DE1254766B

DE1254766B - Electric coil

Info

Publication number: DE1254766B
Application number: DE1958S0057748
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Erich Assmann; Dipl-Ing Hans-Werner Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-04-08
Filing date: 1958-04-08
Publication date: 1967-11-23

Description

Elektrische Spule Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Spule. die aus vorgefertigten, untereinander gleichen gestapelten Platten, die Windungsteile darstellen oder Windungsteile tragen, und aus vorgefertigten Stegen, die die Platten mechanisch halten, unter Verbindung je eines Endes eines Windungsteiles mit je einem Anfang des nächsten Windungsteiles zu einer fortlaufenden, wendelförmigen Strombahn aufgebaut ist. Hierbei soll insbesondere eine Drosselspule für hohe Betriebsströme angegeben werden, die nach dem Baukastenprinzip je nach Bedarf in unterschiedlicher Größe zu bauen ist und dem Prinzip der guten Raumausnutzung folgt.Electric Coil The invention relates to an electric coil Kitchen sink. those made of prefabricated, identical stacked plates, the coil parts represent or carry winding parts, and from prefabricated webs that the panels hold mechanically, connecting one end of each winding part to one each Beginning of the next part of the turn to form a continuous, helical current path is constructed. In particular, a choke coil for high operating currents should be used here are specified, which according to the modular principle in different depending on requirements Size is to be built and follows the principle of good use of space.

Erfindungsgemäß ist diese Spule dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus Isolierstoffstreifen bestehen, die mit quer zu ihrer Längsausdehnung verlaufenden, kammartig von einer Kante ausgehenden Schlitzen (15) versehen sind, daß die Windungsteile darstellenden bzw. tragenden Platten in die Schlitze der Stege eingesteckt und in dem Plattenstapel so angeordnet sind, daß die Windungsteile und die Verbindungen der Windungsteile eine fortlaufende, wendelförmige Strombahn ergeben.According to the invention, this coil is characterized in that the webs consist of strips of insulating material, which run transversely to their longitudinal extension, slots (15) extending from an edge in a comb-like manner are provided that the winding parts representing or supporting plates inserted into the slots of the webs and in the stack of plates are arranged so that the winding parts and the connections of the winding parts result in a continuous, helical current path.

Je nach der Anzahl der verwendeten Platten ist diese Spule unterschiedlich lang. Die Verbindung der Windungsteile mit den Stegen kann durch Lötung erfolgen, insbesondere durch Sitnultanlötuna der zusammeneesetzten Spule, etwa nach dem Tauchlötverfahren. Die Platten selbst können je nach der erforderlichen Strombelastung entweder nach Art der gedruckten Schaltungen ausgeführt oder aus Blechen ausgestanzt sein.This coil is different depending on the number of plates used long. The connection of the winding parts with the webs can be done by soldering, in particular by means of Sitnultanlötuna the assembled coil, for example after the dip soldering process. The plates themselves can either after, depending on the required current load Type of printed circuit carried out or punched out of sheet metal.

Die erfindungsgemäße elektrische Spule kann bei hohen Betriebsströmen verwendet werden, da die Windungsteile, die nur einen unvollständig geschlossenen Kreis bilden, verhältnismäßig breit ausgeführt werden können. Die besondere Formgestaltung der die Windungsteile tragenden oder darstellenden Platten ermöglicht den leichten Einbau derselben in die Gesamtanordnung und schafft die Möglichkeit, eine gute elektrische Verbindung der versetzten Platten mit den Stegen oder untereinander zu gewährleisten. Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Spule die Möglichkeit der Ausrüstung derselben mit einem magnetisierbaren Kern von wesentlichem Vorteil. Durch diesen magnetisierbaren Kern, der durch die Löcher der einzelnen Platten hindurchgeführt werden kann, werden entsprechend dem Kernmaterial bedeutend größere Induktivitäten erreicht. so daß die Plattenanzahl um ein Vielfaches verringert werden kann. Auf diese Weise wird die unter Umständen als hinsichtlich der Induktivität nachteilig scheinende, nur eine unvollständige Windung darstellende Gestalt der einzelnen Platten gegenüber solchen Platten, die mehrere Windungen darstellen, durch den magnetisierbaren Kern nicht nur kompensiert, sondern vielfach verbessert. Darüber hinaus ist eine gute Raumausnutzung gegeben, was im Zuge der Miniaturisierung sehr bedeutsam ist.The electrical coil according to the invention can operate at high operating currents be used because the winding parts, which are only incompletely closed Form a circle, can be made relatively wide. The special design the plates supporting or representing the winding parts enables the light Incorporation of the same into the overall arrangement and creates the possibility of a good electrical To ensure connection of the offset plates with the webs or with each other. Furthermore, the coil according to the invention can be equipped with the same with a magnetizable core is a major advantage. Through this magnetizable Core, which can be passed through the holes of the individual plates Achieved significantly larger inductances corresponding to the core material. so that the number of plates can be reduced many times over. That way will which may appear disadvantageous in terms of inductance, only a shape of the individual plates showing an incomplete turn such plates, which represent several turns, through the magnetizable core not only compensated, but improved many times over. In addition, is a good one Given the use of space, which is very important in the course of miniaturization.

Es ist bereits eine aus einander gleichen Windungsteilen bestehende zusammengesetzte Magnetspule bekannt, bei der die Windungslamellen derart geformt sind, daß sie aus einem Blechstreifen ohne Abfall gestanzt werden. Hierbei werden einzelne aus Blech bestehende Windungshälften, jeweils paarweise um 180° gedreht, symmetrisch aneinandergereiht und unter Verwendung von Isolierzwischenlagen als fortlaufende Windung erhalten, indem jeweils ein Ende einer Windungshälfte mit dem Anfang der benachbarten Windungshälfte verbunden wird. Das Ganze wird durch isolierte Schrauben und Muttern zusammengehalten. Diese Spule weist gegenüber der erfindungsgemäß ausgebildeten Spule vor allem den Nachteil auf, daß Isolierstoffzwischenlagen erforderlich sind, die zu einer wesentlich geringeren Raumausnutzung führen. In der heutigen Technik sind jedoch möglichst kleine elektrische Bauelemente erwünscht.It is already a coil consisting of equal parts Composite solenoid known in which the winding lamellae are shaped in this way are that they are punched from a sheet metal strip without waste. Here will be individual coil halves made of sheet metal, each turned in pairs by 180 °, Lined up symmetrically and using insulating interlayers as continuous turn obtained by each end of a turn half with the The beginning of the adjacent half of the turn is connected. The whole is isolated by Bolts and nuts held together. This coil has compared to the invention formed coil mainly has the disadvantage that insulating material layers are required which lead to a significantly lower use of space. In todays Technology, however, the smallest possible electrical components are desired.

Außerdem ist eine Abstimmvorrichtung bekannt, die aus auf Platten aufgetragenen Leitungsbahnen zusammengesetzt ist. Durch Verdrehen eines halbkreisförmig angeordneten Leitungsbahnabschnittes kann die Induktivität dieser Anordnung geändert werden. Hierbei kann jedoch keine Vielzahl von die Leitungsbahnen tragenden Platten hintereinandergeschaltet werden, sondern die Anzahl der Platten ist auf zwei beschränkt. Die Platten sind beweglich und nicht gegeneinander versetzt angeordnet. Die aus den Leiterbahnabschnitten gebildete Schleife wirkt nur als magnetische Koppelspule und ist nur magnetisch, nicht aber galvanisch mit dem eigentlichen Abstimmorgan verbunden. Die Induktivität kann nicht durch einen magnetisierbaren Kern erhöht werden.In addition, a tuning device is known, which is based on plates applied conductor tracks is composed. Twisting a semicircle arranged conductor track section, the inductance of this arrangement can be changed will. In this case, however, a plurality of plates carrying the conductor tracks cannot be used can be connected in series, but the number of plates is limited to two. The plates are movable and not offset from one another. From The loop formed in the conductor track sections only acts as a magnetic coupling coil and is only magnetic, but not galvanic with the actual tuning organ tied together. The inductance cannot be increased by a magnetizable core.

Aus der USA.-Patentschrift 2 803 788 ist es bekannt, mehrere, elektrische Bauelemente tragende Isolierstoff platten übereinanderzustapeln und eine Leitungsbahnen tragende Platte aus Isoliermaterial um den Stapel herumzulegen.From US Pat. No. 2,803,788 it is known several, electrical Components carrying insulating material plates to be stacked on top of each other and a conductor track to put a supporting plate of insulating material around the stack.

Auch ein Verfahren zur Herstellung von Spulen für elektrische Zwecke, z. B. Induktionsspulen, ist bereits bekannt. Hierbei werden die Windungen der gegebenenfalls aus mehreren Teilen zusammengesetzten Spulen durch Auftragen einer elektrisch gut leitenden Masse oder durch Niederschlag auf geeignete Isolierschichten erzeugt.Also a method of making coils for electrical purposes, z. B. induction coils is already known. Here, the turns of the if necessary coils composed of several parts by applying an electrically good conductive mass or by precipitation on suitable insulating layers.

Ebenfalls ist bereits ein elektromechanisches Filter bekannt. das aus einzelnen plattenförmigen Induktivitäts- und Kapazitätselementen aufgebaut ist. Die Induktivitätselemente sind hierbei durch mehrere Umläufe sehr schmaler Leitungsbahnen gekennzeichnet, so daß der Einsatz solcher Elemente bei größeren Betriebsströmen nicht möglich ist. Die Induktivitätsvergrößerung einer solchen Platte durch die Mehrzahl der Windungen ist unerheblich. Ein die Induktivität erhöhender magnetisierbarer Kern kann nicht durch die Platten hindurchgeführt werden. Die erforderlichen Zwischenlagen aus Isoliermaterial bedeuten eine schlechte Raumausnutzung.An electromechanical filter is also already known. the is constructed from individual plate-shaped inductance and capacitance elements. The inductance elements are very narrow conduction paths due to several revolutions marked, so that the use of such elements at larger operating currents not possible. The increase in inductance of such a plate by the Most of the turns are insignificant. A magnetizable one that increases the inductance The core cannot be passed through the plates. The required intermediate layers made of insulating material mean poor use of space.

Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Spule werden an Hand der F i g. 1 bis 9 erläutert.Embodiments of the proposed coil according to the invention are shown on the basis of FIG. 1 to 9 explained.

Die F i g. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drosselspule mit die Windungsteile nach Art der gedruckten oder geätzten Schaltungen tragenden Platten 1 bis 12 aus Isoliermaterial. Die Platten 1 bis 12 bestehen beispielsweise aus kupferkaschiertem Hartpapier und haben, wie in F i g. 1 dargestellt, die Form eines aus einem Quadrat durch Abschneiden zweier benachbarter Ecken gewonnenen Sechsecks. Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, daß benachbarte Ecken von den Platten abgeschnitten werden. Das Abschneiden der Ecken ist jedoch zweckmäßig, denn die Stege können dadurch mit wenigen Schlitzen versehen sein. Dadurch ist eine hohe mechanische Festigkeit der Stege sowie ein eindeutiger Aufbau der Spule gewährleistet.The F i g. 1 to 5 show an embodiment of one according to the invention Choke coil with the winding parts in the type of printed or etched circuits supporting plates 1 to 12 made of insulating material. The plates 1 to 12 are made for example made of copper-clad hard paper and, as in FIG. 1 shown the shape a hexagon obtained from a square by cutting off two adjacent corners. In principle, it is not necessary for adjacent corners to be cut off from the panels will. However, it is useful to cut off the corners, because the webs can thereby be provided with a few slots. This gives it a high mechanical strength the webs as well as a clear structure of the coil guaranteed.

Die Platten 1 bis 12 werden mit den beiden stehengebliebenen Ecken, die in den F i g. 1 und 5 mit 13 und 14 bezeichnet sind, in die aus der F i g. 2 ersichtlichen metallisierten Schlitze 15 von Stegen 16 und 17 gesteckt. wie in F i g. 5 dargestellt ist. F i g. 5 zeigt die Platte 12 der F i g. 4 in Draufsicht. In F i g. 4 sind Platten 1 bis 12 übereinandergestapelt dargestellt, wobei die jeweiligen Ecken der Platten in Schlitze 15 der Stege 16 bis 19 gesteckt sind. Die Stege 17 und 18 sind in der F i g. 4 nicht sichtbar.The plates 1 to 12 are with the two remaining corners that are shown in the F i g. 1 and 5 are denoted by 13 and 14 , in which FIG. 2 metalized slots 15 of webs 16 and 17 inserted. as in Fig. 5 is shown. F i g. 5 shows the plate 12 of FIG. 4 in plan view. In Fig. 4, panels 1 to 12 are shown stacked one on top of the other, the respective corners of the panels being inserted into slots 15 in webs 16 to 19. The webs 17 and 18 are shown in FIG. 4 not visible.

