DE68911126T2 - Oberflächenmontierte Art eines induktiven Elements. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein oberflächenmontiertes (surface- mounted-type) induktives Element wie einen Impulsumformer oder ähnliches, das in einen integrierten Hybrid-Schaltkreis für eine Telekommunikationseinrichtung oder ein Steuergerät eingebaut ist.
Beschreibung des Standes der Technik
• Mit Bezug auf Fig. 1 wird nun ein konventionelles Induktivitätselement dieses Typs beschrieben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. In Fig. 1 umfaßt das konventionelle Induktivitätselement einen Spulenkörper 1 mit umwickelten Drähten 2 und einem integral an den gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers 1 derart angeformten Paar Sockel 3, daß sie seitlich des Spulenkörpers 1 hervorragen und von jedem der Sockel 3 eine Vielzahl äußerer Kontakte 4 sich auswärts erstrecken, um die Enden (nicht dargestellt) der um die Spule gewickelten Drähte 2 gewickelt sind; und ein Paar Spulenkerne 5, eingebaut in den Spulenkörper 1. In dem konventionellen Induktivitätselement ist ein Teil der Wicklung der Außenluft ausgesetzt, sodaß wenn das Induktivitätselement auf einen gedruckten Schaltkreis, beispielsweise durch Rückfließ-Löten (reflow-soldering) der äußeren Kontakte 4 an Leitpunkte die zuvor auf der bedruckten Leiterplatte gebildet wurden, montiert wird, die erforderliche Hitze für das Rückfließ- Löten diesen Wicklungsteil schädlich beeinflußt. Außerdem wird das Reinigen der auf die bedruckte Leiterplatte montierten Induktivitätselemente generell durch den Gebrauch von Lösungsmitteln ausgeführt, sodaß das Lösungsmittel ebenfalls auf den Wicklungsteil schädlich einwirkt. Darüberhinaus, solange der Wicklungsteil der Außenluft wie oben beschrieben ausgesetzt ist, ist das konventionelle Induktivitätselement nicht in der Lage Feuchtigkeit zu widerstehen und sehr empfindlich gegenüber der äußeren Umgebung.
• In der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1 305 150 (Japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung 7320/1979) der TDK Corporation ist offenbart, daß das ganze Induktivitätselement einschließlich der Spulenkerne mit Kunststoffmaterial umhüllt ist, wobei die Kontaktenden des um den Spulenkern gewickelten Drahtes sich nach außen erstrecken, um die Nachteile des oben beschriebenen konventionellen Induktivitätselements zu überwinden. In diesem Fall aber, wenn die wesentlichen Teile des Induktivitätselements einschließlich des Spulenkernes durch Eingießen in Kunststoffmaterial umhüllt sind, können durch Spannungen verbunden mit Härten des Kunststoffmaterials und Spannungen verbunden mit Dehnung und Schrumpfung des Kunststoffmaterials, die wegen eines Temperaturwechsels auftreten, die Eigenschaften des Spulenkernes verschlechtert werden. Bei elektronischen oder elektrischen Bauteilen mit geringer Impedanz, die einen offenen magnetischen Schaltkreis bilden, mag eine solche Herabsetzung der Eigenschaften in einem bestimmten Ausmaß tolerierbar sein, aber mit Bezug auf ein elektronisches oder elektrisches Bauteil, das einen geschlossenen magnetischen Schaltkreis bildet, können Spannungen, wie oben beschrieben, Ursache für Spulenkerne sein, die von einander getrennt sind oder Spulenkerne zerstören mit der Folge, daß sich die magnetischen Eigenschaften der elektronischen oder elektrischen Bauteile bedeutend verschlechtern.
Zusammenfassung der Erfindung
• Es ist daher ein Gegenstand dieser Erfindung, ein aufsetzbares Induktivitätselement vorzuschlagen, das unempfindlich gegen die äußere Umwelt ist. Es ist ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein aufsetzbares Induktivitätselement vorzuschlagen, das widerstandsfähig gegen Hitze und beim Reinigen von Induktivitätselementen benutzte Lösungsmittel ist. Es ist noch ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein aufsetzbares lnduktivitätselement vorzuschlagen, bei dem die Eigenschaften der Spulenkerne während der Montage nicht verschlechtert werden.
• Es ist auch ein anderer Gegenstand der Erfindung, ein aufsetzbares Induktivitätselement vorzuschlagen, bei dem der Befestigungsvorgang von Enden der Drähte, die um einen Spulenkörper gewickelt sind, an erste Teile der äußeren Kontakte wirtschaftlich ausgeführt werden kann, ohne den Spulenkörper und die Spulenkerne zu beschädigen und schädlich zu beeinflussen.
• Es ist noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung, ein aufsetzbares Induktivitätselement vorzuschlagen, bei dem Biegevorgänge der zweiten Teile der äußeren Kontakte zur Anpassung an die Montagebedingungen von Induktivitätselementen ausgeführt werden können, ohne Risse zu verursachen oder andere Unregelmäßigkeiten in den äußeren Kontakten auftreten zu lassen.
• Erfindungsgemäß wird ein aufsetzbares Induktivitätselement vorgeschlagen, umfassend ein Spulenbauteil mit einem Spulenkörper, wobei der Spulenkörper einen Abschnitt um den Drähte gewickelt sind, ein Paar integral an gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers angeformte Flansche, ein Paar integral an unteren Kantenbereichen der Flansche derart angeformte Sockel, daß diese seitlich von den Flanschen vorspringen und eine Vielzahl von äußeren Kontakten einschließt, die so an jedem Sockel befestigt sind, daß sie den Sockel durchdringen, dabei jeder der äußeren Kontakte ein erstes, seitlich aus dem Sockel hervorspringendes Teil und ein zweites, nach unten aus dem Sockel hervorspringendes Teil aufweist und um das erste Teil jedes äußeren Kontaktes ein Ende eines jeden der Drähte gewunden ist; eine das Spulenbauteil in der Weise umschließende Gußschale, daß