich kompensierende Spannungen induziert würden. Statt der Verwendung von Ringkernen werden üblicherweise in Schaltungen für Abstandssenso- ren elektrische Übertragerbauelemente mit EP-Bauform, bei¬ spielsweise EP5/EP6-Übertrager, verwendet.
Figur 1A zeigt eine Ausführungsform eines Kerns für einen EP- Übertrager. Der Kern umfasst zwei Kernhälften, wobei eine erste Kernhälfte einen Mittelschenkel 10a und einen Außen¬ schenkel IIa aufweist. Eine weitere Kernhälfte weist einen Mittelschenkel 10b und einen Außenschenkel IIb auf.
Figur 1B zeigt einen Spulenkörper 12 für den EP-Übertrager. Der Spulenkörper weist eine Kontaktierungseinrichtung 1210 und eine Kontaktierungseinrichtung 1220 auf. An den Kontak- tierungseinrichtungen befinden sich Kontaktelemente 1230 zum Anlegen einer Spannung an in Figur 1B nicht gezeigte Drähte einer Primär- und Sekundärwicklung des Übertragers, die auf ein Mittelrohr 1250 des Spulenkörpers aufgewickelt werden können. Kontaktelemente 1240 dienen zum Terminieren der Drähte und sind im Inneren der Kontaktierungseinrichtungen 1210, 1220 mit den Kontaktelementen 1230 verbunden. Der Spulenkörper weist an beiden Enden des Mittelrohrs 1250 Seitentei- le/Flansche 1260, 1270 auf. Die Seitenteile verhindern, dass die auf das Mittelrohr 1250 aufgewickelten separaten Drähte der Primär- und Sekundärwicklung von dem Mittelrohr seitlich abrutschen können. Nachdem das Mitterohr 1250 des Spulenkörpers 12 mit der Pri¬ mär- und Sekundärwicklung bewickelt worden ist, werden die beiden Kernhälften mit ihren Mittelschenkeln 10a, 10b in den Hohlraum des Mittelrohrs 1250 eingeführt. Die beiden Außen- Schenkel IIa, IIb können miteinander verklebt werden. Der fertige EP-Übertrager weist somit zwei zueinander spiegelsymmetrisch ausgeführte halbschalenförmige Kerne, beispielsweise aus Ferrit, mit Mittelschenkel auf, die miteinander verbunden sind. Die Drähte der Primär- und Sekundärwicklung befinden sich auf dem Spulenkörper 1250 aufgewickelt im Inneren der halbschalenförmigen Kerne IIa, IIb.
Im Allgemeinen treibt bei einem Abstandssensor, insbesondere bei einem Ultraschall-Echo-Abstandssensor eine in einen ASIC integrierte Push-Pull-Stufe die beiden Primärwicklungen eines EP5/EP6-Übertragers . Alternativ kann der Treiber mit einer Ii- Brücke und nur einer Primärwicklung realisiert sein. Die Se¬ kundärwicklung des Übertragers weist eine höhere Windungszahl als die Primärwicklungen auf. Die Sekundärwicklung treibt einen Piezoschallwandler mit einer dem Windungszahlverhältnis entsprechenden hohen Spannung. Die Induktivität der Sekundärwicklung bildet überdies mit der parasitären Kapazität des Piezoelements einen Parallelschwingkreis, der beispielsweise auf einer Frequenz von zirka 50 kHz schwingt.
Mit einer derartigen Schaltungsanordnung kann aufgrund der hohen erzielbaren Spannung über dem Piezoelement ein hoher Schalldruck erzeugt werden. Die Schaltung treibt einen Pie- zolautsprecher jedoch nur für kurze Zeit. Sobald die Schwingung abgeklungen ist, wird der Empfangsverstärker im ASIC mit den Primärwicklungen/der Primärwicklung verbunden. Echos oder Störgeräusche erzeugen im Piezosensor ein Signal mit geringer Amplitude, welches durch die Sekundärinduktivität des EP- Übertragers und die parasitäre Kapazität des Piezoelements gefiltert und um das Windungszahlverhältnis des Übertragers verringert dem Empfangsverstärker im ASIC niederohmig und somit äußerst rauscharm zugeführt wird. Der in den Figuren 1A und 1B gezeigte EP-Übertrager weist aufgrund der vergleichsweise kleinen Baugröße und seines in¬ neren Aufbaus mit auf einen Spulenkörper gewickelter Primär- und Sekundärwicklung einen, mit größeren Übertragern verglichenen, hohen Gleichstromwiderstand auf, sodass ein mit einem derartigen Bauelement bestückter Ultraschall-Echo-Abstands¬ sensor nicht den maximal möglichen Schalldruck erzeugen kann. Größere Übertragerbauformen als beispielsweise EP6-Übertrager passen jedoch nicht in den zur Verfügung stehenden Bauraum hinein .
Durch den zweigeteilten Haibschalenkern werden magnetische Störfelder zu einem nicht unerheblichen Teil vom Ferritmaterial direkt durch den Mittelschenkel geführt. Der Luftspalt des Kerns ist zwar in einem der beiden Mittelschenkel 10a, 10b geschliffen, jedoch führt der unvermeidbare Restluftspalt am Außenschenkel dazu, dass der magnetische Widerstand am Au¬ ßenschenkel nur um das 10- bis 50-Fache geringer als der des Mittelschenkels ist und somit magnetische Störfelder zum Teil durch den Mittelschenkel geführt werden und in den Wicklungen eine Störspannung induziert wird. Überdies verhindert magne¬ tische Sättigung des verwendeten Ferritkerns, dass ein mit einem derartigen EP-Übertrager ausgestatteter Ultraschallsensor einen höheren Schalldruck erzeugt. Der erzielbare Schalldruck bestimmt jedoch die maximal erzielbare Reich¬ weite eines Abstandssensors/Echolotsystems/Sonarsystems in entscheidendem Maß. Übertrager mit Luftspalt übertragen Leistung besonders gut, wenn der Wicklungswiderstand gering ist, wenn ein Kern, wel¬ cher den magnetischen Fluss führt, die Wicklungen umschließt, das Kernmaterial erst bei hohen Feldstärken sättigt und wenn die magnetische Feldstärke durch Einbringen eines Luftspalts abgesenkt wird.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines Außenschenkels 110a eines elektrischen Übertragerbauelements 1. Der Außenschenkel ist als ein einteiliger Körper mit einer Bodenfläche 112 und mindestens einer Seitenwand ausgebildet. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist der einteilige Körper in seinem Inneren derart ausgehöhlt, dass Seitenwände 113, 114, 115 und 116 rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Der
Hohlkörper kann auch eine andere Form, beispielsweise eine Form mit einer zylinderförmigen Seitenwand, aufweisen. Durch die Anordnung der Bodenfläche und der mindestens einen Sei¬ tenwand 113, 114, 115, 116 ist in dem einteiligen Körper ein Hohlraum 117 ausgeformt. Der Hohlraum ist an der der Bodenfläche 112 gegenüberliegenden Seite offen. Der Außenschenkel 110a weist eine Halteeinrichtung 111 zur Halterung eines Mittelschenkels des elektrischen Übertragerbauelements auf. Die Halteeinrichtung 111 kann an der mindestens einen Seitenwand des Außenschenkels 110a vorgesehen sein. Im Ausführungsbei¬ spiel der Figur 2 umfasst die Halteeinrichtung 111 ein Halteelement Ulla und ein Halteelement 1112a. Die Seitenwände sind derart ausgebildet, dass das Halteelement Ulla in der Seitenwand 113 und das Halteelement 1112a in der Seitenwand 114 ausgeformt ist. Die Halteelemente Ulla und 1112a können jeweils als eine Nut in der Seitenwand 113 und 114 ausgebil¬ det sein.
