DE2333815A1 - Abstimmbare spule zur montage auf einer gedruckten leiterplatte - Google Patents

Description

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANSLEYH

München 71, 2. Juli 1973 Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: MO83P-1O25+GH Motorola, Inc.

9401 West Grand Avenue

Franklin Park, Illinois

V;St.A.

Abstimmbare Spule zur Montage auf einer gedruckten Leiterplatte

üie Erfindung betrifft eine abstimmbare Spule zur Montage in einer öffnung einer gedruckten Leiterplatte oder dgl. mit einem zylindrischen Spulenkörper aus elektrisch isolierendem Material.

Abstirambare Spulen, bei denen auf einem zylindrischen Spulenkörper eine elektrische Spule aufgewickelt ist und welche auf einer gedruckten Leiterplatte durch mechanischen Eingriff montierbar sind, sind bereits bekannt. In elektronischen Schaltungen wie z.B. bei Rundfunkempfängern und Sendern finden in der Regel eine Vielzahl sowohl fest abgestimmter als auch veränderlich abstimmbarer Spulen und Induktivitäten Verwendung. Es zeigt sich immer wieder, dass diese Spulen

Fs/ba Schwierigkeiten

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Schwierigkeiten einerseits'bei der Montage der Spule auf der gedruckten Leiterplatte und andererseits bei der Kontaktgabe mit zugeordneten Schaltkreisteilen bereiten. Dies ist insbesondere bei bekannten Spulen der Fall, bei denen das eine Ende eines Spulenkörpers direkt und/oder über verhältnismässig komplizierte mechanische Vorrichtungen auf der Leiterplatte montiert wird, während getrennte Einrichtungen erforderlich sind und an der Spule elektrisch angebracht werden müssen, um die Spule mit der Schaltung zu verbinden. Wenn der erwähnte Befestigungsmechanismus nicht vorgesehen ist, wird der Spulenkörper in der Regel mit einem Klebstoff, z.B. aus Epoxydharz oder dgl. an der Leiterplatte befestigt. Diese Art der Befestigung erfordert zusätzliche Montagezeit, um die Klebverbindung austrocknen zu lassen und ist auch ungünstig für den Produktionsablauf, da die Klebverbindung je nach dem Schaltungsaufbau verhältnismässig schwierig anzubringen sein kann. Dementsprechend werden sowohl zusätzliche Montagezeit als auch zusätzliches Montagematerial benötigt, was zu erhöhten Kosten führt und unter Umständen auch zu einer schlechten elektrischen Kontaktgabe oder Verbindung führen kann.

Diese Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung überwunden werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von der eingangs erwähnten abstimmbaren Spule dadurch, dass der Spulenkörper mit einem Ende in die Öffnung der Leiterplatte einsteckbar und zumindest auf seiner dem einen Ende zugeordneten Oberfläche mit Flächenelementen versehen ist, die mit zumindest einem elektrischen Leiter der Leiterplatte verlötbar sind und dabei gleichzeitig eine mechanische Montage auf der Leiterplatte bewirken, und dass am Spulenkörper nach aussen abstehende Positionierungselemente angebracht sind.

- 2 - Weitere

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Weitere Merkeale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Eine nach den Merkmalen der Erfindung aufgebaute abstimmbare Spule besitzt den Vorteil, dass sie sehr einfach auf einer Leiterplatte Kontiert werden kann und die Montageverbindung sehr .hohe Zuverlässigkeit bietet. Durch die Verlötung zusaanen mit den Übrigen Elenenten auf der Leiterplatte wird die mechanische Montageverbindung und die elektrische Anschlussverbindung in einem Arbeitsvorgang ermöglicht. Aufgrund der festen Verlötung mit der Leiterplatte ist die montierte Spule stabil genug, um an de» gegenüberliegenden Ende des Spulenkörpers eine federnd nachgebende Kontaktverbindung vorzunehmen, die z.B. in einen Antennenanschluss bei der Gehäusemontage einrastet. Dadurch lässt sich der Aufwand für Montagezeit erheblich verringern, wobei trotzdem eine sehr zuverlässige und stabile sowohl mechanische als auch elektrische Verbindung gewährleistet ist.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung »it den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines abstimmbaren Spulenkörpers genäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Spulenkörper gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht des Spulenkörpers von unten.

