Die Erfindung betrifft eine ringartige Spulenanordnung ent
sprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ring-like coil arrangement ent
speaking the preamble of claim 1.
Eine derartige Spulenanordnung ist aus der DE 33 15 549 A1 bekannt.
Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung handelt es sich da
bei jedoch um eine in Dünn- oder Dickschichttechnik aufge
baute Spulenanordnung. Ringspulen werden in der Elektro
technik eingesetzt, wenn Induktivitäten oder in Verbindung
mit einer zweiten Spule bzw. Leiteranordnung Gegenindukti
vitäten mit geringem Außenfeld und/oder geringer Einstreu
empfindlichkeit realisiert werden sollen (z. B. Schwab, A.:
Hochspannungsmeßtechnik, Meßgeräte und Meßverfahren. Kap.
4.2. Springer Verlag Berlin usw. 1981). Eine maschinelle
Fertigung von Ringspulen ist recht aufwendig, da die erfor
derliche Wickelmaschine in allen 3 Raumkoordinaten und zu
dem auf einem geschlossenen Weg arbeiten muß. In der Elek
tronik ist in diesem Zusammenhang die Möglichkeit bekannt
(Philippow: Taschenbuch Elektrotechnik, Band 3, Verlag
Technik Berlin 1989, S. 275/276 oder DE 33 15 549 A1),
Spulen in Form gedruckter Leiterbahnen zu verwirklichen.
Die so gebildeten Flachspulen besitzen jedoch einen sehr
großen Außenfeldanteil.Such a coil arrangement is known from DE 33 15 549 A1.
In contrast to the present invention, it is
but with one in thin or thick film technology
built coil assembly. Ring coils are used in electronics
technology used when inductors or in connection
with a second coil or conductor arrangement mutual inductors
vities with a small outer field and / or low bedding
sensitivity should be realized (e.g. Schwab, A .:
High voltage measuring technology, measuring devices and measuring methods. Cape.
4.2. Springer Verlag Berlin etc. 1981). A machine
The production of toroidal coils is quite complex since the requ
other winding machine in all 3 spatial coordinates and too
who has to work on a closed path. In the elec
In this context, tronik is aware of the possibility
(Philippow: Taschenbuch Elektrotechnik, Volume 3, publisher
Technik Berlin 1989, pp. 275/276 or DE 33 15 549 A1),
Realize coils in the form of printed conductor tracks.
However, the flat coils thus formed have a very high
large field share.
Hieraus ergibt sich die Aufgabe, eine Spule mit möglichst
geringem Außenfeld zu entwickeln, die sich im Hinblick auf
eine maschinelle Fertigung mit einer gegenüber der Wickel
technik vereinfachten Herstellungsmethode produzieren läßt.This gives the task of using a coil as possible
to develop a small outer field, which is in terms of
a machine production with one opposite the winding
technology can produce simplified manufacturing method.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1
beschriebene Anordnung gelöst.The object is achieved by the in claim 1
described arrangement solved.
Ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher er
läutert.
An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2.
Die in Fig. 1 in Explosionsdarstellung gezeigte erfindungs
gemäße Spulenanordnung besteht im wesentlichen aus fünf
zylindersymmetrischen Teilen. Die beiden mindestens einsei
tig leitend kaschierten Leiterplatten-Ringscheiben 1, 7 sind
gleichartig ausgeführt. In die Leitschichten sind speziell
konstruierte Muster geätzt, auf die weiter unten näher ein
gegangen wird. Zwischen die Scheiben werden zwei auf einem
Kern 3 aufgebrachte Ringe 2, 4 aus sog. zebra-connector
(siehe z. B. Applikationsschrift der Firma MH & W, D-8034
Germering) geklemmt. Dieses Material wird sonst vorzugs
weise zur Kontaktierung von LCD eingesetzt und besteht aus
flexiblen Karbon/Silikongummi-Streifen, in denen sich lei
tende und nicht leitende Schichten in sehr geringem Abstand
abwechseln. Der äußere Ring 2 schließt mit dem Außendurch
messer der Ringscheiben, der innere Ring 4 mit dem Innen
durchmesser der Ringscheiben ab. Auf diese Weise werden
zylindersymmetrisch nur genau senkrecht übereinanderliegen
de Ätzmuster-Segmente der Scheiben miteinander verbunden.