Die Seitenwände 113 und 114 sind bei dem in Figur 2 gezeigten Außenschenkel 110a gegenüberliegend angeordnet. Jede der Sei¬ tenwände weist eine Innenfläche 1113, 1114, die dem Hohlraum 117 zugewandt ist, und eine Außenfläche A113, A114, die dem Hohlraum 117 abgewandt ist, auf. Die Nut Ulla beziehungswei- se 1112a erstreckt sich von der jeweiligen Innenfläche 1113 beziehungsweise 1114 der Seitenflächen 113 beziehungsweise 114 bis zur jeweiligen Außenfläche A113 beziehungsweise A114 der Seitenflächen 113 beziehungsweise 114.
Figur 3A zeigt einen Mittelschenkel 100 des elektrischen Übertragerbauelements, der Endabschnitte 101, 102 und einen mittleren Abschnitt 103, der zwischen den beiden Endabschnitten angeordnet ist, aufweist. Der Mittelschenkel kann bei der in Figur 3A erläuterten Ausführungsform des Übertragerbauelements und bei sämtlichen anderen Ausführungsformen des Übertragerbauelements als ein Stabkern ausgebildet sein. Der Mit¬ telschenkel ist an seinen Endabschnitten 101, 102 auf jeweils einer Kontaktierungseinrichtung 140, 150 fixiert. Auf den Mittelschenkel 100 und insbesondere auf den mittleren Ab¬ schnitt 103 des Mittelschenkels können unmittelbar mindestens zwei Drähte aufgewickelt sein. Die mindestens zwei Drähte können mindestens einen ersten Draht einer Primärwicklung und mindestens einen zweiten Draht einer Sekundärwicklung umfas- sen. Die Kontaktierungseinrichtung 140 weist ein Kontaktelement 141 zum Kontaktieren des mindestens einen ersten Drahtes der Primärwicklung auf. Des Weiteren weist die Kontaktie¬ rungseinrichtung 140 ein Kontaktelement 142 zum Anlegen einer Spannung an den mindestens einen ersten Draht auf. Die Kon- taktierungseinrichtung 150 weist ebenfalls ein Kontaktelement 151 zum Kontaktieren des mindestens einen zweiten Drahtes der Sekundärwicklung und ein Kontaktelement 152 zum Anlegen einer Spannung an den mindestens einen zweiten Draht auf. Des Weiteren zeigt Figur 3A den anhand von Figur 2 beschriebenen Außenschenkel 110a. Nach dem Bewickeln des Mittelschenkels 100 mit dem elektrischen Leiter 121 der Primärwicklung und dem elektrischen Leiter 122 der Sekundärwicklung wird der Außenschenkel 110a auf die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150 derart aufgesetzt, dass der Endabschnitt 101 des Mit¬ telschenkels in dem Halteelement Ulla des Außenschenkels und der Endabschnitt 102 des Mittelschenkels in dem Halteelement 1112a angeordnet ist. Dabei wird zwischen den jeweiligen Hal¬ teelementen Ulla und 1112a und den jeweiligen auf ihnen aufliegenden Endabschnitten 101 und 102 des Mittelschenkels ein Luftspalt gebildet. Unter Luftspalt ist hier und bei sämtlichen anderen Ausführungsformen des Übertragerbauelements allgemein eine Strecke zwischen zwei einander angrenzenden Materialien zu verstehen, die magnetisch wie ein mit Luft gefüllter Spalt wirkt. Der Spalt braucht allerdings nicht mit Luft gefüllt zu sein. Es können auch andere Materialien in dem Spalt vorhanden sein, die magnetisch beziehungsweise in Bezug auf den magnetischen Fluss wie ein mit Luft gefüllter Spalt wirken. Beispielsweise können in dem Luftspalt zwischen dem Haltelement Ulla und dem Endabschnitt 101 des Mittelschenkels 100 und in dem Luft- spalt zwischen dem Endabschnitt 102 des Mittelschenkels 100 ein Kleber angeordnet sein, durch den die jeweiligen Endabschnitte des Mittelschenkels an den jeweiligen Halteelementen fixiert sind. Dadurch kann Energie gespeichert werden. Im Luftspalt kann beispielsweise ein Material mit einer Permea- bilität von μ = 1 vorhanden sein, so dass der Spalt wie ein mit Luft gefüllter Spalt wirkt. Grundsätzlich können im Luftspalt Materialien mit geringer Permeabilität, beispielsweise einer Permeabilität von 0, 1 < μ < 200, vorhanden sein. Im Klebstoff kann beispielsweise Eisenpulver enthalten sein.
Figur 3B zeigt das fertige elektrische Übertragerbauelement 1 mit dem in der Halteeinrichtung 111 gehaltenen Mittelschenkel 100, der mit dem mindestens einen ersten Draht 121 der Pri- märwicklung und dem mindestens einen zweiten Draht 122 der Sekundärwicklung im Bereich des mittleren Abschnitts 103 bewickelt ist. Die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150, an denen der Mittelschenkel 100 fixiert ist, liegen auf den Sei- tenwänden 113, 114 des Außenschenkels 110a auf. Der Mittel¬ schenkel 100 ist an dem Endabschnitt 101 mit der Kontaktie- rungseinrichtung 140 und an dem Endabschnitt 102 mit der Kon- taktierungseinrichtung 150 verbunden. Nach dem Bewickeln des Mittelschenkels 100 beziehungsweise des mittleren Abschnitts 103 des Mittelschenkels mit den Drähten 121, 122 wird der Au¬ ßenschenkel 110a auf den bewickelten Mittelschenkel bezie¬ hungsweise Stabkern aufgesetzt.
Zur Fixierung des Mittelschenkels mit dem Außenschenkel 110a kann auf die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels 100 ein Klebstoff 130, beispielsweise ein UV-härtender Klebstoff, aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann auf die Oberfläche der Halteeinrichtung 111 und insbesondere auf die Halteelemente Ulla, 1112a Klebstoff 130 aufgebracht werden. Beim Aufsetzen des Außenschenkels 110a auf die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels überbrückt der Klebstoff einen Luftspalt LS zwischen dem Mittelschenkel 100 und dem Außen¬ schenkel 110a. Nach dem Aushärten des Klebstoffs 130 ist der Mittelschenkel 100 mit dem Außenschenkel 110a fest verbunden.
Figur 3C zeigt zur Veranschaulichung den bereits in Figur 2 dargestellten Außenschenkel 110a, der in Form eines Schalenkerns beziehungsweise einer Kappe ausgeführt ist, und den Mittelschenkel 100. Der Mittelschenkel 100 wird in den Hal- teelementen Ulla und 1112a der Halteeinrichtung 111 gehalten. Die Haltelemente Ulla und 1112a sind als Aussparungen in den Seitenwänden 113 und 114 des Außenschenkels 110a aus¬ gebildet. Nach dem Aufsetzen des Außenschenkels 110a auf den Mittelschenkel 100 liegen die Endabschnitte 101 und 102 des Mittelschenkels in den Halteelementen Ulla und 1112a auf. Im Spalt zwischen den Endabschnitten 101, 102 und den Halteelementen Ulla, 11112 kann Klebstoff oder ein Material mit ge- ringer Permeabilität im Bereich von μ = 0, 1 ... 200 vorgesehen sein. Der Klebstoff kann beispielsweise mit Eisenpulver ge¬ füllt sein. In Figur 3C sind der besseren Übersicht halber die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150 nicht eingezeichnet .