es mindestens möglich ist, daß die zweiten Teile der äußeren Kontakte nach außen aus der Gußschale hervorspringen können; die Gußschale aus einem Hitzebeständigkeit bietenden Harzmaterial geformt ist; und ein Paar Spulenkerne mit dem Spulenbauteil durch die Gußschale aus Harz hindurch zusammengebaut sind. Die Gußschale ist aus einem Harzmaterial geformt, das ebensogute Beständigkeit gegen Lösungsmittel wie gegen Hitze aufweist. Die Gußschale umfaßt ein horizontales plattenähnliches, die Sockel des Spulenbauteiles und die ersten Teile der äußeren Kontakte umschließendes Basisteil, ein stufenartiges, ein wesentliches Teilstück des Spulenkörpers umschließendes Teil und ein horizontales plattenähnliches, auf dem stufenartigen Teil parallel zu dem Basisteil der Gußschale liegendes, Oberteil, wobei die Spulenkerne an dem stufenartigen Teil der Gußschale aus Harz anliegend gelagert sind. Das Oberteil der Gußschale ist schmaler als das Basisteil der Gußschale. Die Spulenkerne bilden einen geschlossenen magnetischen Kreis.
• Die Spulenkerne können mittels Klemmen oder selbstklebenden Bändern durch die Gußschale hindurch fest mit dem Spulenbauteil verbunden sein. Die zweiten Teile der äußeren Kontakte, die sich aus der Gußschale hinaus erstrecken, sind entlang der äußeren Oberfläche der Gußschale gebogen. Weiterhin sind die Enden jedes der Drähte an den zugehörigen ersten Teilen der äußeren Kontakte durch Punktschweiß- oder Hochfrequenzschweißverfahren befestigt werden, die ein sofortiges Vollenden des Befestigungsvorganges ermöglichen.
• In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Flansche des Spulenkörpers teilweise von der Gußschale umhüllt und eine Deckfläche sowie die beiden Enden des Basisteiles nicht von der Gußschale umhüllt. Das plattenähnliche Oberteil der Gußschale ist an einer seiner vier Seiten mit einem Rücksprung versehen, der als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient.
• In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Oberteil der Gußschale an einer seiner vier Seiten mit einer Kerbe versehen ist, die als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient, anstelle des Rücksprunges gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Spulenkerne sind mittels unter UV-Licht aushärtendem Kleber an der Gußschale befestigt. Ebenso ist der Spulenkern durch die Kleber etwa in seinem Mittelbereich an der Gußschale befestigt. Ebenso können die Spulenkerne an dem Oberteil der Gußschale befestigt sein, indem Kleber auf die die Kerbe und einen Bereich des Oberteiles bildende Oberfläche der Gußschale aus Harz, der gegenüber und in Flucht mit der durch die Kerbe gebildeten Position liegt. Der Kleber kann aus einem modifizierten anaeroben Acrylat mit einer Viskosität von mehr als 5000 cP/cm gebildet werden. Auch kann das Basisteil der Gußschale an Punkten ihres Bodens mit Rücksprüngen versehen sein, von denen aus die zweiten Teile der äußeren Kontakte auswärts hervorspringen und jeder der Rücksprünge derart geformt sein, daß er die zugehörigen zweiten Teile der äußeren Kontakte umringt.
• In einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist einer der Flansche des Spulenbauteiles mit einem seitlich des Flansches hervorragenden plattenähnlichen Vorsprung ausgebildet, während der plattenähnliche Vorsprung eine Kerbe aufweist, die als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient und das Spulenbauteil mit Gußschale so umhüllt ist, daß das Aussehen der Kerbe in dem plattenähnlichen Vorsprung deutlich sichtbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Andere Gegenstände der Erfindung und viele der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung werden sofort erkannt, weil diese anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser verstanden wird, betrachtet in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen Bezugsziffern in allen Figuren dieselben Teile bezeichnen und worin:
• Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines aufsetzbaren konventionellen Induktivitätselementes ist;
• Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Spulenbauteiles eines erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselementes ist;
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Induktivitätselementes in Explosionsdarstellung ist;
• Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines montierten Induktivitätselementes ist;
• Fig. 5 ein Teilschnitt des Induktivitätselementes von Fig. 4 ist;
• Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht des Induktivitätselementes, worin Spulenkerne am Spulenbauteil mittels Klemmen oder selbstklebenden Bändern befestigt sind;
• Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung ähnlich Fig.3, zeigt aber eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Oberteil einer Gußschale mit einem Rücksprung versehen ist, der als Erkennungsmerkmal für eine Ausrichtung des Induktivitätselementes dient, die Flansche eines Spulenkörpers sind teilweise unverhüllt von der Gußschale dargestellt und auch die Oberfläche und beide Enden der Sockel sind unverhüllt von der Gußschale gezeigt;
• Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung eines montierten Induktivitätselementes von Fig. 7;
• Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung ähnlich Fig. 7, zeigt aber eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Oberteil einer Gußschale mit einer Kerbe anstelle eines Rücksprunges wie in Fig. 7 versehen ist;
• Fig. 10 ist eine schematisch perspektivische Ansicht eines Spulenbauteiles gemäß Fig. 9;
• Fig. 11 ist eine schematisch perspektivische Ansicht des montierten Induktivitätselementes gemäß Fig. 9;