Das Ätzmuster läßt sich nun so ausbilden, daß insgesamt ein
Strompfad mit ringförmig, spiraligem Verlauf entsteht. Der
Klemmdruck kann durch ein beliebiges Verbindungselement er
zeugt werden (z. B. durch eine Schraube längs der Symmetrie
achse mit Scheiben und Mutter). Es ist jedoch sinnvoll,
wenn die Höhe der Gummiringe die des sie mechanisch fixie
renden Kernringes 3, der je nach Anwendung der Spule aus
ferromagnetischem oder nicht ferromagnetischem Material be
stehen kann, etwas übersteigt. Der Kern wirkt dann als
mechanisch definierter Anschlag für die Klemmung.The inventive coil arrangement shown in FIG. 1 in an exploded view consists essentially of five cylindrically symmetrical parts. The two at least one-sided conductive laminated circuit board washers 1 , 7 are of the same design. Specially constructed patterns are etched into the guiding layers, which will be discussed in more detail below. Two rings 2 , 4 made of so-called zebra-connector (see, for example, application note from MH & W, D-8034 Germering) are clamped between the disks on a core 3 . This material is otherwise preferably used for contacting LCD and consists of flexible carbon / silicone rubber strips, in which conductive and non-conductive layers alternate at a very short distance. The outer ring 2 closes with the outer diameter of the washers, the inner ring 4 with the inner diameter of the washers. In this way, the etching pattern segments of the disks that are only exactly vertically one above the other are connected to one another in a cylinder symmetrical manner. The etching pattern can now be formed in such a way that a current path with an annular, spiral course is created. The clamping pressure can be generated by any connecting element (e.g. by a screw along the axis of symmetry with washers and nut). However, it makes sense if the height of the rubber rings slightly exceeds that of the core ring 3 which fixes them mechanically, which, depending on the application of the coil, can be made of ferromagnetic or non-ferromagnetic material. The core then acts as a mechanically defined stop for the clamping.
Damit der spiralige Strompfadverlauf zustande kommt, muß
das Ätzmuster in der Art ausgeführt sein, wie es Fig. 2 für
die leitenden Seiten 5, 6 der beiden Ringscheiben am Bei
spiel einer Spule mit sechs Windungen zeigt (in der Praxis
sind bedeutend mehr Windungen sinnvoll). Die isolierenden
Bahnen 9 teilen die Kaschierungen strahlenförmig in sechs
Segmente. Legt man gedanklich beide Scheiben - die leiten
den Seiten einander zugewandt - aufeinander, so stellt man
fest, daß der Innenraum eines jeden Segmentes jeweils genau
über dem Innenrand des Nachbarsegments zu liegen kommt.
Werden sie durch den zebra-connector verbunden, entstehen
Windungen. Ein Windungskurzschluß wird einerseits durch die
isolierenden Bahnen 9 und andererseits durch die Struktur
des zebra-connectors verhindert. Zur Vermeidung eines Spu
lenkurzschlusses müssen die Segmente 11, 12 mit den Lei
tungsanschlüssen 8, 10 voneinander isoliert werden (z. B.
durch Wegätzen der Bereiche 13, 14 über dem äußeren Gummi
ring).In order for the spiral current path to take place, the etching pattern must be carried out in the manner shown in FIG. 2 for the conductive sides 5 , 6 of the two ring disks on the example of a coil with six turns (in practice, significantly more turns are useful) . The insulating sheets 9 radially divide the laminations into six segments. If one mentally places both panes - which face the sides facing each other - on top of each other, one realizes that the interior of each segment comes to lie exactly above the inner edge of the neighboring segment. If they are connected by the zebra connector, turns are created. A short circuit is prevented on the one hand by the insulating tracks 9 and on the other hand by the structure of the zebra connector. To avoid a coil short circuit, the segments 11 , 12 with the line connections 8 , 10 must be insulated from one another (for example by etching away the areas 13 , 14 above the outer rubber ring).
Soll die erfindungsgemäße Spulenanordnung zusammen mit ei
ner elektronischen Schaltung verwendet werden, ist sogar
eine der Scheiben 1, 7 verzichtbar, da das Ätzmuster direkt
zum Bestandteil des Layouts der Elektronikplatine gemacht
werden kann.If the coil arrangement according to the invention is to be used together with an electronic circuit, even one of the disks 1 , 7 can be dispensed with, since the etching pattern can be made directly part of the layout of the electronic board.