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Außenschenkels 110b. Der Außenschenkel ist ähnlich wie in Figur 2 ge¬ zeigt in Form eines Schalenkerns beziehungsweise einer Kern¬ kappe ausgeführt. Im Folgenden wird lediglich auf die Unter- schiede der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform des Außenschenkels 110b im Vergleich zu der in Figur 2 gezeigte Aus¬ führungsform des Außenschenkels 110a eingegangen. Der Außenschenkel 110b weist eine Halteeinrichtung 111 zur Halterung des Mittelschenkels 100 an dem Außenschenkel auf. Die Hal- teeinrichtung 111 umfasst ein Halteelement 1111b, das als ei¬ ne Vertiefung in der Seitenwand 113 des Außenschenkels 110b ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst die Halteeinrichtung 111 ein Halteelement 1112b, das als Vertiefung in der Seitenwand 114 des Außenschenkels 110b ausgebildet ist.
Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Außenschenkels 110a sind die Vertiefungen beziehungsweise Aussparungen 1111b, 1112b in den Seitenwänden 113, 114 des Außenschenkels 110b nicht zu den jeweiligen Außenflächen A113, A114 der Seitenwände 113, 114 hin offen. Stattdessen erstrecken sich die Vertiefungen 1111b, 1112b jeweils von der Innenfläche 1113, 1114 der jeweiligen Seitenwände 113, 114, die dem Hohlraum 117 zugewandt ist, bis zu einer Tiefe, die geringer als die Dicke der Seitenwände 113, 114 ist, in die jeweiligen Seitenwände 113, 114.
Ähnlich wie in den Figuren 3A und 3B gezeigt wird zur Montage des elektrischen Übertragerbauelements 2 der in Figur 4 ge¬ zeigte Außenschenkel 110b auf den auf die Kontaktierungsein- richtungen 140, 150 montierte Mittelschenkel 100 aufgesetzt, indem der Mittelschenkel in die Haltelemente 1111b und 1112b eingelegt wird. Auf die Oberflächen der Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels oder auf die Innenflächen der Hal¬ teelemente 1111b, 1112b kann ein Klebstoff 130, beispielswei¬ se ein UV-aushärtender Klebstoff, aufgetragen sein, so dass in dem Luftspalt zwischen den Endabschnitten 101, 102 des Mittelschenkels und den Halteelementen Klebstoff enthalten ist. In dem Klebstoff können auch Eisenpartikel enthalten sein. Grundsätzlich kann in dem Spalt ein Material mit geringer Permeabilität, beispielsweise einer Permeabilität von 0,1 < μ < 200 vorhanden sein. Figur 5A zeigt ein elektrisches Übertragerbauelement 2 nach dem Aufsetzen des Außenschenkels 110b auf den mit einem Draht
121 einer Primärwicklung und mit einem Draht 122 einer Sekundärwicklung bewickelten Mittelschenkel 100 und dem anschlie¬ ßenden Aushärten des Klebstoffs. Der Mittelschenkel 100 ist an seinen Endabschnitten 101, 102 an den Kontaktierungsein- richtungen 140 und 150 befestigt. Die Kontaktierungseinrich- tung 140 weist ein Kontaktelement 141 zum Terminieren des auf den Mittelschenkel 100 aufgewickelten Drahtes 121 und ein Kontaktelement 142 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 121 auf. Ebenso weist die Kontaktierungseinrichtung 150 ein Kontaktelement 151 zum Terminieren des Drahtes 122 und ein Kontaktelement 152 zum Anlegen einer Spannung an den Draht
122 auf. Figur 5B zeigt zu Veranschaulichungszwecken, den in den Halteelementen 1111b, 1112b gehaltenen Mittelschenkel 100. Zur besseren Darstellung sind die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150, an denen der Mittelschenkel befestigt ist, nicht in Figur 5B eingezeichnet. Der Mittelschenkel 100 kann derart ausgebildet sein, dass zwischen der Auflagefläche des Mittel¬ schenkels 100 auf den Halteelementen 1111b, 1112b des Außen¬ schenkels 110b ein Spalt LS vorhanden ist. Zwischen dem Au- ßenschenkel 110b und Stirnflächen S101/S102 der Endabschnitte 101/102 des Mittelschenkels kann ebenfalls ein Spalt vorhan¬ den sein. Die beiden Spalte können mit einem Klebstoff 130 oder einem Material mit geringer Permeabilität, beispielswei¬ se einer Permeabilität von 0,1 < μ < 200, gefüllt sein. In dem Klebstoff kann beispielsweise Eisen, beispielsweise Ei¬ senpulver, enthalten sein.
Im Unterschied zu dem in den Figuren 1A und 1B gezeigten EP- Übertragerbauelement, bei dem nicht unmittelbar der Mittel- Schenkel, sondern das Mittelrohr eines Spulenkörpers mit den Drähten der Primär- und Sekundärwicklung bewickelt wird, wird bei den elektrischen Übertragerbauelementen 1 und 2 der Figuren 3B und 5A der Mittelschenkel 100 des Kerns direkt mit den mindestens zwei Drähten der Primär- und Sekundärwicklung be- wickelt. Dadurch ist der Wickelraum größer als bei einem herkömmlichen EP-Übertrager. Durch die direkte Bewicklung des Mittelschenkels 100 und dem daraus resultierenden erheblich größeren Wickelraum ist es möglich, einen größeren Drahtquerschnitt für die Drähte 121, 122 zu wählen. Dies reduziert den Widerstand der Wicklung. Des Weiteren kann die Windungszahl der Drähte aufgrund des größeren Wickelraums erhöht werden. Dies hat jedoch zur Folge, dass bei unverändertem Luftspalt eine höhere Induktivität der Sekundärwicklung resultiert. Durch Vergrößerung des Luftspalts kann dieser in der Regel ungewollten Erhöhung der Induktivität der Sekundärwicklung entgegengewirkt werden. Mit der Vergrößerung des Luftspalts an den Endabschnitten 101, 102 des Mittelschenkels geht ein¬ her, dass die Drift der Induktivität der Sekundärwicklung durch Temperaturschwankungen und Alterung geringer ist als bei herkömmlichen EP-Übertragern.
Der nunmehr größere Luftspalt führt jedoch unweigerlich zur Reduktion der magnetischen Feldstärke. Dies hat den gewünschten positiven Effekt auf die Sättigungseigenschaft des Über¬ tragers: Der Übertrager kann dadurch mehr Leistung übertra- gen, wodurch sich bei einem Ultraschall-Echo-Abstandssensor der Schalldruck von dem Piezoelement erhöht und das Gesamt¬ system des Ultraschall-Echo-Abstandssensors weiter entfernte Objekte detektieren kann. Des Weiteren können im Fall, dass der zur Verfügung stehende Bauraum in der Applikation eines Ultraschall-Echo-Abstandssensors verringert werden soll, die gleichen Leistungsmerkmale wie bei EP-Übertragern erzielt werden .
Es können überdies für den Mittelschenkel 100 und für den Au- ßenschenkel 110a, 110b unterschiedliche Materialien verwendet werden. Für den Mittelschenkel kann beispielsweise ein hoch sättigungsfestes Material verwendet werden. Insbesondere kann das Material des Mittelschenkels sättigungsfester als das Ma¬ terial des Außenschenkels sein. Beispielsweise kann für den Mittelschenkel ein hochsättigendes Ferritmaterial und für den Außenschenkel ein hochpermeables Ferritmaterial verwendet werden. In dem Mittelschenkel kann ein Luftspalt vorhanden sein. Der Luftspalt kann als realer Luftspalt ausgebildet sein. Eine derartige Ausführungsform wird später anhand von Figur 6 noch näher erläutert. Des Weiteren kann der Luftspalt anstelle eines realen Luftspalts in dem Mittelschenkel auch durch Verwendung eines geeigneten Materials für den Mittel- Schenkel realisiert sein. Beispielsweise können der Mittel¬ schenkel aus einem Eisenpulver und der Außenschenkel aus Fer¬ rit hergestellt sein. Wenn der Mittelschenkel ein Material aus Eisenpulver enthält, entsteht über die Länge des Mittel¬ schenkels verteilt ein Luftspalt, der zwischen den einzelnen Eisenpulverkörnchen des Eisenpulvers gebildet wird.
