DE3146168C2 - Induktives Bauelement, insbesondere Spule für hohe und sehr hohe Frequenzen sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelementes - Google Patents

Description

a) es wird die aus zwei Hohikörperhälften bestehende Halterung erzeugt;

b) die Drahtwendel wird in eine der Hohikörperhälften eingelegt;

c) die zweite Hohlkörperhälfte wird aufgesetzt, und die beiden Hohikörperhälften werden miteinander verbunden;

d) die durch Drahtaustrittsnuten oder Durchtrittsöffnungen der Halterung herausragenden Anschlußenden der Drahtwendel werden abgebogen bzw. abgeschert

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Hohikörperhälften durch Verkleben erfolgt

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindung der beiden Hohikörperhälften durch Ultraschall-Schweißen erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Hohikörperhälften durch Einstecken der aus den beiden Hohlkörperbälfien bestehenden Halterung in einen Abschirmbecher erfolgt

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere eine Spule für hohe und sehr hohe Frequenzen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8. Ein derartiges induktives Bauelement bzw. Herstellungsverfahren ist aus der DE-GM 17 79453 bekannt. Dabei ist eine Wendel in eine rohrfSTnige, mit Innenge winde versehene Halterung eingeschraubt Das Ein schrauben einer Wendel in eine rohrförmige Halterung ist aber ein Arbeitsgang, bei welchem insofern Schwierigkeiten auftreten, als die Wendel beim Einschrauben die Tendenz hat, sich aufzuweiten und dadurch die Rei bung zwischen Wendel und Halterung erhöht wird.

Durch die Erfindung war die Aufgabe zu lösen, ein solches bekanntes induktives Bauelement so auszubilden, daß es leicht und rationell in einem möglichst weitgehend automatisierbaren Verfahren herstellbar ist, soso wie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben.

Die Lösung des ersten Teils der Aufgabe erfolgt durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Kennzeichen. Zweckmäßige weitere Ausgestaltungen der Erfin- dung sind in den Unteransprüchen 3 bis 7 angegeben.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist, daß sich ohne großen Aufwand Anzapfungen der Wendel realisieren lassen. An der vorgewickelten Wendel lassen sich ein oder auch mehrere Anzapfungen anlöten oder anscheißen, ohne daß dabei andere Teile in Mitleidenschaft gezogen werden. Bei dem darauffolgenden Montageprozeß werden die vorgefertigten Wendeln in die gleichfalls vorgefertigten Kunststoff-Hohlkörper eingesetzt. Dieser Verfahrensschritt kann sehr kosicn günstig vorgenommen werden. Er läßt sich mit geeigne ten Werkzeugen und Einrichtungen automatisieren.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ist im Kennzeichen

imäL. I

3 4

des Anspruchs 8 angegeben. Zweckmäßige Weiterbü- Die hier als Rahmen ausgebildeten Hohlkörperhälf-

dungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 bis 11 ten 2 und 3 bilden nach ihrer Zusammensetzung eine

angegeben. Halterung, die einen im wesentlichen achteckigen

Einen Hohlkörper als Spulenhalterung, der aus zwei Grundriß besitzt Die Hälften 2 und 3 weisen an ihrer

Hälften zusammengefügt ist, wobei die durch die ebene 5 Oberseite Berührungsflächen 2.1 und 3.1 auf, mit denen

Berührungsfläche der Hälften gelegte Ebene die Achse sie aneinander ansetzbar sind.

der Drahtwendel enthält, ist aus der DE-AS 24 20 995 Im Inneren des Bauteils sind jeweils direkt an den bekannt Bei dem bekannten induktiven Bauelement oberen Rand angrenzend gekrümmte Abstützfiächen wird die Spule auf einen Spulenkörper gewickelt, dessen 22,23 bzw. 3.2 und (in F i g. 1 nicht sichtbar) 33 ange-Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Innendurch- 10 ordnet Diese Abstützflächen sind jeweils zwischen in messer des Gehäuses; der Spulenkörper mit der Spule einer Reihe angeordneten aufeinanderfolgenden Ripwie auch die Enden und Anzapfungen der Spule werden pen Z4,23,3.4 und (in F i g. 1 nicht sichtbar) 3JS angein der Halterung durch Einklemmen fixiert Die Enden ordnet Es wechselt sich also in jeder Reihe jeweils eine der Anzapfungen der Spule sind bei dem bekannten Abstützfläche mit einer Rippe nacheinander ab. Abinduktiven Bauelement durch von innen nach außen ge- 15 Stützflächen 2.2,23,3.2,33 und Rippen 2.4,25,3.4,3.5 richtete, in den Berührungsflächen der Hohlkörperhälf- erstrecken sich in Umfangsrichtung des Inneren des ten angeordneten Drahtaustrittsnuten geführt Hohlkörpers gesehen jeweils nur über einen Teilbereich