• Fig. 12 ist eine Schnittdarstellung des Induktivitätselementes von Fig. 11;
• Fig. 13 ist eine schematisch perspektivische Ansicht ein ähnlich Fig. 2, zeigt aber ein Spulenbauteil einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer der, wobei einer der Flansche des Spulenbauteiles mit einem seitlich des Flansches hervorragenden plattenähnlichen Vorsprung ausgebildet und der plattenähnliche Vorsprung eine Kerbe aufweist, die als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des lnduktivitätselementes dient; und
• Fig. 14 ist eine schematisch perspektivische Ansicht eines Induktivitätselementes mit dem Spulenbauteil von Fig. 13.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Mit Bezug zu den Fig. 2-6 wird eine Beschreibung eines erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselementes vorgenommen. Das aufsetzbare Induktivitätselement umfaßt ein von einer Gußschale umhülltes Spulenbauteil, das aus einem Kunstharz mit Hitzebeständigkeit geformt ist, beispielweise dem handelsüblichen Epoxyharz EME-160E (erhältlich von Sumitomo Bakelite Company Ltd.) und ein Paar Spulenkerne, die durch die Kunstharzschale hindurch mit dem Spulenbauteil zusammengefügt sind. Die Gußschale kann vorzugsweise aus Harzmaterial geformt sein, daß sowohl eine Lösungsmittelbeständigkeit als auch eine Hitzebeständigkeit hat.
• Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt das Spulenbauteil 10 einen Spulenkörper 11. Der Spulenkörper 11 schließt ein, einen Abschnitt 12 um den Drähte 13 gewickelt sind, ein Paar Flansche 14 und 15 zum korrekten Wickeln der Drähte 13 um den Abschnitt 12 und integral an den entgegengesetzen Enden des mit Draht umwickelten Abschnittes 12 angeformt, und ein Paar integral an den unteren Kantenbereichen der Flansche 14 und 15 derart angeformte Sockel 16 und 17, daß diese seitlich der Flansche 14 und 15 hervorspringen. Eine Vielzahl äußerer Kontakte 18 sind so befestigt an jedem der Sockel 16 und 17, daß sie die Sockel durchdringen. Jeder der äußeren Kontakte 18 umfaßt ein erstes seitlich aus dem Sockel hervorspringendes Teil 18a und ein zweites nach unten aus dem Sockel hervorspringendes Teil 18b, wobei um das erste hervorspringende Teil 18a des äußeren Kontaktes 18 ein Ende 13a eines der aufgewickelten Drähte 13 gewunden ist. Generell ist es notwendig, einem Verschleißen der Enden 13a des ersten Teiles 18a der äußeren Kontakte 18 vorzubeugen. Für diesen Zweck werden die Enden 13a der Drähte 13, die um die ersten Teile 18a der äußeren Kontakte 18 gewunden sind, metallurgisch an den ersten vorspringenden Teilen 18a der äußeren Kontakte 18 durch übliche Lötmethoden befestigt. Im Falle der Befestigung der Enden 13a an dem ersten vorspringenden Teil 18a der äußeren Kontakte 18 durch normale Lötmethoden ist es trotzdem möglich, den Spulenkörper selbst oder eine Spule zu beeinträchtigen durch die beim Löten benötigte Hitze. Um diese Probleme in der dargestellten Ausführungsform zu lösen, werden die aufgewickelten Enden 13 an die ersten vorspringenden Teile 18a der äußeren Kontakte 18, nachdem die Enden 13a der Drähte 13 um die ersten vorspringenden Teile 18a der äußeren Kontakte 18 gewickelt worden sind, durch eine Schweißmethode befestigt, mit der die Schweißbehandlung augenblicklich vollendet wird, beispielweise durch Punktschweißen oder Hochfrequenz-Schweißen. Bei solchen Schweißverfahren kann die erforderliche Schweißhitze örtlich so angewendet werden, daß der Spulenkörper und die wesentlichen Teile der Spule nicht betroffen sind und die Schweißbehandlung wie oben beschrieben augenblicklich vollendet wird, daß das Befestigen der Enden der auf die ersten vorspringenden Teile der äußeren Kontakte aufgewickelten Drähte durchgeführt wird, ohne daß, verglichen mit normalen Lötverfahren, unvorhersehbare Einflüße auf die Spulenkörper 11 und die Spule ausgeübt werden. Daher kann die oben beschriebene Schweißmethode die Wirtschaftlichkeit bei der Montage von Induktivitätselementen bedeutend verbessern. Jedes der zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18 wird so genau gebogen, um eine Anpassung für die Aufsetz- Montage des Induktivitätselementes auf eine bedruckte Leiterplatte zu gewährleisten, wie später noch zu beschreiben ist. Die äußeren Kontakte 18 können, zuvor in der Weise wie in Fig. 5 illustriert, in eine Art U-Form gebogen, in den Sockeln 16 und 17 vorgesehen werden. In diesem Fall jedoch, wenn die Enden 13a der Drähte 13 um die ersten vorspringenden Teile 18a der so gebogenen äußeren Kontakte 18, ausgeführt durch eine automatische Wickelmaschine, gewickelt werden, besteht die Möglichkeit, daß die zweiten vorspringenden Teile 18b der gebogenen äußeren Kontakte den Wickelvorgang behindern. Solche Probleme können verhindert werden, indem die zweiten vorspringenden Teile 18b soweit gekürzt werden, daß die zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18 den Wickelvorgang nicht behindern können. Dies macht es jedoch schwierig, bei Induktivitätselementen, die erfindungsgemäß durch Löten auf bedruckten Leiterplatten befestigt werden, die Lötbedingungen für das Induktivitätselement in Bezug auf die bedruckten Leiterplatten automatisch anzupassen auf die Fleckerkennungstechnik (pattern recognition technology). In der illustrierten Ausführungsform wird der Wickelvorgang für die Enden 13a der Drähte 13 um die ersten vorspringenden Teile 18a der äußeren Kontakte 18 ausgeführt, indem die zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18 gerade gelassen werden, wie in Fig. 2 dargestellt, und, nachdem das Spulenbauteil mit der Harzschale 19 umhüllt wurde, wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird das zweite vorspringende Teil 18b der äußeren Kontakte 18 gebogen, wie dargestellt in den Figuren 4 und 5. Daher kann in der gezeigten Ausführungsform der Wickelvorgang problemlos mit einer automatischen Wickelmaschine wirtschaftlich ausgeführt werden.