Bei den elektrischen Übertragerbauelementen 1, 2 der Figuren 3B und 5A ist der Außenschenkel 110a, 110b einteilig in Form eines Gehäuses beziehungsweise einer Kernkappe/Vollschale re- alisiert. Der stabförmige Mittelschenkel 100 ist vorzugsweise kürzer als die Länge des Gehäuses beziehungsweise als der ma¬ ximale Abstand zwischen den seitlichen Begrenzungsflächen der Aussparungen 1111b, 1112b, wodurch externe Störfelder bevorzugt durch den Außenschenkel 100b geführt werden und somit annähernd keine beziehungsweise nur eine äußerst geringe
Störspannung in die Wicklungen des Übertragerbauelements 2 induziert wird. Bei der in Figur 5A gezeigten Ausführungs¬ form, bei der die Außenseiten der Nuten 1111b, 1112b des Außenschenkels 110 nicht nach außen offen sind, sondern zu bei- den Enden stattdessen magnetisch leitfähig ausgeführt sind, werden magnetische Störfelder besonders effektiv vom Mittel¬ schenkel 100 ferngehalten, wodurch ein derart ausgeführter Übertrager eine besonders große Störfestigkeit aufweist. Figur 6 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktierungsein- richtung 140 mit Kontaktelementen 141 zum Kontaktieren des Drahtes 121 und mit Kontaktelementen 142 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 121 der Primärwicklung und mit einer Kontaktierungseinrichtung 150 mit Kontaktelementen 151 zum Kontaktieren des Drahtes 122 der Sekundärwicklung und mit Kontaktelementen 152 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 122. Im Unterschied zu der in Figur 3A gezeigten Ausführungs- form weist die Kontaktierungseinrichtung 140 einen seitlich an ihr angeordneten Flansch 160 und die Kontaktierungseinrichtung 150 einen seitlich an ihr angeordneten Flansch 170 auf. Die beiden Flansche weisen jeweils eine Öffnung 161 be¬ ziehungsweise eine Öffnung 171 auf, durch die der Mittel- Schenkel 100 derart zwischen die beiden Flansche einschiebbar ist, dass der Endabschnitt 101 des Mittelschenkels 100 auf der Kontaktierungseinrichtung 140 und der Endabschnitt 102 des Mittelschenkels auf der Kontaktierungseinrichtung 150 aufliegen. Die beiden Endabschnitte 101 und 102 des Mittel- schenkeis 100 können beispielsweise mittels eines Klebers 130 an den jeweiligen Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150 fixiert sein.
Neben den beiden seitlichen Flanschen 160 und 170 weist der Mittelschenkel 100 bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungs¬ form einen Luftspalt LS auf. Der Mittelschenkel weist somit zwei Hälften 100a und 100b auf, die durch den Luftspalt LS gekoppelt sind. Wie bereits oben erläutert, muss der Luft¬ spalt nicht mit Luft gefüllt sein, sondern kann ein anderes Material enthalten, das in Bezug auf die Führung des magneti¬ schen Flusses durch den Mittelschenkel wie ein mit Luft ge¬ füllter Spalt wirkt. Tatsächlich kann in dem Spalt beispielsweise auch ein Material aus Kunststoff angeordnet sein. Die Hälfte 100a des Mittelschenkels 100 ist an der Kontaktie¬ rungseinrichtung 140 fixiert. Die Hälfte 100b des Mittel¬ schenkels 100 ist an der Kontaktierungseinrichtung 150 fixiert. Um die beiden Hälften 100a und 100b des Mitteischen- kels miteinander zu fixieren, kann in dem Spalt LS ein Kleber 130 vorgesehen sein. Durch den Luftspalt im Mittelschenkel wird eine bessere Störfestigkeit ermöglicht. Der zwischen den Flanschen 160 und 170 angeordnete Teil des Mittelschenkels wird unmittelbar mit den Drähten 121 und 122 bewickelt. Die seitlichen Flansche 160 und 170 sind derart ausgebildet, dass ein seitliches Abrutschen der Drähte 121, 122 von dem Mittelschenkel 100 verhindert wird.
Figur 7 zeigt eine Ausführungsform eines Spulenkörpers 200, der zusammen mit dem Mittelschenkel 100 und dem Außenschenkel 110a ,110b zum Aufbau des elektrischen Übertragerbauelements verwendet werden kann. Der Spulenkörper 200 weist eine Kon- taktierungseinrichtung 140 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 121, der beispielsweise als Primärwicklung um den Mit¬ telschenkel gewickelt werden kann, und eine Kontaktierungs- einrichtung 150 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 122, der beispielsweise als Sekundärwicklung um den Mittelschenkel gewickelt werden kann, auf. Die Kontaktierungseinrichtungen
140, 150 weisen jeweils ein Kontaktelement 141 beziehungswei¬ se 151 zum Terminieren der jeweiligen Drähte 121, 122 an die Kontaktierungseinrichtungen auf. Des Weiteren weisen die Kon- taktierungseinrichtung 140, 150 jeweils ein Kontaktelement 142, 152 zum Anlegen einer Spannung an die jeweiligen Drähte auf .
An der Kontaktierungseinrichtung 140 ist ein Flansch 160 und an der Kontaktierungseinrichtung 150 ist ein Flansch 170 je- weils seitlich angeordnet. Im Unterschied zu der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform der untereinander unverbundenen Kontaktierungseinrichtungen sind die beiden Kontaktierungseinrichtung 140 und 150 der Figur 7 durch ein Auflageelement 180 miteinander verbunden. Das Auflageelement 180 ist zwi¬ schen den beiden Flansch 160 und 170 angeordnet. Das Aufla¬ geelement 180 kann als ein Teil einer Wand eines Hohlzylin¬ ders ausgebildet sein. Das Auflageelement 180 kann beispiels- weise als eine Hälfte des in Figur 1B gezeigten Mittelrohres 1250 ausgebildet sein und kann beispielsweise einen halb¬ kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Kontaktierungsein- richtungen 140 und 150, die seitlichen Flansche 160 und 170 und das Auflageelement 180 können beispielsweise aus dem gleichen Material hergestellt sein.
Zum Herstellen des elektrischen Übertragebauelements mit dem Spulenkörper 200 wird der Mittelschenkel 100 durch die Öff¬ nungen 161, 171 der Flansche 160, 170 eingeschoben und auf dem Auflageelement 180 angeordnet. Das Auflageelement 180 so¬ wie der Teil der Oberfläche des Mittelschenkels, der nicht unmittelbar auf dem Auflageelement aufliegt, werden anschlie¬ ßend mit den Drähten 121, 122 bewickelt. Die seitlichen Flansche 160 und 170 sind derart ausgebildet, dass ein seitliches Abrutschen der Drähte 121, 122 von dem bewickelten Auflageelement 180 und dem bewickelten Teil des Mittelschenkels 100 verhindert wird. Nach Abschluss des Wickelvorgangs wird der Außenschenkel 100a beziehungsweise 100b auf den Spulen¬ körper 200 aufgesetzt und mit dem Spulenkörper, insbesondere mit den Kontaktierungseinrichtungen 140, 150, durch eine Klebeverbindung fixiert.
Figur 8 zeigt eine Ausführungsform eines Spulenkörpers 300, der zusammen mit dem Mittelschenkel 100 und dem Außenschenkel 110a, 110b zum Aufbau des elektrischen Übertragerbauelements verwendet werden kann. Der Spulenkörper 300 weist eine Kon- taktierungseinrichtung 140 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 121 und eine Kontaktierungseinrichtung 150 zum Anlegen einer Spannung an den Draht 122 auf. Die Kontaktierungsein- richtungen 140, 150 enthalten jeweils ein Kontaktelement 141, 151 zum Terminieren der jeweiligen elektrischen Leiter 121, 122 an dem Spulenkörper und ein Kontaktelement 142, 152 zum Anlegen einer Spannung an den die elektrischen Leiter 121, 122 auf.