Aus der DE-GM 17 14 230 ist bekannt einen Masse- der Innenwand. Die Abstützflächen 212,23,3.2,33 be-

kern mit Außengewinde in einem zylindrischen Hohl- sitzen einen Krümmungsradius, der im wesentlichen

körper, welcher der Spulenträger eines induktiven Bau- 20 dem Außei j-adius der Wendel 1 entspricht Die Dicke

elements für hohe Frequenzen ist, mit Hilfe von Rippen, der in Ebenen senkrecht zur Längsachse der Halterung

welche senkrecht zur Achse des Hohlzylinders angecrd- angeordneten Rippen 2.4,23,3.4,33 enr-spricht im we-

net sind und in welche die Gewindegänge des Außenge- sentlichen dem Windungsabstand der Wendel 1, wäh-

windes aes Massekerns eingreifen in seiner Lage zu rend der Abstand zweier Rippen in etwa der Drabtdicke

fixieren; dabei wird eine Klemmung des Kerns und ein 25 an der Wendel 1 entspricht Jede Hohlkörperhälfte 2,3

Toleranzausgleich erreicht weist a:^ ihren Stirnflächen durchgehende Öffnungen 10

Schließlich sind aus der bereits genannten DE-AS und an ihrem Boden eine durchgehende öffnung 11 auf,

24 20 995 die kennzeichnenden Merkmale a) bis d) des so daß ein an den Stirnflächen und zwei Seitenflächen

Verfahrensanspruchs 8 bekannt; es hat aber — wegen offener Rahmen gebildet wird. In den Berührungsflä-

der oben geschilderten Unterschiede des bekannten und 30 chen 2.1 und 3.1 der Hohlkörperhälften 2,3 sind Draht-

des beanspruchten induktiven Bauelements — nicht na- austrittsnuten 9 angeordnet Bei der Ausführungsform

hegelegen, ausgehend von dem aus der DE-GM nach Fig. 1 sind in jeder Hälfte insgesamt fünf senk-

17 79 453 bekannten und im Oberbegriff des An- recht zur Längsachse verlaufende Drahtaustrittskanäle

Spruchs 8 berücksichtigten Verfahren zur Herstellung 9 vorgesehen. Selbstverständlich können aber auch

eines induktiven Bauelements das im Anspruch 8 ange- 35 mehr derartiger Drahtaustrittskanäle vorgesehen sein,

gebene Herstellungsverfahren durchzuführen. Der Montagevorgang des Bauelementes nach F i g. 1

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Aus- erfolgt folgendermaßen:

führungsbeispiel für ein induktives Bauelement nach der Die Wendel 1 wird in eine der Hohlkörperhälften,

Erfindung näher erläutert In den Zeichnungen zeigt beispielsweise die Hälften 2, so eingelegt, daß die Win-

F i g. 1 ein induktives Bauelement mit Wendel, Hohl- 40 düngen der Wendel 1 zwischen die Rippen 2.4 und 23

körper. Kernhalterung und Kern in perspektivischer, eingreifen und von den Abstützflächen 2^2 und 23 abge-

auseinandergezogener Darstellung; stützt werden.

F i g. 2 einen Abschirmbecher zur Aufnahme eines in- Die Enden 1.1 und 1.2 der Wendel 1 sind dabei durch

duktiven Bauelementes nach F i g. 1; die Drahtaustrittsnuten 9 nach außen geführt, während

F i g. 3 einen Hohlkörper für ein induktives Baueis- 45 die Anzapfung 13 durch die öffnung 10 in Längsrich-

meni nach F i g. 1 mit an den Berührungsflächen der tung nach außen geführt ist Es wird dann die zweite

Hälften einrastenden Loch-Zapfenverbindungen; Hohlkörperhälfte 3 so auf die erste Hälfte 2 aufgesetzt,

F i g. 4 in abgewickelter Teildarstellung Wendel und daß die Windungen der Wendel 1 wiederum zwischen

zweimal zwei Rippenpaare eines Bauelementes nach die Rippen 3.4 und die nicht dargestellten Rippen 33