Jede Platte 1 bis 12 wird gegen die davorstehende um 90- gedreht, wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist. Dadurch ergibt sich zwangläufig die richtige Lage der Platten, so daß je ein Ende eines Windungsteiles mit je einem Anfang des nächsten Windungsteils verbunden «-erden kann. Die Ecken zweier benachbarter Platten werden in jeweils benachbarte Schlitze 15 gesteckt und mit diesen verlötet.Each plate 1 to 12 is turned 90- against the one in front, as shown in FIG. 3 can be seen. This inevitably results in the correct one Position of the plates so that each end of a turn part with one beginning of the connected to the next part of the turn. The corners of two adjacent panels are inserted into adjacent slots 15 and soldered to them.

In F i g. 4 sind die Lötstellen mit 20 bezeichnet. Es ergibt sich der in F i g. 3 durch den Pfeil 23 angedeutete Stromverlauf. Jede Windungsplatte entspricht einer Dreiviertelwindung, wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist. Ein Loch in der Mitte der Platten 1 bis 12 kann zur Aufnahme eines ferromagnetischen Kernes vorgesehen sein.In Fig. 4 the soldering points are denoted by 20. It surrenders the in F i g. 3 indicated by the arrow 23 current curve. Each coil plate corresponds to a three-quarter turn, as shown in FIG. 3 can be seen. A hole in the middle of the plates 1 to 12 can accommodate a ferromagnetic core be provided.

Grundsätzlich kann an Stelle der quadratischen Grundform der die Windungsteile darstellenden oder tragenden Platten auch eine andere Vieleckform (Dreieck, Fünfeck, Sechseck usw.) verwendet werden. Der Windungsumfang pro Platte ergibt sich dann als Bruchteil n-1 der Eckenzahl der Grundform. Zwei Ausn Führungsformen sind in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Kreisförmige Platten, wie in F i g. 8 dargestellt, sind ebenfalls möglich, jedoch müssen dann z. B. zwei radial aus der Kreisfläche herausragende Anschlußfahnen 25 vorgesehen werden.In principle, instead of the square basic shape, the coil parts representing or supporting plates also have a different polygonal shape (triangle, pentagon, Hexagon, etc.) can be used. The number of turns per plate is then obtained as a fraction n-1 of the number of corners of the basic shape. Two forms of management are in the F i g. 6 and 7 shown. Circular plates as in FIG. 8 shown, are also possible, but then z. B. two radially out of the circular area protruding terminal lugs 25 are provided.

Die Platten können auch aus Blech bestehen und z. B. durch Stanzen hergestellt werden. Die Verbindungsstege sind auch in diesem Fall aus Isoliermaterial hergestellt, dienen jedoch in diesem Fall nur als Abstandhalter. Die elektrische Verbindung der benachbarten Platten untereinander wird hierbei beispielsweise dadurch hergestellt, daß die Ecken der Platten aneinandergebogen und durch Löten, Schweißen od. dgl. verbunden werden.The plates can also consist of sheet metal and z. B. by punching getting produced. In this case too, the connecting webs are made of insulating material produced, but in this case only serve as spacers. The electric Connection of the adjacent plates with one another is hereby for example made that the corners of the panels are bent together and by soldering, welding or the like. Be connected.

Es ist möglich, zwei Spulen ineinanderzuschachteln. Dazu werden die Platten abwechselnd den beiden Spulen zugeordnet und durch entsprechende Stege bzw. entsprechend umgebogene Ecken miteinander - wie oben beschrieben - verbunden.It is possible to nest two coils one inside the other. To do this, the Plates are alternately assigned to the two coils and replaced by corresponding webs or Correspondingly bent corners are connected to one another - as described above.

Zur Herstellung eines Kettenleiters können zwischen den Platten Scheibenkondensatoren in der Weise eingesetzt werden, daß der eine Belag mit einer Platte verbunden, der andere Belag an einen Masseleiter geführt wird. Der Masseleiter kann auf einem Steg angebracht sein.To produce a chain conductor, disc capacitors can be placed between the plates be used in such a way that the one covering is connected to a plate, the other covering is led to an earth conductor. The ground conductor can be on a bridge to be appropriate.

Die Scheibenkondensatoren können aus keramischem Material bestehen. Es ist aber auch möglich, bei einer Spule mit die Windungsteile nach Art einer geätzten oder gedruckten Schaltung tragenden Platten, beispielsweise aus Hartpapier, das Hartpapier als Dielektrikum zu benutzen und die Platte in diesem Fall beidseitig mit Kupfer zu kaschieren. Ebenso kann Luft als Dielektrikum gewählt werden.The disc capacitors can be made of ceramic material. But it is also possible in the case of a coil with the winding parts in the manner of an etched one or printed circuit boards, for example made of hard paper, the To use hard paper as the dielectric and in this case the plate on both sides to be laminated with copper. Air can also be selected as the dielectric.

Bei Verwendung doppelseitig kaschierter Isolierstoffplatten kann die Windungszahl auf der Platte nach dem Druck- oder Ätzverfahren auf Werte über 1 gebracht werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt F i g. 9. Der Pfeil 22 deutet die Richtung des Stromverlaufs auf der Platte 24 an. Die gestrichelt gezeichnete Linie bedeutet den Stromverlauf auf der Rückseite der Platte 24.When using double-sided laminated insulation panels, the number of turns on the panel can be brought to values above 1 after the printing or etching process. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 9. The arrow 22 indicates the direction of the current flow on the plate 24 . The dashed line denotes the course of the current on the rear side of the plate 24.

Claims

Claims: 1. Electric coil, which consists of prefabricated, mutually identical stacked plates, which represent parts of turns or carry parts of turns, and of prefabricated webs that hold the plates mechanically, each connecting one end of a winding part with a beginning of the next winding part to one continuous, helical current path is constructed, characterized by the fact that the webs consist of strips of insulating material (16, ..., 19) which are provided with slits (15) extending transversely to their longitudinal extent and extending in a comb-like manner from an edge, that the winding parts representing or supporting plates (1, ..., 12) inserted into the slots (15) of the webs and arranged in the plate stack (1, ..., 12) so that the winding parts and the connections of the winding parts are continuous , helical current path result.

2. Coil after Claim 1, characterized in that the insulating material strips (16 to 19) in the Area of two slots (15) are provided with metallizations and the Ends of the winding parts in each case of two adjacent plates of the spiral-like Arrangement correspondingly soldered to the metallizations (20) (FIG. 4).

3. Coil according to claim 1 or 2, characterized in that the plates (1 to 12) Made of insulating material with metallizations applied in the manner of printed circuits exist.

4. Coil according to claim 3, characterized in that the insulating material plates are metallized on both sides, with the metallization on one side opposite the metallization is twisted on the other side (Fig. 9).

5. Coil according to claim 1, characterized in that the plates (1 to 12) consist of sheet metal.

6. Coil according to claim 5, characterized in that the through the slots (15) the ends of the plates reaching through are bent over and the ends of adjacent ones Plates are electrically connected.

7. Coil after one or more of the Claims 1 to 6, characterized in that the plates (1 to 12) have the shape of a Have polygons in which those corners that are not adjacent to the winding opening are cut off (Figs. 1, 6 and 7). B. coil after one or more of claims 1 to 6, characterized in that the outer edge of the winding plates is circular and provided at the ends of the winding parts terminal lugs (25) are (F i g.

8th).

9. Coil according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the plates (1 to 12) are perforated.

10. Coil after an or several of claims 1 to 9, characterized in that between the winding plates Disc capacitors are inserted in such a way that the one capacitor plate with one plate and the other is connected to a ground conductor.

11. Coil after Claim 10, characterized in that plates (1 to 12) made of insulating material, the Wear winding parts, which are also the dielectrics for the capacitors. Into consideration Drawn pamphlets: German patents No. 148 789, 369 965, 535 978, 625 908; U.S. Patent Nos. 2,550,162, 2,745,170, 2,774,014, 2,803,788; British U.S. Patent No. 652,398; French patent specification No. 594 258.