Der Spulenkörper 300 umfasst ein Mittelrohr 190, das zwischen der Kontaktierungseinrichtung 140 und der Kontaktierungsein- richtung 150 angeordnet ist. Das Mittelrohr 190 weist einen Hohlzylinder 191 und einen Hohlzylinder 192, die untereinander über mindestens einen Materialsteg 193a, 193b verbunden sind, auf. Der mindestens eine Materialsteg kann als mindes¬ tens ein Segment eines Hohlzylinders ausgebildet sein. Die in Umfangsrichtung der Hohlzylinder 191, 192 verlaufende Breite des mindestens einen Materialstegs 193a, 193b ist geringer als der Umfang der Hohlzylinder 191, 192. Somit ist die Fläche des mindestens einen Materialstegs 193a, 193b geringer als die äußere Fläche jedes der Hohlzylinder. Wenn mehrere Stege zwischen den beiden Hohlzylindern angeordnet sind, sind die Stege untereinander unverbunden, so dass zwischen ihren Längsseiten, die in Längsrichtung des Mittelrohrs 190 verlau¬ fen, jeweils ein Luftspalt vorhanden ist. Im Ausführungsbei¬ spiel der Figur 8 sind zwischen den beiden Hohlzylindern zwei Stege 193a, 193b angeordnet. Die Hohlzylinder 191 und 192 sind über die beiden zwischen den Hohlzylindern 191, 192 angeordneten Stege 193a, 193b verbunden.
Der Hohlzylinder 191 ist mit der Kontaktierungseinrichtung 140 fest verbunden. Der Hohlzylinder 192 ist mit der Kontaktierungseinrichtung 150 fest verbunden. Die Kontaktierungs- einrichtungen 140, 150 und das Mittelrohr 190 können beispielsweise aus dem gleichen Material hergestellt sein. Beim Zusammenbau des elektrischen Übertragerbauelements mit dem Spulenkörper 300 wird der Mittelschenkel 100 in die Öff¬ nungen 194, 195 des Mittelrohres 190 eingeschoben. Das Mit- telrohr 190 wird anschließend mit den Drähten 121, 122 bewi¬ ckelt. Dabei werden die Oberflächen des Mittelschenkels, die nach dem Anordnen des Mittelschenkels in dem Mittelrohr zwischen den beiden Stegen 193a, 193b liegen, unmittelbar mit den Drähten 121, 122 bewickelt. Anschließend wird der Außen- Schenkel 110a beziehungsweise 110b auf den Mittelschenkel 100 beziehungsweise den Spulenkörper 300 aufgesetzt und mit dem Mittelschenkel 100 beziehungsweise dem Spulenkörper 300 bei¬ spielsweise durch eine Klebeverbindung fest fixiert.
Beim Bewickeln mit den Drähten 121, 122 werden die beiden Drähte auf einen ersten Teil des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels aufgewickelt. Dieser erste Teil des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels liegt nach dem Einschieben des Mittelschenkels in das Mittelrohr 190 zwischen den Stegen 193a, 193b. Ein zweiter und dritter Teil des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels sind von den Hohlzylindern 191 und 192 umgeben. Beim Bewickeln mit den Drähten 121, 122 wird der erste Teil des mittleren Abschnitts des Mittelschenkels unmittelbar mit den Drähten bewickelt. Des Weiteren werden die Drähte auf die äußeren Oberflächen der Hohlzylinder 191 und 192 aufgewickelt.
Im Unterschied zu dem in Figur 1B gezeigten Spulenkörper 12 weist der Spulenkörper 300 an den seitlichen Enden der beiden Hohlzylinder 191 und 192 keine seitlichen Flansche auf. Des
Weiteren ist das Mittelrohr durch die beiden Stege 193a, 193b unterbrochen. Beim Bewickeln des Mittelrohres 190 mit den Drähten vergrößert sich bei dem Spulenkörper 300 der Wickel- räum im Vergleich zu der Ausführungsform des Spulenkörpers 12.
Bei Ausführungsformen des elektrischen Übertragerbauelements, bei dem ein Spulenkörper nach einer der Ausführungsvarianten 200 oder 300, ein Außenschenkel gemäß einer der Ausführungs¬ formen 110a oder 110b und der Mittelschenkel 100, der auf das Auflageelement 180 oder in dem unterbrochenen Mittelrohr 190 der Spulenkörper 200, 300 angeordnet ist, verwendet werden, ist der Wickelraum gegenüber einem EP-Übertrager mit komplett durchgehendem Mittelrohr, wie in Figur 1B gezeigt, erheblich vergrößert. Da jedoch bei dem elektrischen Übertragerbauele¬ ment weiterhin ein Spulenkörper verwendet wird, kann die bei EP-Übertragern verwendete Wickeltechnik beibehalten werden. Der Mittelschenkel 100 und das Auflageelement 180 beziehungs¬ weise die beiden Hohlzylinder 191, 192 können beispielsweise mittels eines "Flyers" bewickelt werden. Eine weitere Mög¬ lichkeit besteht darin, den Spulenkörper 200, 300 selbst in Rotation zu versetzen, sodass der Spulenkörper selbst die Drähte 121, 122 auf den mittleren Abschnitt 103 des Mittel¬ schenkels aufwickelt.
Figur 9 gibt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Übertragerbauelements 1, 2 gemäß den Figuren 3B und 5A an. In einem Ausführungsschritt AI wird zunächst ein Mittelschenkel 100 mit Endabschnitten 101, 102 und einem dazwischen angeordneten mittleren Abschnitt 103 bereitgestellt. Der Mittelschenkel 100 ist als ein stabförmiger Kern ausgebildet. Des Weiteren wird ein Außenschenkel 110a oder ein Außenschenkel 110b als einteiliges Bauteil mit einer Bodenfläche 112 mit gegenüberliegenden Seitenwänden 113, 114, die jeweils eine Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b aufweisen, bereitgestellt. Der Außenschenkel 110a, 110b ist als ein schalenförmiger Kern ähnlich zu einer EP-Bauform, jedoch ohne Mittelschenkel ausgebildet. Die Aus¬ sparungen Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b können sich an derjenigen Stelle befinden, an der sich bei EP-Kernen der Mittelschenkel befindet. Der Mittelschenkel 100 und der Außenschenkel 110a, 110b können aus dem gleichen weichmagne¬ tischen Material hergestellt sein.
Des Weiteren werden eine erste Kontaktierungseinrichtung 140 zum Kontaktieren eines ersten Drahtes 121 und zum Anlegen einer Spannung an den ersten Draht 121 und eine zweite Kontaktierungseinrichtung 150 zum Kontaktieren eines zweiten von dem ersten Draht verschiedenen Drahtes 122 bereitgestellt. Die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150 sind untereinan- der unverbunden. Die Kontaktierungseinrichtungen 140 und 150 können jeweils zwei Pinreihen aufweisen. Die Pins können dabei U-förmig ausgebildet sein und in dem Material der Kontaktierungseinrichtungen eingebettet sein, sodass die Enden der Pins aus dem Material herausragen. Die Enden der Pins bilden die Kontaktelemente 141, 142 beziehungsweise 151, 152.
In einem Schritt Bl wird die Kontaktierungseinrichtung 140 an dem Endabschnitt 101 des Mittelschenkels 100 und die Kontak¬ tierungseinrichtung 150 an dem Endabschnitt 102 des Mittel- schenkeis 100 fixiert. Die Kontaktierungseinrichtung 140 und 150 können beispielsweise mit beiden Endabschnitten 101, 102 des Mittelschenkels verklebt werden. Dies kann vorzugsweise in einer Vorrichtung, in der idealerweise mehrere Nester vorhanden sind und die gleichzeitig als Transportaufnahme dient, erfolgen.