In den Figuren ist ein zylindrischer rohrförmiger Spulenkörper mit 10 bezeichnet. Dieser Spulenkörper besteht aus einen elektrisch isolierenden Material z.B. aus gespritzten

- 3 - Kunststoff

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Kunststoff. Der Spulenkörper ist aus drei Abschnitten aufgebaut» dem unteren Ende 11, einem mittleren Abschnitt 12 und dem oberen bzw. gegenüberliegenden Ende 13. Der mittlere Abschnitt 12 ist mit einem Querschnitt in einer gegebenen Länge ausgebildet, der dem gewünschten Durchmesser und der Länge der aufzunehmenden Spule entspricht. Als Spule kann z.B. eine Antennenspule auf dem Spulenkörper angebracht sein. Die Dicke der Spulenkörperwand ist so ausgelegt, dass sie die erforderliche Festigkeit hat, jedoch kein unnötiges Gewicht und keinen unnötigen Materialverbrauch bedingt.

Das untere Ende 11 ist grundsätzlich mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, obwohl es auch ohne weiteres möglich sein könnte, andere Querschnittformen vorzusehen. Dieses untere Ende 11 ist von dem mittleren Abschnitt 12 durch eine radial nach aussen sich erstreckende Schulter getrennt. Dadurch wird beim Einsetzen des unteren Endes 11 des Spulenkörpers in eine entsprechende Öffnung der Leiterplatte 16 der Spulenkörper in der richtigen Lage auf der Leiterplatte festgehalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schulter 15 einstückig mit dem Spulenkörper 10 ausgebildet, jedoch könnte dieses Positionierungselement auch nachträglich an dem Spulenkörper befestigt werden.

Auf die äussere Oberfläche des unteren Endes 11 des Spulenkörpers 10 ist eine dünne Hülse 20 aus einem lötbaren Material aufgeschoben, die z.B. aus Nickelsilber oder einem anderen korrosionsbeständigen Material bestehen kann. Diese Hülle 20 kann auch als elektrische Anschlussverbindung ausgebildet sein, um die Spule mit einer Leiterbahn der gedruckten Leiterplatte zu verbinden. Diese Hülse 20 kann mit dem unteren Ende 11 des Spulenkörpers dadurch verbunden werden, dass der Spulenkörper in die Hülse

- 4 - hineingespritzt

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hineingespritzt wird, oder die Hülse 20 mit einem Rastring versehen ist, der sich mit dem unteren Ende des Spulenkörpers verklemmt. Die Durchmesser der beiden Teile sind so ausgestaltet, dass die Hülse satt auf dem unteren Ende aufliegt und mit einer verhältnismässig kleinen Passung in die zugeordnete öffnung der Leiterplatte einsetzbar ist. Die Leiter 21 auf der gedruckten Leiterplatte 16 erstrecken sich über zumindest einen Teil des Umfangs der öffnung, und können sich in die öffnung der Leiterplatte 16 soweit erstrecken, dass sie mechanisch mit der Hülse 20 in Berührung kommen. Auf diese Weise sind sie mit der Hülse leicht zu verlöten, z.B. mit Hilfe eines Schwall-Lötverfahrens

Diese Montageweise ermöglicht einen sehr einfachen konstruktiven Aufbau für den Spulenkörper und gewährleistet eine sehr einfache Montage, wobei die Montageverbindung mit der Leiterplatte mechanisch lusserst stabil und im Rahmen des Schwall-Lötverfahrens äusserst einfach fest zu verbinden ist.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der leitenden Hülse 20 ein Längsschlitz 22 vorgesehen, um zu verhüten, dass die Hülse 20 als Kurzschlusswicklung wirksam wird. Obwohl man festgestellt hat, dass eine derartige Hülse, selbst wenn sie das untere Ende völlig umgibt, die Wirkungsweise der Spule 23 auf dem mittleren Abschnitt 12 nicht beeinflusst wenn der Abstand zwischen der Hülse und der Spule ausreichend gross ist, kann es wünschenswert sein, an der Hülse mehr als einen Schlitz vorzusehen. Die Spule 23 ist auf den mittleren Abschnitt des Spulenkörpers gewickelt, wobei die Spulenenden derart ausgestaltet sind, dass sie mit den zugehörigen Schaltungsteilen verbunden werden können. Dabei kann es wünschenswert sein, das eine der Enden der Spule direkt an die Hülse anzulegen und die Hülse 20 über entsprechende Leiterbahnen

