DE2262964A1

DE2262964A1 - Einlagige abgleichbare hochfrequenzspule

Info

Publication number: DE2262964A1
Application number: DE19722262964
Authority: DE
Inventors: Werner Schneider
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1974-06-27

Description

"Einlagige abgleichbare Hochfrequenzspule' Die Erfindung betrifft eine einlagige abgleichbare Hochf.requenzspule mit einem kreiszylindrischen, vorzugsweise nach einem Spritzgußverfahren herstellbaren Spulenträger. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Spulen dieser Art dahingehend zu verbessern, daß die Fertigungstoleranzen der Induktivität vermindert werden und daß ein induktiver Abgleich ohne Abgleichmittel wie Spulenkerneoder andere an die Spule annaherbare Materialien möglich wird. Bei Verkopplung der erfindungsgemäßen Spule mit einer zweiten Spule soll der Abgleich ohne Beeinflussung des Kopplungsgrades möglich sein.
Die Erfindung besteht bei einer Spule der einleitend genannten Art darin, daß für die Aufnahme der Spulenwindungen in der Mantelfläche des Spulenträgers gewinde artig ineinander übergehende Rillen vorgegebener unterschiedlicher Ganghöhen mit dem Spulendrahtdurchmesser angepaßter Rillenbreite vorgesehen sind und daß die Induktivität der Spule ohne Änderung der Spulendrahtlänge dadurch abgleichbar ist, daß der Spulenträger um seine Längsachse ohne gleichzeitiges Mitverdrehen der Spule gedreht wird, bis die - infolge der unterschiedlichen Ganghöhen der die Spulenwindungen führenden Rillen durch dieses Drehen variable - Spulenlänge die der gewünschten Induktivität entsprechende Größe erreicht hat.
Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispille und Weiterbildungen der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die elektrische Anordnung der Induktivitäten eines im Sinne der Erfindung aufgebauten Bandfilters. Wie aus der mechanischen Darstellung des zugehörigen Spulenkörpers in Fig. 2 zu ersehen ist, liegen sich auf dem Spulenkörper zwei gleichartig eingedrehte Gewinde anordnungen mit einem fest definierten Abstand gegenüber. Jede dieser Gewinde anordnungen besteht aus einem zweigängigen Gewinde, das am Kopplungspunkt jeweils in ein eingängiges Gewinde übergeht.
Der zweigängige Teil dieser Anordnung ist so ausgebildet, daß eine im zweiten Gang angebrachte Wicklung (L3 bii. 1,4) mit der Hauptspule CLI bzw. L2) eine feste, durch die Steigung a2 definierte induktive Ankopplung bildet.
Durch die vorgegebenen Rillen im Spulenkörper haben die aufgebrachten Hauptwicklungen L1, L2 eine gute Führung, so daß Induktivitätetoleranzen weitgehend eingeengt sind.
Die verbleibenden Fertigungstoleranzen können nun in diesem Fall aus folgenden Gründen nicht durch die herkömmliche Art, z. B mit einem Ferritkern, ausgeglichen werden: Würde man einen Kern jeweils von den beiden Außenseiten des Spulenkörpers einführen, so würde er in den zweigängigen Teil des Spulenkörpers eingreifen und hier die fest definierte induktive Verkopplung zwischen L1/L3 bzw. L2/t4 beeinflussen.
Ein in die Mitte des Spulenkörpers eingedrehter Abgleichkern ändert wiederum den durch den definierten Abstand am Punkt A festgelegten Koppelfaktor zwischen den Hauptspulen ii, L2. Auch andere Abgleichmöglichkeiten, die eine Beeinflussung der Spule von außen zur Änderung des Induktivitätswertes vorsehen, scheiden aus, da in jedem Fall die induktive kopplungskomponente gestört wird.
Die Grundidee der Abgleichmöglichkeit bei der Erfindung beruht nun auf der Änderung des Induktivitätswertes einer Spule durch Zusammendrücken bzw. Auseinanderziehen zweier aufeinanderfolgenden Windungen.
Die hierbei durch die Längenänderung hervorgerufene Induktivitätsänderung läßt sich z. B. nach Meinke/Gundlach "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" errechnen: Induktivität einlagiger Zylinderspulen 21,8 . w²D/cm mit 1 > 0,3 D L/nH = + w D/cm und W =Windungszahl 1 + 2,2 1 und den Fig. 3 entnehmbaren D Größen und mit AL als Korrekturfaktor für a + d, AL/nH = w . K . D/cm mit K = Korrekturfaktor aus Fig. 4 Mit Hilfe der am Spulenkörperende angebrachten Schlitze ist es nun möglich, mit einem Schraubendreher den ganzen Spulenkörper zu drehen. Bei diesem Abgleichvorgang wird je nach Drehsinn die eine Hauptspule L1 mehr in den zweigängigen Teil und die andere Hauptspule L 2 in den eingängigen Teil eingedreht.
Es erfolgt also durch definiertes Dehnen bzw. Zusammendrücken von Windungen ein Induktivitätsab¢¢eich. Im vorliegenden Fall bleibt ebenfalls der Abstand zwischen den Hauptspulen L1, L2 konstant, d. h. die induktive Kopplung wird nicht verändert.
Das gleiche gilt für die Kopplung L - L3 bzw. L2 - 14.
Die Induktivitätsänderung wird durch die Wahl der Steigung al bzw. a2 festgelegt. Die hierbei erreichte Änderung des Induktivitätswertes einer Spule beträgt z. B. bei einer Steigung von a2 = 2a1 und 1/4 Drehung des Körpers im vorliegenden Beispiel ca. 2,5 %. Da sich die Induktivitätswerte beider Spulen L1, L2 mit umekehrten Vorzeichen ändern, ist zum Erreichen eines gleichen Wertes beider Spulen nur die Hälfte des Drehwinkels zu drehen als beim Verändern eines Spulenwertes.
Diese Anordnung läßt sich auch in ihrer einfachsten Ausführung bei einer Einzelspule anwenden. Ein so ausgeführter Trägerkörper vereint dann mehrere Funktionen: 1. Er trägt die Luftspule und gibt ihr somit Halt bei Erschütterungen.
2. Die Fertigungstoleranzen beim Wickeln der Spule werden durch definierte Fuhrung in den Rillen eingeengt.
3. Der gewünschte Induktivitätswert kann durch einfaches mechanisches Drehen des Körpers erreicht werden.
4. Die Ausdehnung der Spule in achsialer Richtung bei Erwärmung ist durch den TK des Spulenkörpermaterials gut zu beeinflussen.
Ein notwendiger Abgleichkern, der ohnehin z. B. in Leistungsfiltern wegen seiner Verluste und seines TE's seine Anwendungsgrenzen findet, entfällt. Auch in Verbindung mit einem Kondensator als Schwingkreis kann der erforderliche Abgleich durch die Induktivität vorgenommen werden, es entfällt ein Trimmer als Abgleichelement. Er kann durch einen billigeren Festkondensator ersetzt werden.
Der beschriebene Spezialanwendungsfall zeigt auch deutlich, daß z. B. bei einem 2-Kreis-Filter definiert induktiv gekoppelt werden kann, obwohl die Spulen mechanisch sich beim Abgleich bewegen. Der Spulenkörper läßt sich billig in Spritzgußtechnik herstellen. Man spart dafür z. B. einen Ferritkern oder einen Abgleichtrimmer. Letzteres macht sich besonders bei Leistungsfiltern vorteilhaft bemerkbar, die aus Gründen der Spannungsfestigkeit teure Lufttrimmer enthalten. Für das Prüffeld ergeben sich durch den unkomplizierten Abgleich ebenfalls Erleichterungen und Zeitersparnis.

Claims

P a t e n t a n s p r ii c h e

1.)Einlagige abgleichbare Hochfrequenzspule mit einem kreiszylindrischen, vorzugsweise nach einem Spritzgußverfahren herstellbaren Spulenträger, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufnahme der Spulenwindungen in der Mantelfläche des Spulenträgers gewinde artig ineinander übergehende Rillen vorgegebener unterschiedlicher Ganghöhen mit dem Spulendrahtdurchmesser angepaßter Rillenbreite vorgesehen sind und daß die Induktivität der Spule ohne Änderung der Spulendrahtlänge dadurch abgleichbar ist, daß der Spulenträger um seine Längsachse ohne gleichzeitiges Mitverdrehen der Spule gedreht wird, bis die - infolge der unterschiedlichen Ganghöhen der die Spulenwindungen führenden Rillen durch dieses Drehen variable - Spulenlänge die der gewünschten Induktivität entsprechende Grieße erreicht hat.

2. Spule nach Anspruch 1, die mit einer zweiten einlagigen Spule vorzugsweise gleicher Sollinduktivität durch Wahl eines vorgegebenen konstanten gegenseitigen Spulenabstandes eine vorgegebene induktive, vom Induktivitätsabgleich unabhängige Kopplung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spule (L2) zusätzlich auf den Spulenträger der ersten Spule (L1) gewickelt und der Spulenträger hierfür in der Weise ausgebildet ist, daß er für die getrennte Aufnahme der zwei Spulenwicklungen zwei aneinander anschließende Abschnitte aufweist, von denen jeder die gewinde artig ineinander übergehenden Rillen vorgegebener unterschiedlicher Ganghöhen besitzt, daß die benachbarten Teile der zwei Abschnitte Rillen gleicher Ganghöhe aufweisen und daß die Gewinde art (Rechts- oder Linksgewinde) der Rillen über beide Abschnitte gleichsinnig gewählt ist.

3. Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der gewindeartig ineinander übergehenden Rillen zweigängig ausgebildet ist, so daß im zweiten Gang eine zusätzliche einlagige Spule (L3 bzw. L4) kleinerer Induktivität als die Induktivität der in die übrigen Gänge wickelbaren Spule CLI bzw. L2) angeordnet werden kann.

4. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende des Spulenträgers derart, z. B. mehrkantig (wie insbesondere Innen- oder Außensechskant), ausgebildet ist, daß er mittels eines daran angreifenden Handwerkzeuges, im Beispielsfall mittels eines Sechskantschlüssels, um seine Längsachse zwecks Induktivitätsabgleich verdrehbar ist.

5. Spule nach einem der Anspriiche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende des Spulenträgers ein Schlitz vorgesehen ist, in den ein Abgleichwerkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher, zum Verdrehen des Spulenträgers einsetzbar ist

6. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Parallel- oder Serienschaltung mit einem Festkondensator zu einem Schwingkreis ergänzt ist, der durch Abgleich der Spuleninduktivität auf seine gewünschte Resonanzfrequenz einstellbar ist.

7. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung, insbesondere die Vergrößerung, der Spulenlänge bei Erwärmung durch Wahl eines Materials gegenläufigen Temperaturverhaltens für den Spulenträger kompensiert ist.

L e e r s e i t e