In einem nachfolgenden Schritt Cl wird der Mittelschenkel 100 mit den Drähten 121 und 122 bewickelt. Der Mittelschenkel 100 kann vorzugsweise mit einem Flyer bewickelt werden. Hierzu können vorproduzierte Mittelschenkel mit ihren angeklebten Kontaktierungseinrichtungen in ein Wickelwerkzeug eingelegt werden. Das Wickelwerkzeug kann zwei Platten aus lichtdurch- lässigem Material aufweisen. Beispielsweise können Platten aus Silikon, das bei einer Wellenlänge zwischen 350 nm bis 410 nm lichtdurchlässig ist, verwendet werden. Die beiden Platten können zusammen- und auseinandergefahren werden.
Nachdem die Mittelschenkel mit ihren angeklebten Kontaktie- rungseinrichtungen in das Wickelwerkzeug eingeführt sind, werden die beiden Platten des Wickelwerkzeugs zusammengefahren und halten somit den Mittelschenkel in Position. Die Platten bilden somit eine Halterung für den Mittelschenkel. Zuvor kann UV-Klebstoff auf die den Wickelraum begrenzenden Seiten aufgetragen werden. Dies kann auch kontinuierlich während des Wickeins mit Hilfe eines mit Klebstoff benetzten Filzstoffs geschehen. Das Wickeln und Terminieren der Drähte 121, 122 an die Kontaktelemente 141, 151 kann mittels Flyer und Fangvorrichtung erfolgen. Dadurch können die Drähte 121, 122 an die Kontaktierungseinrichtungen 140, 150 angeschlossen werden. Abschließend kann UV-härtender Klebstoff auf den be¬ wickelten Mittelschenkel aufgebracht werden, um die mechani¬ sche Steifigkeit des Wickels zu erhöhen. Aus hinter den lichtdurchlässigen Platten befindlichen Blitzlampen oder UV- LEDs kann kurzzeitig sehr intensives Licht mit hohem UV- Anteil abgestrahlt werden, wodurch UV-Klebstoff, welcher dem Licht ausgesetzt ist, instantan ausgehärtet wird. Das Wickel¬ werkzeug kann nun geöffnet werden und der bewickelte Kern kann entnommen werden.
In einem nachfolgenden Schritt Dl folgt ein Lötprozess, in dem die an die Kontaktelemente 141, 151 terminierten Drähte mit den Kontaktelementen verlötet werden. In einem Schritt El wird der bewickelte Kern in eine Prüfaufnahme gelegt, welche die Sekundärwicklung mit einem Induktivitätsmessgerät, bei¬ spielsweise einem LCR-Meter, elektrisch verbindet. In einem Schritt Fl wird Klebstoff auf die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels 100 und/oder auf die jeweilige Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b der Seitenwände 113, 114 des Außenschenkels 110a, 110b aufgetragen.
In einem Schritt Gl werden die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels in die jeweilige Aussparung Ulla, 1112a des Außenschenkels 110a beziehungsweise in die jeweilige Ausspa¬ rung 1111b, 1112b des Außenschenkels/Schalenkerns 110b einge¬ führt, indem der Außenschenkel 110a, 110b auf den Mittel¬ schenkel 100 oder der Mittelschenkel 100 auf den Außenschen- kel/Schalenkern 110a, 110b bewegt wird. Der Schalenkern 110a, 110b kann motorisch auf den bewickelten Mittelschenkel 100 aufgesetzt werden. Während des Bewegens des Mittelschenkels 100 beziehungsweise des Außenschenkels 110a, 110b kann eine Induktivität des Drahtes 122 der Sekundärwicklung gemessen werden. Die Bewegung des Mittelschenkels 100 beziehungsweise des Außenschenkels 110a, 110b wird angehalten, wenn die ge¬ messene Induktivität einen vorgegebenen Sollwert erreicht. Der aufgetragene Klebstoff überbrückt zu diesem Zeitpunkt be¬ reits den Luftspalt zwischen Mittelschenkel und Schalenkern. Der Klebstoff ist jedoch noch im flüssigen Zustand.
In einem Schritt Hl erfolgt das Aushärten des Klebstoffs zwi¬ schen den Endabschnitten 101, 102 des Mittelschenkels und der jeweiligen Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b des Außenschenkels. Falls UV-härtender Klebstoff ver¬ wendet worden ist, kann beispielsweise ein UV-Lichtblitz aus einem UV-LED-Array oder einer Blitzlampe benutzt werden, um den Klebstoff instantan auszuhärten. Figur 10 gibt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Übertragerbauelements mit einem Spulenkörper 200 beziehungsweise 300 an. In einem Schritt A2 wird der Mittelschenkel 100 mit den Endabschnitten 101, 102 und einem dazwischen angeordneten mittleren Abschnitt 103 bereitgestellt. Der Mittelschenkel kann beispielsweise als ein stabförmiger Kern ausgebildet sein. Des Weiteren wird der Außenschenkel 110a oder 110b als einteiliges Bauteil mit einer Bodenfläche 112 mit gegenüberliegenden Seitenwänden 113, 114, die jeweils eine Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b aufweisen, bereitgestellt. Der Außenschenkel 110a, 110b kann als ein schalenförmiger Kern, ähnlich zu einer EP-Bauform, jedoch ohne Mittelschenkel bereitgestellt werden. Die Aussparung kann an der Stelle vorgesehen sein, an der sich bei EP-Kernen der Mittelschenkel befindet. Der Mit¬ telschenkel 100 und der Außenschenkel 110a, 110b können aus dem gleichen weichmagnetischen Material hergestellt sein. Des Weiteren wird der Spulenkörper 200 mit einem Auflageelement 180 zur Aufnahme des Mittelschenkels 100 bereitgestellt, wie er anhand von Figur 7 dargestellt und beschrieben ist. Der Spulenkörper 200 umfasst des Weiteren eine Kontaktie- rungseinrichtung 140 zum Kontaktieren mit mindestens einem ersten Draht 121 und zum Anlegen einer Spannung an den mindestens einen ersten Draht und eine Kontaktierungseinrichtung 150 zum Kontaktieren mit mindestens einem zweiten Draht 122 und zum Anlegen einer Spannung an den mindestens einen zweiten Draht. Die beiden Kontaktierungseinrichtungen weisen Kon- taktelemente 141, 151 zum Kontaktieren beziehungsweise Anter¬ minieren der jeweiligen Drähte 121, 122 an die jeweiligen Kontaktierungseinrichtungen 140, 150 und Kontaktelemente 142, 152 zum Anlegen einer Spannung an die jeweiligen Drähte 121, 122 auf.
An der ersten Kontaktierungseinrichtung 140 ist ein erster Flansch 160 und an der zweiten Kontaktierungseinrichtung 150 ist ein zweiter Flansch 170 angeordnet. Zwischen dem ersten und zweiten Flansch ist ein Auflageelement 180 zum Auflegen des Mittelschenkels 100 angeordnet, wobei das Auflageelement 180 derart ausgebildet ist, dass beim Auflegen des Mittel- schenkeis auf das Auflageelement ein erster Teil einer Ober¬ fläche des mittleren Abschnitts 103 des Mittelschenkels 100 auf dem Auflageelement 180 aufliegt und ein zweiter Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts 103 des Mittelschenkels 100 nicht auf dem Auflageelement 180 aufliegt.
In einem Schritt B2 wird der mittlere Abschnitt 103 des Mit¬ telschenkels 100 auf dem Auflageelement 180 angeordnet. Der erste Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts des Mit¬ telschenkels kann mit dem Auflageelement verklebt werden. In einem Schritt C2 werden das Auflageelement 180 und der zweite Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts 103 des Mittel¬ schenkels 100 mit dem ersten und zweiten Draht 121, 122 bewickelt. Nach dem Bewicklungsvorgang werden die Drähte 121, 122 an die jeweiligen Kontaktelemente 141, 151 der Kontaktie- rungseinrichtungen 140, 150 angeschlossen. Es folgt ein Lötprozessschritt D2, bei dem die an die Kontaktelemente 141, 151 anterminierten Drahtenden mit den Kontaktelementen verlötet werden. In einem Schritt E2 wird der so bewickelte Kern in eine Prüf¬ aufnahme gelegt, welche die Sekundärwicklung mit einem Induk¬ tivitätsmessgerät, beispielsweise einem LCR-Meter, elektrisch verbindet. In einem Schritt F2 wird ein Klebstoff auf die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels und/oder auf die jeweilige Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b des Außenschenkels 110a beziehungsweise 110b aufge¬ bracht. Der Klebstoff kann ein UV-aushärtender Klebstoff sein.
In einem Schritt G2 werden die Endabschnitte 101, 102 des Mittelschenkels 100 in die jeweilige Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b des Außenschenkels eingeführt, indem der Mittelschenkel auf den Außenschenkel oder der Au¬ ßenschenkel auf den Mittelschenkel bewegt wird, bis der Mit¬ telschenkel in den Aussparungen angeordnet ist. Der Außenschenkel kann beispielsweise motorisch auf den bewickelten Mittelschenkel aufgesetzt werden. Während des Bewegens des Mittelschenkels 100 beziehungsweise des Außenschenkels 110a, 110b wird eine Induktivität des Drahtes 122 der Sekundärwick¬ lung gemessen. Die Bewegung des Mittelschenkels 100 bezie¬ hungsweise des Außenschenkels 110a, 110b wird angehalten, wenn die gemessene Induktivität einen vorgegebenen Sollwert erreicht. Der Klebstoff überbrückt zu diesem Zeitpunkt be¬ reits den Luftspalt zwischen dem Mittelschenkel 100 und dem Außenschenkel 110. Der Klebstoff ist zunächst jedoch noch in einem flüssigen Zustand. In einem Schritt H2 erfolgt das Aushärten des Klebstoffs zwi¬ schen den Endabschnitten 101, 102 des Mittelschenkels und der jeweiligen Aussparung Ulla, 1112a beziehungsweise 1111b, 1112b der Seitenwände 113, 114 des Außenschenkels 110. Im Fall der Verwendung eines UV-aushärtenden Klebstoffs kann beispielsweise ein UV-Lichtblitz aus einem UV-LED-Array oder eine Blitzlampe verwendet werden, die den Klebstoff instantan aushärtet . Für den Klebstoff 130 können anaerobe UV-Klebstoffe, jedoch auch Acrylate, als auch Epoxidharze, die beispielsweise dual¬ härtend sind, verwendet werden. Anaerobe Klebstoffe härten durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen aus. Dazu gehört der Kontakt mit Metallionen, die Bestrahlung mittels UV-Licht und das Erwärmen des Klebstoffs auf eine Temperatur. Freie Metallionen sind insbesondere auf Oberflächen von Ferritwerkstücken anzutreffen. Die Durchhärtung unvernetzter Klebstoffreste kann entweder mit zunehmender Zeit erfolgen oder be- schleunigt durch Kontamination der Klebestellen durch Metallionen, insbesondere durch Kupferionen. Des Weiteren kann die Aushärtung durch Lagerung der fertigen Bauteile bei Temperaturen von 100 °C oder höheren Temperaturen für einige Minuten erfolgen .
Bezugs zeichenliste
10 Mittel Schenkel
11 AußenSchenkel
12 Spulenkörper
100 Mittel Schenkel
110 AußenSchenkel
111 Halteeinrichtung
112 Bodenfläche
113, 116 Seitenwände
120 Draht
130 Klebstoff
140 Kontaktierungseinrichtung
150 Kontaktierungseinrichtung
160 Flansch
170 Flansch
180 Auflageelernent
190 unterbrochenes Mittelrohr
200 Spulenkörper
300 Spulenkörper

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Übertragerbauelement, umfassend:
- einen Mittelschenkel (100) mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) und einem mittleren Abschnitt (103), der zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) angeordnet ist,
- einen Außenschenkel (110a, 110b) mit einer Halteeinrichtung (111) zur Halterung des Mittelschenkels (100) an dem Außen- Schenkel (110a, 110b),
- wobei mindestens einer des ersten und zweiten Endabschnitts (101, 102) des Mittelschenkels (100) an der Halteeinrichtung (111) des Außenschenkels (110a, 110b) gehalten ist,
- wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des mittleren Ab- Schnitts (103) des Mittelschenkels (103) unmittelbar mit min¬ destens zwei Drähten (121, 122) bewickelt ist.
2. Elektrisches Übertragerbauelement nach Anspruch 1,
- wobei der Außenschenkel (110a, 110b) als ein einteiliger Körper mit einer Bodenfläche (112) und mindestens einer Sei¬ tenwand (113, 114, 115, 116) ausgebildet ist, wobei die Bo¬ denfläche (112) und die mindestens eine Seitenwand (113, 114, 115, 116) einen Hohlraum (117) in dem einteiligen Körper ausformen, wobei der Hohlraum (117) an der der Bodenfläche ge- genüberliegenden Seite offen ist,
- wobei eine Oberfläche (O100) des Mittelschenkels (100) zu¬ mindest teilweise von der Bodenfläche (112) und der mindes¬ tens einen Seitenwand (113, 114, 115, 116) des einteiligen Körpers umgeben ist.
3. Elektrisches Übertragerbauelement nach Anspruch 2
wobei die mindestens einen Seitenwand (113, 114) des eintei¬ ligen Körpers die Halteeinrichtung (111) aufweist.
4. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
- wobei der Außenschenkel (110a, 110b) eine erste und eine zweite Seitenwand (113, 114), die gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist,
- wobei jede der ersten und zweiten Seitenwand eine Innenflä¬ che (1113, 1114), die dem Hohlraum (117) zugewandt ist, und eine Außenfläche (A113, A114) die dem Hohlraum (117) abge- wandt ist, aufweist,
- wobei die Halteinrichtung (111) ein erstes Halteelement (Ulla, 1111b) und ein zweites Haltelement (1112a, 1112b) um- fasst ,
- wobei die erste Seitenwand (113) das erste Halteelement (Ulla, 1111b) und die zweiten Seitenwand (114) das zweite
Halteelement (1112a, 1112b) aufweist,
- wobei der erste Endabschnitt (101) des Mittelschenkels an dem ersten Haltelement (Ulla, 1111b) und der zweite Endab¬ schnitt (102) des Mittelschenkels an dem zweiten Halteelement (1112a, 1112b) gehalten sind.
5. Elektrisches Übertragerbauelement nach Anspruch 4,
- wobei das erste und zweite Halteelement (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) jeweils als eine Nut in der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) ausgebildet sind,
- wobei sich die jeweilige Nut (Ulla, 1112a) in der ersten und zweiten Seitenfläche (113, 114) von der jeweiligen Innenfläche (1113, 1114) bis zur jeweiligen Außenfläche (A113, A114) der ersten und zweiten Seitenfläche (113, 114) er- streckt.
6. Elektrisches Übertragerbauelement nach Anspruch 4, - wobei das erste und zweite Halteelement (1111b, 1112b) je¬ weils als eine Vertiefung in der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) ausgebildet sind,
- wobei sich die Vertiefungen jeweils von der Innenfläche (1113, 1114) der jeweiligen ersten und zweiten Seitenwand
(113, 114) bis zu einer Tiefe, die geringer als die Dicke der jeweiligen ersten und zweiten Seitenwand ist, in die jeweili¬ ge erste und zweite Seitenwand erstrecken.
7. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
wobei der Mittelschenkel (100) kürzer als der Abstand zwi¬ schen der Außenfläche (A113) der ersten Seitenwand (113) und der Außenfläche (A114) der zweiten Seitenwand (114) ist.
8. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei der Mittelschenkel (100) und der Außenschenkel (110) unterschiedliche Materialien aufweisen.
9. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei der Mittelschenkel (100) einen Luftspalt aufweist.
10. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 9,
wobei der Mittelschenkel (100) derart an der Halteeinrichtung (111) gehalten ist, dass zwischen dem Außenschenkel (110a, 110b) und dem Mittelschenkel (100) ein Luftspalt (LS) vorhan- den ist.
11. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprü¬ che 9 oder 10, wobei in dem Luftspalt (LS) Klebstoff (130) enthalten ist.
12. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 11, umfassend:
- eine erste Kontaktierungseinrichtung (140), die ein erstes Kontaktelement (141) zum Kontaktieren eines ersten der mindestens zwei Drähte (121) und ein zweites Kontaktelement (142) zum Anlegen einer Spannung an den ersten Draht
(121) aufweist,
- eine zweite Kontaktierungseinrichtung (150), die ein erstes Kontaktelement (151) zum Kontaktieren eines zweiten der mindestens zwei Drähte (122) und ein zweites Kontaktelement (152) zum Anlegen einer Spannung an den zweiten Draht (122) aufweist, wobei die erste und zweite Kontaktierungseinrich- tung (140, 150) untereinander unverbunden sind,
- wobei der erste Endabschnitt (101) des Mittelschenkels (100) an der ersten Kontaktierungseinrichtung (140) und der zweite Endabschnitt (102) des Mittelschenkels (100) an der zweiten Kontaktierungseinrichtung (150) fixiert sind.
13. Elektrisches Übertragerbauelement nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 11, umfassend:
- einen Spulenkörper (200) mit einer ersten Kontaktierungseinrichtung (140) zum Kontaktieren eines ersten der mindes- tens zwei Drähte (121) und zum Anlegen einer Spannung an den ersten Draht (121) und mit einer zweiten Kontaktierungseinrichtung (150) zum Kontaktieren eines zweiten der mindestens zwei Drähte (122) und zum Anlegen einer Spannung an den zweiten Draht (122), wobei zwischen der ersten Kontaktierungsein- richtung (140) und der zweiten Kontaktierungseinrichtung
(150) ein Auflageelement (180) zum Auflegen des Mittelschen¬ kels (100) angeordnet ist, - wobei das Auflageelement (180) derart ausgebildet ist, dass ein erster Teil einer Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mittelschenkels (100) auf dem Auflageelement (180) aufliegt und ein zweiter Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mittelschenkels (100) nicht auf dem Auf¬ lageelement (180) aufliegt.
14. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Übertragerbauelements, umfassend:
- Bereitstellen eines Mittelschenkels (100) mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) und einem dazwischen angeordneten mittleren Abschnitt (103),
- Bereitstellen eines Außenschenkels (110a, 110b) als eintei¬ liges Bauteil mit einer Bodenfläche (112) mit gegenüberlie- genden ersten und zweiten Seitenwänden (113, 114), die jeweils eine Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) aufweisen,
- Bereitstellen einer ersten Kontaktierungseinrichtung (140) zum Kontaktieren eines ersten Drahtes (121) und zum Anlegen einer Spannung an den ersten Draht (121) und eine zweite Kon- taktierungseinrichtung (150) zum Kontaktieren eines zweiten von dem ersten Draht verschiedenen Drahtes (122), wobei die erste und zweite Kontaktierungseinrichtung (140, 150) untereinander unverbunden sind,
- Fixieren der ersten Kontaktierungseinrichtung (140) an dem ersten Endabschnitt (101) des Mittelschenkels und Fixieren der zweiten Kontaktierungseinrichtung (150) an dem zweiten Endabschnitt (102) des Mittelschenkels,
- Bewickeln des Mittelschenkels (100) mit dem ersten und zweiten Draht (121, 122),
- Anschließen des ersten Drahtes (121) an die erste Kontaktierungseinrichtung (140) und Anschließen des zweiten Drahtes (122) an die zweite Kontaktierungseinrichtung (150), - Aufbringen eines Klebstoffs auf den ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) des Mittelschenkels und/oder auf die je¬ weilige Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114),
- Einführen des ersten und zweiten Endabschnitts (101, 102) des Mittelschenkels in die jeweilige Aussparung (Ulla,
1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) durch Bewegen des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder Bewegen des Mittelschenkels (100),
- Messen einer Induktivität des zweiten Drahtes (122) während des Bewegens des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder des Be¬ wegens des Mittelschenkels (100),
- Anhalten des Bewegens des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder des Bewegens des Mittelschenkels (100), wenn die ge- messene Induktivität einen vorgegebenen Sollwert erreicht,
- Aushärten des Klebstoffs (130) zwischen den ersten und zweiten Endabschnitten (101, 102) des Mittelschenkels (100) und der jeweiligen Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) des Außenschen- kels (110a, 110b) .
15. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Übertragerbauelements, umfassend:
- Bereitstellen eines Mittelschenkels (100) mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) und einem dazwischen angeordneten mittleren Abschnitt (103),
- Bereitstellen eines Außenschenkels (110a, 110b) als eintei¬ liges Bauteil mit einer Bodenfläche (112) mit gegenüberlie¬ genden ersten und zweiten Seitenwänden (113, 114), die je- weils eine Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) aufweisen,
- Bereitstellen eines Spulenkörpers (200) mit einer Kontak- tierungseinrichtung (140) zum Kontaktieren eines ersten von mindestens zwei Drähten (121) und zum Anlegen einer Spannung an den ersten Draht (121) und mit einer Kontaktierungsein- richtung (150) zum Kontaktieren eines zweiten der mindestens zwei Drähte (122) und zum Anlegen einer Spannung an den zweiten Draht (122), wobei zwischen der ersten Kontaktierungsein- richtung (140) und der zweiten Kontaktierungseinrichtung
(150) ein Auflageelement (180) zum Auflegen des Mittelschen¬ kels (100) angeordnet ist, wobei das Auflageelement (180) derart ausgebildet ist, dass bei einem Auflegen des Mittel¬ schenkels auf das Auflageelement (180) ein erster Teil einer Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mittelschenkels (100) auf dem Auflageelement (180) aufliegt und ein zweiter Teil der Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mit¬ telschenkels (100) nicht auf dem Auflageelement (180) auf¬ liegt,
- Anordnen des mittleren Abschnitts (103) Mittelschenkels (100) auf dem Auflageelement (180),
- Bewickeln des Auflageelements (180) und des zweiten Teils der Oberfläche des mittleren Abschnitts (103) des Mittel¬ schenkels (100) mit dem ersten und zweiten Draht (120), - Anschließen des ersten Drahtes (121) an die erste Kontaktierungseinrichtung (163) und Anschließen des zweiten Drahtes (122) an die zweite Kontaktierungseinrichtung (164),
- Aufbringen eines Klebstoffs (130) auf den ersten und zwei¬ ten Endabschnitt (101, 102) des Mittelschenkels und/oder auf die jeweilige Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) des Außenschenkels,
- Einführen des ersten und zweiten Endabschnitts (101, 102) des Mittelschenkels in die jeweilige Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) durch Bewegen des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder Bewegen des Mittelschenkels (100), - Messen einer Induktivität des zweiten Drahtes (122) während des Bewegens des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder des Be¬ wegens des Mittelschenkels (100),
- Anhalten des Bewegens des Außenschenkels (110a, 110b) und/oder des Bewegens des Mittelschenkels (100), wenn die ge¬ messene Induktivität einen vorgegebenen Sollwert erreicht,
- Aushärten des Klebstoffs (130) zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (101, 102) des Mittelschenkels und der jeweiligen Aussparung (Ulla, 1111b, 1112a, 1112b) der ersten und zweiten Seitenwand (113, 114) des Außenschenkels (110) .
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