- 5 - der

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der Leiterplatte an die übrigen zugeordneten Schaltungsteile anzuschliessen. Wenn diese Befestigungsart Anwendung findet kann die Hülse 20 eine zusätzliche Induktivität bewirken, was bei der Auslegung der Spule zu berücksichtigen ist.

Zusätzlich zu dem schulterförmigen Positionierungselement kann auf dem unteren Ende 11 des Spulenkörpers eine in Längsrichtung verlaufende Rippe 40 vorgesehen sein, die über die Oberfläche des unteren Endes übersteht. Mit Hilfe dieser Rippe 40 ist es möglich dafür zu sorgen, dass bei der Montage der Spüle auf der Leiterplatte der Spulenkörper in einer ganz bestimmten Winkelorientierung in die Öffnung der Leiterplatte eingesetzt wird. Wenn eine solche Winkelorientierung bezüglich der Lage der Spule nicht erforderlich ist, kann die Rippe weggelassen werden. Im Interesse einer mehrfachen Ausnutzung von Leiterplatten kann es auch wünschenswert sein, mehrere Rippen vorzusehen, die in einer bestimmten Zuordnung zueinander liegen.

Das dem unteren Ende gegenüberliegende obere Ende 13 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und ist mit einem Längsschlitz versehen. In diesen Längsschlitz ist ein Antennenkontakt 25 einsetzbar. Dieser Antennenkontakt hat einen halbkreisförmigen Teil, der in das Innere des zylindrischen und hülsenförmigen Spulenkörpers koaxial einsetzbar ist. Das eine Ende des halbkreisförmigen Teils ist radial nach aussen gebogen und greift in den Schlitz im Spulenkörper ein, sodass sich der Antennenkontakt 25 nicht relativ zum Spulenkörper verdrehen kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Antennenkontakt aus einem Stück federnden Materials geformt, z.B. aus dem Material Berylco oder einem ähnlichen Material. Ein irregulär geformter länglicher Teil dieses Kontaktes, der

- 6 - sich

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sich in Längsrichtung von äusseren Ende des halbkreisförmigen Teils weg erstreckt ist derart gebogen, dass er über das obere Ende des Halbleiterkörpers in einer axialen Richtung verläuft. Das Ende des Antennenkontaktes 25, das seitlich über das obere Ende des Spulenkörpers IO hinausragt ist federnd derart gestaltet, dass es in axialer Richtung zu verbiegen ist, wobei dieser Teil durch eine öffnung im Gehäuse 30 des Gerätes verläuft und reibschlüssig an einen äusseren Antennenanschluss anzuschliessen ist. Selbstverständlich muss die Spule nicht als Antennenspule Verwendung finden sondern kann als Abstimmspule oder dgl. beliebiger Art eingesetzt sein. In diesem Fall würde man auf das Aufstecken des Antennenkontaktes 25 verzichten. Wenn jedoch der Antennenkontakt 25 aufgesteckt ist kann es zweckmässig und wünschenswert sein,das eine Ende der Spule elektrisch mit diesem direkt zu verbinden.

In vielen Fällen ist es wünschenswert im Innern des Spulenkörpers einen magnetischen Spulenkern 35 vorzusehen, um die Spule abstimmen zu können. Aus diesem Grund sind im Innern des zylindrischen hülsenförmigen Spulenkörpers in Längsrichtung und nach innen vorstehende Rippen 36 ausgebildet, die vorzugsweise und im vorstehenden Ausführungsbeispiel dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Diese Rippen sollen grundsätzlich derart ausgestaltet sein, dass sie bei der Herstellung 4es Spulenkörpers ein leichtes Ausformen zulassen. Der Spulenkern 35 ist grundsätzlich zylindrisch aufgebaut und trägt ein Gewinde auf seiner Oberfläche, sodass dieser mit verhältnismässig leichter Kraft in das Innere des Spulenkörpers eingeschraubt werden kann. Dabei werden die Rippen 36 verformt und halten den Spulenkern 35 in der eingestellten Position fest, jedoch lassen sie eine Abstimmung, d.h. eine Verschiebung des Spulenkörpers in Längsrichtung zu. Es ist auch möglich unter Weglassung des Antennenkontaktes eine Doppelspule auf dem Spulenkörper