F i g. 1; 50 eingreifen und von den Abstützflächen 3.2 und der nicht

F i g. 5 in vergrößerter abgewickelter Darstellung dargestellten Abstürzfläche 33 abgestützt werden. Die

zwei Rippeapaare eines Bauelementes nach Fig. 1 bei beiden Hohlkörperhälften 2 und 3 werden miteinander

eingelegter Wendel. verbunden. Diese Verbindung kann auf verschiedenarti-

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte induktive Bauele- gJ-Weise erfolgen. Es kann eine Klebung vorgenommen

ment setzt sich aus folgenden Einzelteilen zusammen: 55 werden, indem vor dem Zusammensetzen die Berüh-

Einer vorgefertigten Wendel 1 aus versilbertem Kup- rungsflächen 2.1 und 3.1 mit einem Klebemittel oder ferdraht mit zwei senrecht zur Längsachse der Wendel einem Lösungsmittel versehen werden. Es kann aber herausgeführten Enden 1.1 und 1.2 und einer parallel auch eine Verbindung der beiden Hohlkörperhälften 2 zur Wendelachse herausgeführten an die Wendel ange- und 3 durch eine I 'ltraschallschweißung vorgenommen löteten Anzapfung 13; 60 werden. Schließlich ist es möglich, an den Hohlkörpereinem aus zwei Höhlkörperhälften 2 und 3 zusammen- Hälften 2 und 3 selbst mechanische Verbindungsvorrichsetzbaren Rahmen als Halterung für die Wendel 1; tungen vorzusehen. Derartige Verbindungsvorrichtuneiner in die Wendel 1 und die Halterung 2—3 einsetzba- gen sind in F i g. 3 dargestellt Es handelt sich um eine rer Kernhalterung 5, in welche ein metallischer Ab- einrastende Loch-Zapfenverbindung 8, die an den Bestimmkern 4 eingedreht werden kann; und 65 rührungsflächen 2.1 und 3. 1 angeordnet ist. Die beiden einem Abschirmbecner 6 (siehe F i g. 2) mit einer öff- Hohlkörperhälften 2 und 3 können als getrennte Bauteinung 13 an seiner Obenrite und Lötfahnen 7 an seiner Ie ausgeführt sein. Sie können aber auch, um zu einfa-Unterseite. cheren Fügemethcden zu gelangen, schon von der Her-

stellung ab durch ein Kunststoffscharnier 12 (siehe F i g. 3) miteinander verbunden sein.

Die die Windungen der Wendel 1 stützenden Rippen 2.4,ZS bzw.3.4,3.5 verlaufen senkrecht zur Wendelach · se. Damit wird eine Klemmung der Windungen der Wendel und ein Toleranzausgleich erreicht. In F i g. 4 ist eine gedachte Abwicklung der Wendel 1 und jeweils zweier im zusammengesetzten Zustand der Halterung einander gegenüberliegender Rippenpaare 2.4,3.4 und 2.5,3.5 dargestellt. Die Rippenpaare 2.4,3.4 sind gegen die Rippenpaare ZS, 35 so versetzt, daß die Wendel nach einem halben Umlauf im Rahmen zwischen den Rippenpaaren hindurchgeführt werden kann.

Da die Rippen selbst senkrecht zur Spulenachse, die Windungen aber unter einem Winkel gegen diie Spulenachse verlaufen, durchsetzt, wie aus der ebenfalls abgewickelten Darstellung in F i g. 5 zu entnehmen, der Wendeldraht 1 schräg verlaufend die Rippenpaare 2.4, 3.4, wobei in den Bereichen IAa und 3.4s eine Verformung stattfindet, durch die der Wendeldraht 1 selbst unter Spannung gesetzt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Wendel 1 spielfrei in den Hohlkörperhälften 2 und 3 gefaßt wird.

Da die einzelnen Windungen der Wendel 1 nur in sehr kleinen Bereichen von dem Kunststoffmaterial des Rahmens 2, 3 bedeckt sind, wird die Eigenkapuzität des Bauelementes sehr viel weniger stark erhöht als in den bekannten Ausführungsformen mit voller Umispritzung der Windungen. Außerdem werden die Verluste im Dielektrikum-Kunststoff hierdurch weniger stark wirk- sam.