• Nachdem das Spulenbauteil 10 in der oben beschriebenen Weise zusammengebaut ist, wird das Spulenbauteil 10, wie oben kurz beschrieben, mit der Kunstharz-Gußschale 19 umhüllt, wobei die zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18 sich nach außen hin erstrecken und so gerade geblieben sind, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Kunstharzschale 19 umfaßt ein horizontales plattenähnliches Sockelteil 19a, das die Sockel 16 und 17 einschließt, und die ersten vorspringenden Teile 18a der äußeren Kontakte 18, ein stufenartiges Teil 19b, welches die wesentlichen Teile des Spulenkörpers 11 einschließt, und ein horizontales plattenähnliches Oberteil 19c, welches parallel mit dem Sockelteil 19a auf dem stufenartigen Teil 19b liegt. Das Oberteil 19c der Harzschale 19 ist geringfügig kleiner in seiner Größe geformt als das Sockelteil 19a der Harzschale 19. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugsziffern 20 und 21 ein Paar von im wesentlichen E-förmig ausgebildeten Spulenkernen, die benötigt werden um einen geschlossenen magnetischen Schaltkreis zu bilden. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind die E-förmigen Spulenkerne 20 und 21 mit dem durch die Gußschale 19 umhüllten Spulenbauteil 10 zusammengebaut. In der dargestellten Ausführungsform kann der Zusammenbau der Spulenkerne 20 und 21 mit dem Spulenbauteil 10 leicht ausgeführt werden, in dem die Spulenkerne 20 und 21 auf das Sockelteil 19a gelegt werden und dann die Spulenkerne 20 und 21 auf dem Sockelteil 19a in eine Richtung zueinander geschoben werden, um die mittleren Teile 20a und 21a der E- förmigen Spulenkerne 20 und 21 in einem gelochten Teil 19d des stufenartigen Teiles 19b zu befestigen, welches eine Fläche 11a (siehe Fig. 5) einer Bohrung des Spulenkörpers 11 bedeckt, damit die mittleren Teile 20a und 21b in engen Kontakt miteinander in dem gelochten Teil 19d der Harzschale 19 kommen. Die Spulenkerne 20 und 21, welche in Bezug auf das Spulenbauteil 10 durch die Harzschale 19 hindurch in der oben beschriebenen Weise miteinander zusammengebaut sind, sind so zwischen den Sockelteilen 19a und dem Oberteil 19c der Harzschale 19 zwischengebaut, daß die Spulenkerne 20 und 21 fest mit dem Spulenbauteil 10 durch die Harzschale 19 hindurch verbunden sind. Um eine noch bessere Zuordnung der Spulenkerne 21 und 20 zu dem Spulenbauteil 10 zu bewirken, werden die Spulenkerne 20 und 21, nachdem sie mit dem Spulenbauteil in der oben beschriebenen Weise zusammengebaut wurden, vorzugsweise mit der Gußschale 19 fest verbunden, beispielweise durch selbstklebende Bänder oder Klemmen 22 (siehe Fig. 6). Wie oben kurz beschrieben, werden, nachdem das Spulenbauteil 10 mit der Harzschale 19 umhüllt wurde, die zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18, die nach unten aus dem Sockelteil 19a der Harzschale 19 hervorspringen und gerade gelassen wurden, nunmehr flach gebogen zur Anpassung für die Aufsetzmontage des Induktivitätselementes auf eine bedruckte Leiterplatte, entlang der Bereiche der Sockelteile 19a von der Unterfläche des Sockelteiles 19a zur Seitenfläche des Sockelteiles 19a, wie dargestellt in den Figuren 4 bis 6.
• Das wie oben beschrieben ausgebildete, aufsetzbare Induktivitätselement wird auf eine bedruckte Leiterplatte durch Löten der gebogenen zweiten vorspringenden Teile 18b der äußeren Kontakte 18 an die zuvor auf der bedruckten Leiterplatte gebildeten Kontaktpunkte montiert. Das aufsetzbare Induktivitätselement kann automatisch gleichzeitig zusammen mit weiteren elektronischen Bauteilen auf die bedruckte Leiterplatte mittels Rückfließ-Löten montiert werden. Während des Rückfließ-Lötens wird, obwohl Hitze für die Lötvorgänge erforderlich ist und direkt am Körper des Induktivitätselementes angewendet wird, die Hitze durch die Gußschale begrenzt, weil die Gußschale 19 Hitzebeständigkeit aufweist, so daß die Wärmemenge das in der Harzschale 19 enthaltene Spulenbauteil 10 nicht erreicht. Daher, falls die Hitze lokal zwischen den Kontaktpunkten des bedruckten Schaltkreises und den zweiten vorspringenden Teilen 18b der äußeren Kontakte 18 eingebracht wird, wird durch die Harzschale 19 verhindert, daß die Hitze auf die Spulenkerne 20 und 21 übertragen wird. Außerdem, wenn der bedruckte Schaltkreis mit dem darauf montierten Induktivitätselement einer Reinigungsbehandlung unter Benutzung von Lösungsmitteln unterzogen wird, besteht keine Möglichkeit, daß ein solches Lösungsmittel das in der Harzschale 19 enthaltene Spulenbauteil 10 schädlich beeinflußt, weil die Gußschale 19 aus einem Harzmaterial gebildet ist, welches sowohl Lösungsmittelbeständigkeit als auch Hitzebeständigkeit aufweist, wie oben kurz beschrieben wurde. In ähnlicher Weise wird das Spulenbauteil vor schädlicher Beeinflussung durch Feuchtigkeit und Schmutz und/oder Staub bewahrt, weil das Spulenbauteil 10 nicht der Außenluft ausgesetzt wird. Darüber hinaus sind die Spulenkerne 20 und 21 von der Außenseite der Harzschale 19 her mit dem Spulenbauteil 10 zusammengebaut, so daß innere Spannungen, die erzeugt werden können, wenn Harzmaterial für die Gußschale 19 härtet und/oder Dehnung und Schrumpfung des Harzmateriales auftritt, hervorgerufen durch Temperaturwechsel während Bildung der Gußharzschale 19 während des Gießvorganges, behindert werden, Einfluß auf die Spulenkerne 20 und 21 auszuüben.
• Eine andere Bauweise eines erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselementes ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Diese alternative Bauweise ist im wesentlichen ähnlich den aufsetzbaren Induktivitätselementen gemäß Figuren 2 bis 6, außer das jeder der Flansche 14 und 15 des Spulenkörpers 11 an seinen Teilen, generell dargestellt als 23 in Fig. 7, freiliegt (nur die Teile des Flansches 14 des Spulenkörpers 11 sind in Fig. 7 dargestellt) von dem stufenartigen Teil 19b der Gußharzschale 19; die obere Fläche und beide Enden jedes der Sockel 16 und 17 liegen frei gegenüber dem Sockelteil 19a der Gußharzschale 19; und das plattenähnliche Oberteil 19c der Gußharzschale 19 weist an einer ihrer vier Seiten einen angeformten Rücksprung 24 auf. In der alternativen Bauweise gemäß Figuren 7 und 8 sind die Bauteile, die ähnlich zu denen welche in den Figuren 2 bis 6 gezeigt werden, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Gußharzschale 19 dieser alternativen Bauweise ist so geformt, daß die Flansche 14 und 15 des Spulenkörpers 11 und die Sockel 16 und 17 teilweise von der Gußharzschale unverhüllt, freiliegend, sind, wie oben beschrieben, wobei das Induktivitätselement dieser alternativen Bauweise insgesamt relativ verkleinert sein kann, so daß die Fläche einer bedruckten Leiterplatte, auf welcher das Induktivitätselement montiert ist, verringert wird. In dieser alternativen Bauweise dient der in dem Oberteil 19c der Gußharzschale 19 wie oben beschrieben geformte Rücksprung 24 als Erkennungsmerkmal für die Ausrichtung eines Transformators, beispielsweise der Primärseite der Spule. Wenn das Induktivitätselement auf eine bedruckte Leiterplatte mittels eines automatischen Montageapparates montiert werden soll, wird der Rücksprung durch eine Vorrichtung, beispielsweise eine optisch arbeitende Vorrichtung, erfaßt, wodurch eine Montagerichtung des Induktivitätselementes auf der bedruckten Leiterplatte genau spezifiziert werden kann.
• Eine weitere alternative Bauweise eines erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselementes ist in den Figuren 9 bis 12 dargestellt. Diese alternative Bauweise ist im wesentlichen ähnlich der der aufsetzbaren Induktivitätselemente, gemäß den Figuren 7 und 8, außer daß das plattenähnliche Oberteil 19c der Gußharzschale 19 an einer seiner vier Seiten mit einer Kerbe 25 anstelle eines Rücksprunges 24 versehen ist, wobei die Kerbe 25 als Merkmal für das Bestimmen der Primärseite dient, ähnlich dem Rücksprung des Induktivitätselementes, welches in den Figuren 7 und 8 gezeigt wird; die Spulenkerne 20 und 21 sind mit der Gußharzschale 19 verbunden mittels bei ultraviolettem Licht aushärtenden Klebern 26, wie in den Figuren 11 und 12 dargestellt ist; und das Sockelteil 19a der Gußharzschale 19 ist an ihrer Unterseite, von der das zweite vorspringende Teil 18b der äußeren Kontakte 18 nach unten hervorspringt, mit Rücksprüngen 27 versehen wie dargestellt in Fig. 10. In der alternativen Bauweise gemäß den Figuren 9 bis 12 sind die Bauteile, welche ähnlich zu denen gemäß den Figuren 2 bis 8 sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und die Beschreibung dieser Bauteile wird nicht wiederholt. Für das Verbinden der Spulenkerne 20 und 21 mit der Gußharzschale 19 können als Kleber 26 beispielsweise Lacke und Epoxykleber verwendet werden. Jedoch kann im Falle der Anwendung von Lacken oder Epoxyklebern zwischen den Spulenkernen 20 und 21 und der Gußharzschale 19, falls das Induktivitätselement mit einem organischen Lösungsmittel, welches allgemein für die Reinigung von integrierten Hybrid-Schaltkreisen oder ähnlichem benutzt wird, gereinigt wird und solche Lösungsmittel eine Trennung des Lackes oder des Epoxyharzklebers erbringen, das Ergebnis sein, daß die Spulenkerne 20 und 21 zum Abgleiten von der Gußharzschale tendieren. Weiterhin kann in Fällen, in denen Epoxykleber verwendet werden, es möglich sein, daß die Spulenkerne 20 und 21 durch Klebespannungen, welche erzeugt werden bei Anwendung von Epoxyklebern, schädlich beeinflußt werden. Daher werden bei der alternativen Bauweise gemäß den Figuren 9 bis 12 bei ultraviolettem Licht aushärtende Kleber verwendet, welche die oben beschriebenen Probleme nicht erzeugen. Insbesondere werden bei ultraviolettem Licht aushärtende Kleber 26 zwischen dem Oberteil 19c der Gußharzschale 19 und den Spulenkernen 20 und 21 eingebracht, wodurch die Spulenkerne 20 und 21 mit der Gußharzschale 19 fest verbunden werden. Auch wenn Induktivitätselemente deren Spulenkerne mit der Gußharzschale 19 mittels bei ultraviolettem Licht aushärtenden Klebern verbunden sind mit organischen Lösungsmitteln, welche generell für die Reinigung von integrierten Hybrid-Schaltkreisen oder ähnlichem benutzt werden, gereinigt werden, können solche organischen Lösungsmittel die bei ultraviolettem Licht aushärtenden Kleber 26 nicht von den Klebeflächen der Oberteile 19c der Gußharzschale 19 und der Spulenkerne 20 und 21 lösen, so daß die Spulenkerne 20 und 21 mittels bei ultraviolettem Licht aushärtenden Klebern 26 dauerhaft mit der Gußharzschale 19 verbunden werden. Als Beispiel für bei ultraviolettem Licht aushärtende Kleber kann vorzugsweise modifiziertes Acrylat verwendet werden, welches ausgezeichnete Lösungsmittelbeständigkeit hat und anaerobisch ist, beispielsweise das handelsüblich verfügbare LX-3521 (erhältlich von Japan Loctite Corporation). Ebenso, im Falle der Verwendung von bei ultraviolettem Licht aushärtenden Klebern mit einer Viskosität von mehr als 5000 cP/cm, werden solche Kleber aufgrund ihrer Viskosität nicht zu anderen Flächen als den Anwendungsflächen zwischen den Spulenkernen und der Gußharzschale 19 fließen, und ebenso sind sie vor dem Wegfließen aufgrund Erniedrigung ihrer Viskosität, welche durch das Aushärten der Kleber entstehen kann, geschützt, so daß es möglich ist, solche Kleber zu gebrauchen. Die Kleber 26 können sehr schnell gehärtet werden durch Bestrahlen der Kleber mit ultravioletten Strahlen, so daß die Spulenkerne durch Klebespannungen, welche bei Anwendung der Kleber 26 erzeugt werden können, nicht schädlich beeinflußt werden. Vorzugsweise werden die Kleber auf die weniger den bei der Anwendung der Kleber 26 erzeugbaren Klebespannungen ausgesetzen mittleren Teile der Spulenkerne 20 und 21 von magnetischen Schaltkreisen angewendet. In den alternativen Bauweisen gemäß den Figuren 9 bis 12 werden die Kleber 26 an zwei Punkten zwischen den Oberteilen 19c der Gußharzschale 19 und den Spulenkernen 20 und 21 eingebracht. Insbesondere ist bei dieser alternativen Bauweise das Oberteil 19c der Gußharzschale 19 ausgestattet mit einer Kerbe 24 an einem Teil, das lagemäßig zu dem mittleren Teil des Spulenkernes 20 paßt, wenn der Spulenkern 20 mit dem Spulenbauteil 10 durch die Gußharzschale 19 hindurch zusammengebaut ist, wie in den Figuren 11 und 12 dargestellt; und die Kleber 26 zwischen der oberen Fläche des Spulenkernes 20 und den die Kerbe 24 bildenden Flächen auf dem Oberteil 19 und zwischen einem Teil des Oberteiles 19c der Gußharzschale 19, welches gegenüber und in Flucht mit der durch Kerbe 24 gebildeten Position liegt, sowie einer oberen Fläche des Spulenkernes 21, angewendet werden. So sind die Spulenkerne 20 und 21 mittels der Kleber 26 fest mit der Gußharzschale verbunden.
• Wie oben beschrieben, sind die zweiten Teile 18b der äußeren Kontakte 18 gebogen zur Anpassung an die Aufsetzmontage der Induktivitätselemente. Während der Biegearbeiten an den zweiten Teilen 18 können am Fuß der zweiten Teile 18b starke Biegespannungen erzeugt werden. Als Ergebnis können Risse oder andere Unregelmäßigkeiten an den Füßen der zweiten Teile 18b auftreten, welche die Ursache für ein späteres Brechen der zweiten Teile sein können. Bei dem Induktivitätselement gemäß den Figuren 9 bis 12 wird das Sockelteil 19a der Gußharzschale 19 an Stellen ihrer Unterseite mit Rücksprüngen ausgebildet, die lagemäßig zu Positionen der Unterseite des Sockelteiles 19a gehören, von der die zweiten Teile 18b der äußeren Kontakte 18 sich nach außen erstrecken, so daß während der Biegearbeiten an dem zweiten Teil 18b ein Schutz gegen starke Biegespannungen an den Füßen des zweiten Teiles 18b gewährleistet ist. Daher ist es bei den Induktivitätselementen gemäß den Figuren 9 bis 12 möglich, das Auftreten von Rissen oder anderen Unregelmäßigkeiten in den zweiten Teilen 18b der äußeren Kontakte 18 zu verhindern.
• Noch eine weitere alternative Bauweise für ein erfindungsgemäßes aufsetzbares Induktivitätselement ist in den Figuren 13 und 14 dargestellt. Diese alternative Bauweise ist im wesentlichen ähnlich zu den aufsetzbaren Induktivitätselementen gemäß Figuren 9 bis 12, mit der Ausnahme, daß einer der Flansche 14 oder 15 des Spulenbauteiles 10, nämlich der Flansche 14, mit einem plattenähnlichen Vorsprung 29, der sich seitlich von dem oberen Kantenbereich des Flansches 14 her erstreckt; der plattenähnliche Vorsprung 29 des Flansches 14 hat eine Kerbe 30, die als Erkennungsmerkmal für die Ausrichtung eines Transformators, beispielsweise der Primärseite der Spule dient; und das Spulenbauteil 10 ist durch eine Gußharzschale derart umhüllt, daß das Aussehen der Kerbe 30 des plattenähnlichen Vorsprunges 29 klar erscheint, wie in Fig. 14 dargestellt. Die Kleber jedoch können in der selben Weise wie bei den aufsetzbaren Induktivitätselementen gemäß Figuren 9 bis 12 eingebracht werden.
• Obwohl E-förmige Spulenkerne paarweise in der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet werden, kann ebenso ein E-förmiger Spulenkern und ein I-förmiger Spulenkern paarweise verwendet werden. Außerdem, obwohl im vorstehenden auf aufsetzbare Induktivitätselemente, die einen geschlossenen magnetischen Schaltkreis bilden, Bezug genommen wurde, ist die Erfindung gleich gut anwendbar auf ein aufsetzbares Induktivitätselement, welches an die Bildung eines offenen magnetischen Schaltkreises angepaßt ist. Darüber hinaus ist die Erfindung anwendbar für ein aufsetzbares Induktivitätselement, bei dem Ringspulenkerne verwendet werden.
• Wie oben beschrieben, wird bei dem erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselement das Spulenbauteil mit einer Gußschale aus Kunstharzmaterial umhüllt, welches Hitzebeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit aufweist. Daher wird festgestellt, daß das aufsetzbare Induktivitätselement automatisch durch Löten auf eine bedruckte Leiterplatte montiert werden kann, ohne ein Verschlechtern seiner magnetischen Eigenschaften zu verursachen. Zusätzlich weist die Kunstharzgußschale Beständigkeit gegen Feuchtigkeit auf, so daß die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen aufsetzbaren Induktivitätselementes verbessert ist.
• Es ist ersichtlich, daß die oben genannten Gegenstände und die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen, wirtschaftlich zum Ziel führen und falls bestimmte Änderungen an der obigen Konstruktion gemacht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, bedeutet dies, daß alle Dinge, die in der obigen Beschreibung enthalten sind oder in den begleitenden Zeichnungen gezeigt werden, als beschreibend und nicht in begrenzendem Sinne zu interpretieren sind.

Claims (22)

1. Aufsetzbares Induktivitätselement, umfassend ein Spulenbauteil (10) mit einem Spulenkörper (11), wobei der Spulenkörper (11) einen Abschnitt (12) um den Drähte (13) gewickelt sind, ein Paar integral an gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers (11) angeformte Flansche (14, 15), ein Paar integral an unteren Kantenbereichen der Flansche (14, 15) derart angeformte Sockel (16, 17), daß diese seitlich von den Flanschen (14, 15) vorspringen und eine Vielzahl von äußeren Kontakten (18) einschließt, die so an jedem Sockel (16, 17) befestigt sind, daß sie diesen durchdringen, dabei jeder der äußeren Kontakte (18) ein erstes, seitlich aus dem Sockel (16, 17) hervorspringendes Teil (18a) und ein zweites, nach unten aus dem Sockel (16,17) hervorspringendes Teil (18b) aufweist und um das erste Teil (18a) jedes äußeren Kontaktes (18) ein Ende eines jeden der Drähte (13) gewunden ist, gekennzeichnet durch eine das Spulenbauteil (10) in der Weise umschließende Gußschale (19), daß es mindestens möglich ist, daß die zweiten Teile (l8b) der äußeren Kontakte (18) nach außen aus der Gußschale (19) hervorspringen können, die Gußschale (19) aus einem Hitzebeständigkeit bietenden Harzmaterial geformt ist und ein Paar Spulenkerne (20, 21) mit dem Spulenbauteil (10) durch die Gußschale (19) aus Harz hindurch zusammengebaut sind.

2. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Gußschale aus einem Harzmaterial geformt ist, das ebensogute Beständigkeit gegen Lösungsmittel wie gegen Hitze aufweist.

3. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Gußschale ein horizontales plattenähnliches, die Sockel des Spulenbauteiles und die ersten Teile der äußeren Kontakte umschließendes Basisteil, ein stufenartiges, ein wesentliches Teilstück des Spulenkörpers umschließendes Teil und ein horizontales plattenähnliches, auf dem stufenartigen Teil parallel zu dem Basisteil der Gußschale liegendes, Oberteil umfaßt und wobei die Spulenkerne an dem stufenartigen Teil der Gußschale aus Harz anliegend gelagert sind.

4. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 3, wobei das Oberteil der Gußschale schmaler als das Basisteil der Gußschale ist.

5. Aufsetzbares Induktivitätselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spulenkerne einen geschlossenen magnetischen Kreis bilden.

6. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Spulenkerne mittels Klemmen oder selbstklebenden Bändern durch die Gußschale hindurch fest mit dem Spulenbauteil verbunden sind.

7. Aufsetzbares Induktivitätselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweiten Teile der äußeren Kontakte entlang einer äußeren Oberfläche der Gußschale abgeflacht umgebogen sind.

8. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Enden jedes der Drähte an den zugehörigen ersten Teilen der äußeren Kontakte durch Punktschweiß- oder Hochfrequenzschweißverfahren befestigt werden, die ein sofortiges Vollenden des Befestigungsvorganges ermöglichen.

9. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Flansche des Spulenkörpers teilweise von der Gußschale umhüllt sind und eine Deckfläche sowie die beiden Enden des Basisteiles nicht von der Gußschale umhüllt sind.

10. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 3, wobei das Oberteil der Gußschale an einer seiner vier Seiten mit einem Rücksprung versehen ist, der als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient.

11. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Spulenkerne mittels unter UV-Licht aushärtendem Kleber an der Gußschale befestigt sind.

12. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 11, wobei der Kleber aus einem modifizierten anaeroben Acrylat mit einer Viskosität von mehr als 5000 cP/cm gebildet wird.

13. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 11, wobei jeder der Spulenkerne durch einen der Kleber etwa in seinem Mittelbereich an der Gußschale befestigt ist.

14. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 11, wobei die Gußschale ein horizontales plattenähnliches, die Sockel des Spulenbauteiles und die ersten Teile der äußeren Kontakte umschließendes Basisteil, ein stufenartiges, ein wesentliches Teilstück des Spulenkörpers umschließendes Teil und ein horizontales plattenähnliches, auf dem stufenartigen Teil parallel zu dem Basisteil der Gußschale liegendes, Oberteil umfaßt und wobei die Spulenkerne mittels der Kleber an der Gußschale aus Harz so befestigt sind, daß sie an dem stufenartigen Teil der Gußschale aus Harz anliegen.

15. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 14, wobei das Basisteil der Gußschale an Punkten ihres Bodens mit Rücksprüngen versehen ist, von denen aus die zweiten Teile der äußeren Kontakte auswärts hervorspringen und jeder der Rücksprünge derart geformt ist, daß er die zugehörigen zweiten Teile der äußeren Kontakte umringt und jedes der zweiten Teile der äußeren Kontakte entlang einer äußeren Oberfläche der Gußschale abgeflacht umgebogen ist.

16. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 11, wobei die Enden jedes der Drähte an den zugehörigen ersten Teilen der äußeren Kontakte durch Punktschweiß- oder Hochfrequenzschweißverfahren befestigt werden, die ein sofortiges Vollenden des Befestigungsvorganges ermöglichen.

17. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 14, wobei die Flansche des Spulenkörpers teilweise von der Gußschale umhüllt sind und eine Deckfläche sowie die beiden Enden des Basisteiles nicht von der Gußschale umhüllt sind.

18. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 14, 15 oder 17, wobei das Oberteil der Gußschale schmaler als das Basisteil der Gußschale ist.

19. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 14, 15, 17 oder 18 das Oberteil der Gußschale an einer seiner vier Seiten mit einer Kerbe versehen ist, die als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient.

20. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 19, wobei die Spulenkerne an dem Oberteil der Gußschale befestigt sind, indem Kleber eingebracht wird zwischen den die Kerbe bildenden Oberflächen und einem der Spulenkerne sowie zwischen dem anderen der Spulenkerne und einem Bereich des Oberteiles der Gußschale aus Harz, der gegenüber und in Flucht mit der durch die Kerbe gebildeten Position liegt.

21. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei einer der Flansche des Spulenbauteiles mit einem seitlich hervorragenden plattenähnlichen Vorsprung ausgebildet ist, der eine Kerbe aufweist, die als Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung des Induktivitätselementes dient und das Spulenbauteil mit Gußschale so umhüllt ist, daß das Aussehen der Kerbe in dem plattenähnlichen Vorsprung deutlich sichtbar ist.

22. Aufsetzbares Induktivitätselement nach Anspruch 1, wobei die Spulenkerne mittels Klemmen oder selbstklebenden Bändern fest mit dem von der Gußschale umhüllten Spulenbauteil verbunden sind.