- 7 - aufzuwickeln

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aufzuwickeln, wobei die zweite Spulenwicklung» z.B. auf dem oberen Ende des Spulenkörpers angebracht wird.

Durch die Erfindung wird ein Spulenkörper geschaffen, der besonders einfach konstruiert ist und eine Montage auf einer gedruckten Leiterplatte durch Auflöten zulässt. Jedoch kann mit dem Spulenkörper auch ein federnder Kontakt verbunden werden, um an der Spule einen elektrischen Anschluss über eine Steckverbindung mit federndem Kontakt vornehmen zu können. Ferner ist die Spule geeignet einen zylindrischen Spulenkern im Innern aufzunehmen, der durch Drehen in seiner Lage längsverschiebbar ist und damit die Spule abstimmbar macht. Das Vorsehen von Positionierungselementen bietet die Gewähr, dass die Spule bei der Montage in die richtige Lage gebracht und damit richtig angeschlossen wird. Ausserdem ergibt sich der Vorteil, dass der Spulenkörper nicht mit besonderen Hilfsmitteln montiert werden muss, wie z.B. Kleber oder komplizierten mechanischen Montageelementen, sondern ein einfaches Einstecken in die Leiterplatte zulässt, um dann beim Schwallverlöten mit den zugeordneten Leiterflächen fest verlötet zu werden.

- 8 - Patentansprüche

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Claims (8)

MO83P-1O25+GH Patentansprüche

1. Abstimmbare Spule zur Montage in einer öffnung einer

^- gedruckten Leiterplatte od.dgl. mit einem zylindrischen Spulenkörper aus elektrisch isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (10) mit einen Ende (11) in die öffnung der Leiterplatte (16) einsteckbar und zumindest auf seiner dem einen Ende zugeordneten Oberfläche mit Flächeneleoenten (20) versehen ist, die mit zumindest einem elektrischen Leiter der Leiterplatte verlötbar sind und dabei gleichzeitig eine mechanische Montage auf der Leiterplatte bewirken, und dass am Spulenkörper nach aussen abstehende Positionierungselemente (15, 40) angebracht sind.

2. Abstimmbare Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verlötbaren Flächenelemente aus einer Hülse eines leitenden Materials bestehen, die die Oberfläche des einen Endes zumindest teilweise umgibt.

3. Abstimmbare Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Spulenkörper aus Kunststoff gespritzt ist.

4. Abstimmbare Spule nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungselemente aus einer einstückig mit dem Spulenkörper gegossenen ringförmigen Schulter (15) bestehen.

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5. Abstimmbare Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als weiteres Positionierungselement ferner eine axial verlaufende, nach aussen vorstehende Rippe (40) vorgesehen ist.

6. Abstimmbare Spule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der inneren Oberfläche des zylindrischen Spulenkörpers radial verlaufende, nach innen sich erstreckende Rippen (36) angeordnet sind, in welche ein zylindrischer, mit einem Gewinde versehener Spulenkern (35) unter Verformung der Rippen (36) einschraubbar ist.

7. Abstimmbare Spule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem einen Ende gegenüberliegenden Ende (13) des Spulenkörpers ein Antennenkontakt (25) angebracht ist.

8. Abstimmbare Spule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenkontakt (25) aus einem elektrisch leitenden sowie federnd nachgebenden Material besteht und am anderen Ende (13) des Spulenkörpers in Verbindung mit der auf dem Spulenkörper angeordneten Spule (23) befestigt ist und dass der Antennenkontakt axial vom Spulenkörper absteht und federnd mit der Antenne in Eingriff bringbar ist.

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