Durch die Drahtausführungsnuten 9, die auch in gleicher Anzahl wie die Windungen in den Hohlkörperhälften 2, 3 angebracht werden können, wird eirae leichte Variationsmögiichkeit der Windungszahlen der Wendel gewährleistet

Nach dem Zusammensetzen der Hohlkörperhälften 2 und 3 wird das für die Funktion unwichtige Drahtende 1.2 der Wendel 1 unmittelbar an den Austrittsstellen der Drahtaustrittsnuten 9 abgeschert. Das Drahtende 1.1, der Spulenanfang, wird in parallel zur Wendelachse verlaufenden Richtung abgebogen, so daß sich das Bauelement für die Montage auf gedruckten Schaltungen eignet. In den Hohlkörper wird die Kernhalterung 5 eingesetzt, in die der Abgleichkern 4 einschraubbar ist Schließlich wird die zusammengesetzte Halterung 2, 3 in den Abschirmbecher 6 eingeschoben.

Bei Ausführungsformen mit Abschirmbecher 6 ist unter Umständen eine Befestigung der beiden Hohlkörperhälften 2 und 3 aneinander überflüssig, wenn die Au- ßenabmessungen-oer Hohlkörperhälften 2 und 3 zusammen mit den Innenabmessungen des Abschirmbechers 6 einen Preßsitz ermöglichen, der einen zuverlässigen spielfreien Sitz der Wendel im Hohlkörper sicherstellt

Die Anordnung der Rippen 2.4,2.5 bzw. 3.4,3.5 kann so getroffen sein, daß sowohl links- als auch rechtsgewickelte Wendeln eingesetzt werden können. Durch die durchgehenden Öffnungen tO und 11 können weitere Anzapfungen an das Bauelement angeschlossen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Induktives Bauelement, insbesondere Spule für hohe und sehr hohe Frequenzen, mit einer aus mehreren Windungen gleichen Windungsdurchniessers und gleichen Windungsabstandes bestehenden Drahtwendel als Leiter und einem Hohlkörper aus Kunststoffmaterial als Halterung, wobei der Innenraam des Hohlkörpers sich in Richtung der Achse der Drahtwendel erstreckt und öffnungen an beiden Enden der Wendel aufweist, und die Drahtwendel an der Oberfläche des Innenraumes mit Hilfe dort ausgebildeter Rippen festgelegt ist, indem die Drahtwendel zum einen an der inneren Mantelfläche eines in den Innenraum eingeschriebenen Kreiszylinders mit einem Durchmesser gleich dem maximalen Durchmesser des Innenraums, dessen Achse mit der der Drahtwendel übereinstimmt, zum anderen an oberhalb üüd unterhalb des jeweiligen Abschnittes der Drahtwendel sich erstreckenden Rippen zumindest stückweise anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus zwei Hälften (2,3) zusammengefügt ist, wobei die durch die ebene Berührungsfläche der Hälften gelegte Ebene die Achse der Drahtwendel (1) enthält, die Rippen (Z4, Z5,2.4) nur in vier Sektoren des Kreiszylinders ausgebildet sind, wobei sich die Sektoren in beiden Hälften jeweils von der Berührungsfläche in einem Winkel von kleiner 90° erstrecken und die Rippen (2.4, 23,3.4) senkrecht zur Achse der Drahtwendel (1) verlaufen, so daß eine Klemmung der Windungen der Drahtwsndel und «.in Toltvanzausgleich erreicht wird.

2. Induktives Bauelement n-ch Anspruch 1, bei welchem die Hohikörperhälften (2, 3) rahmenartig ausgebildet sind.

3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Berührungsflächen (2.1,3.1) der Hohikörperhälften (2,3) von innen nach außen gerichtete Drahtaustrittsnuten (9) angeordnet sind.

4. Induktives Bauelement nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Berührungsflächen (2.1,3.1) der Hohlkörperhäiften (2,3) einrastende Loch-Zapfenverbindungen (8) angeordnet sind.

5. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohikörperhälften (2,3) an zwei im montierten Zustand einander gegenüberliegenden Kanten über ein angeformtes Kunststoffscharnier (12) miteinander verbunden sind.

6. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen metallischen Abschirmbecher (6) aufweist, in den die Hohikörperhälften (2,3) im Preßsitz eingesteckt ist.

7. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens die an einer Stirnfläche durchgehende öffnung (10) in den Hohlkörper (2, 3) eine zusätzliche, den Innenraum der Wendel (1) mindestens teilweise durchsetzende Kernhalterung (5) zur Aufnahme eines Abgleichkerns (4) eingesetzt ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem eine Drahtwendel mit quer zur Längsachse der Wendel herausgeführten Enden sowie eine Halterung erzeugt werden und danach die Drahtwendel in die Halterung eingebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: