DE4133796C2 - Induktives Bauelement, insbesondere induktives Miniatur-Bauelement mit Kapazitätsabstimmvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere ein induktives Miniatur-Bauelement, mit Kapazitätsabstimmvorrichtung, das einen Trägerkörper aus elektrisch isolierendem Material mit einer axialen Bohrung aufweist, die mit einem Innengewinde versehen ist und in die eine Abstimmschraube eingeschraubt ist, wobei der Trägerkörper mindestens teilweise von einem metallischen Abschirmbecher umfaßt ist, der eine fluch­ tend zur axialen Bohrung liegende Abstimmöffnung auf­ weist.

Ein derartiges Bauelement ist beispielsweise in der DE-OS 20 03 186 beschrieben.

Als Abstimmteil dient bei dem bekannten Bauelement eine aus dielektrischem Werkstoff bestehende topfförmige Schraube, die in die axiale Bohrung des Trägerkörpers eingeschraubt wird.

In dem Dokument US 25 81 165 ist eine abstimmbare Spule mit bewegbarem Eisenkern beschrieben sowie ein Kondensator mit einstellbarer Eigenkapazi­ tät, welche durch eine bewegbare, leitende Kappe eingestellt wird.

Weiterhin ist in DE-PS 944 199 eine elektrische Spule mit hoher regelbarer Eigenkapazität beschrieben, bei welcher das bewegliche Teil als teilweise oder ganz metallisierter Körper ausgebildet sein kann.

Schließlich wird in der deutschen Patentanmeldung N 7916 VIIIa/21a⁴ vom 21.10.1953, bekannt gemacht am 15.02.1955 (entspricht DE-PS 9 44 423) ein Spulensystem mit Schiebekernspule beschrieben, bei welcher zur Abstim­ mung ein nicht magnetischer Schiebekern in seiner Länge verändert wird.

In der modernen Oberflächenmontagetechnik werden Bau­ elemente benötigt, die möglichst klein und leicht und insbesondere flach ausgebildet sein sollen. Weiterhin sollen diese Bauelemente so einfach aufgebaut sein, daß sie in großer Stückzahl bei geringem Kostenaufwand möglichst in automatischer Fertigung herstellbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein induktives Bauelement der oben beschriebenen Bauart hinsichtlich seiner Kapazitätsabstimmvorrichtung so zu vereinfachen, daß die oben angegebenen Forderungen, vor allem im Hinblick auf ein Miniaturbauelement, optimal erfüllt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die axiale Bohrung des Trägerkörpers eine sich über mindestens einen Teil ihrer Länge erstreckende Längsnut aufweist und der Abschirmbecher eine elektrisch leitend mit ihm verbundene metallische Kontaktzunge aufweist, die in axialer Richtung verlaufend derart in der Längsnut angeordnet ist, daß sie im Kontakt mit der aus elektrisch leitendem Material bestehenden Abstimm­ schraube steht.

Hierbei hat es sich aus Gründen einer besonders ein­ fachen Herstellung als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die Abstimmöffnung als Ausstanzung an der Oberseite des Abschirmbechers befindet und die Kontaktzunge als Stanz­ brücke ausgebildet ist, die in die Nut hineingebogen wird.

Es ist aber auch möglich, daß der Abschirmbecher zwei­ teilig aus einem die Abstimmöffnung aufweisenden becher­ artigen Oberteil und einem als von unten auf den Träger­ körper aufschiebbare Klemmlasche ausgebildeten Unterteil aufgebaut ist, wobei die Kontaktzunge als in Richtung auf die axiale Bohrung hin rechtwinklig abgebogene Ausstanzung aus dem Boden des Unterteils ausgebildet ist und der Trägerkörper an seiner Unterseite eine Durch­ brechung für den Durchtritt der Kontaktzunge aufweist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Bauelementes besteht in einem induktiven Miniatur-Bauelement für hohe und sehr hohe Frequenzen, bei dem in oder auf dem Trägerkörper eine aus mehreren Windungen bestehende Drahtwendel angeordnet und festge­ legt ist, die mindestens an einem ihrer Enden mit einem aus dem Bauelement herausgeführten Anschlußkontakt verbunden ist, wobei der Trägerkörper mit einer Basis­ platte aus elektrisch isolierendem Material derart verbunden ist, daß die Achse der Drahtwendel senkrecht zur Basisplatte angeordnet ist und jeder der aus einem flachen Metallstreifen bestehenden Anschlußkontakte in der Basisplatte angeordnet und in Querrichtung zur Achse der Drahtwendel aus der Basisplatte herausgeführt ist.

Dabei kann der Trägerkörper als die Drahtwendel enthal­ tendes, aus Kunststoffmaterial bestehendes Spritzgußteil ausgebildet und mit der Basisplatte einstückig verbunden sein. Da das verwendete Kunststoffmaterial eine bestimm­ te Temperaturfestigkeit wegen der Lötvorgänge beim Aufsetzen des Bauelements auf eine Schaltungsplatte aufweisen muß und außerdem bestimmte dielektrische Eigenschaften haben soll, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Kunststoffmaterial ein Flüssig-Kristall- Polymer auf der Basis thermoplastischer, thermotroper vollaromatischer Polyester zu verwenden, das an sich bekannt ist und beispielsweise unter des Handelsbezeich­ nung "VECTRA" im Handel angeboten wird.

Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die axiale Bohrung einen größeren Durchmesser aufweist als die Abstimmschraube und an ihrer inneren Mantelfläche mehrere, in Längsrichtung verlaufende Stege besitzt, in welche das die Abstimmschraube führende Innengewinde eingeschnitten ist.

Das erfindungsgemäße Bauelement ist vorzugsweise für den Einsatz im Frequenzbereich zwischen ca. 400 bis 3000 MHz gedacht.

Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein induktives Miniatur-Bauelement vor dem Auf­ setzen eines Abschirmbechers in einem Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 das induktive Miniatur-Bauelement nach Fig. 1 in einem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Abschirmbecher für das Bauelement nach Fig. 1 und 2 in einer Aufsicht;

Fig. 4 einen Schnitt durch den Abschirmbecher nach Fig. 3 längs der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Darstellung des Bauelements analog Fig. 2 bei aufgesetztem Abschirmbecher mit Abstimm­ vorrichtung.

Fig. 6 das fertige Bauelement nach Fig. 1-5 in Aufsicht als einzelner Resonanzkreis;

Fig. 7 das Oberteil eines Abschirmbechers bei einer anderen Ausführungsform des Miniatur-Bauele­ ments in einer Darstellung analog Fig. 4;

Fig. 8 das zum Becherteil nach Fig. 7 gehörende Miniatur-Bauelement in einer Darstellung analog Fig. 1;

Fig. 9 das Unterteil des Abschirmbechers nach Fig. 7 in einer Aufsicht;

Fig. 10 das Unterteil des Abschirmbechers für die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 in einem Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 9;

Fig. 11 das fertige Bauelement nach Fig. 7-10 in Aufsicht als einzelner Resonanzkreis;

Fig. 12 das fertige Bauelement nach Fig. 1-5 in Aufsicht als zweikreisige Anordnung.

Das in den Fig. 1 bis 6 dargestellte induktive Miniatur- Bauelement besitzt eine Basisplatte 2, auf der ein mit der Basisplatte 2 einstückig verbundener Trägerkörper 1 aufgebaut ist, der eine Drahtwendel 3 enthält, deren Achse senkrecht zur Basisplatte 2 ausgerichtet ist. In der Basisplatte 2 sind zwei Kontaktfahnen 5.1 und 5.2 angeordnet und seitlich aus der Basisplatte herausge­ führt. Das untere Ende 3.1 der Drahtwendel 3 ist über eine Schweißverbindung 6 mit dem Kontaktstreifen 5.2 verbunden. Der Kontaktstreifen 5.1 kann in nicht darge­ stellter Weise über eine Impedanz mit dem Kontaktstrei­ fen 5.2 verbunden sein.

Das aus den Teilen 1, 2, 3 sowie 5.1 und 5.2 bestehende Bauteil kann durch Umspritzen mit Kunststoffmaterial hergestellt werden.

Der Trägerkörper 1 besitzt eine axiale Bohrung 4, an deren Innenwand in axialer Richtung verlaufende Kunst­ stoffstege 4.1, 4.2 und 4.3 angeordnet sind. Dabei ist die Anordnung so, daß die Stege 4.1 und 4.3 einander gegenüberliegen und der Steg 4.2 zwischen den Stegen 4.1 und 4.3 angeordnet ist. Dem Steg 4.2 gegenüber liegt eine ebenfalls in axialer Richtung verlaufende Nut 4.4.

In den Fig. 3 und 4 ist der Abschirmbecher für das Bauelement nach Fig. 1 und 2 dargestellt.

Dieser metallische Abschirmbecher 10 besitzt an seiner Unterseite Laschen 10.1 zur Herstellung der Verbindung mit der übrigen Schaltung und 10.2 zur Befestigung auf dem Bauteil und an seiner Oberseite eine Öffnung 11, die im aufgesetzten Zustand fluchtend zur axialen Bohrung 4 des Trägerkörper 1 liegt. Bei der Herstellung des Ab­ schirmbechers wird die Öffnung 11 so ausgestanzt, daß eine quer zur Öffnung liegende Brücke 10.3 stehen bleibt, die im weiteren Verlauf des Zusammensetzens rechtwinklig nach innen gebogen wird. Der Abschirmbecher 10 wird auf den Trägerkörper 1 derart aufgesetzt, daß diese Brücke 10.3 als Kontaktzunge in der Längsnut 4.4 der Bohrung 4 angeordnet ist.

Das zusammengesetzte Bauelement ist in Fig. 5 und 6 dargestellt, wobei in Fig. 6 die Erdungslaschen 10.1 nach außen abgebogen sind.

Beim zusammengesetzten Bauelement ist in die axiale Bohrung 4 des Trägerkörpers 1 eine metallische Abstimm­ schraube 12 eingeschraubt. Diese metallische Abstimm­ schraube 12 schneidet sich beim Einschrauben das Gewinde selbst in die Stege 4.1, 4.2 und 4.3 und gerät in elek­ trisch leitenden Kontakt mit der in der axialen Nut 4.4 angeordneten Kontaktzunge 10.3.

Die Abstimmung mittels Kapazitätsänderung erfolgt nun dadurch, daß die Abstimmschraube 12 mittels eines durch die Öffnung 11 des Abschirmbechers 10 hindurchgeführten Werkzeuges, das in einen Schlitz 12.1 eingreift, mehr oder weniger tief in die axiale Bohrung 4 eingeschraubt wird und sich dabei dem Ende der Drahtwendel 3 nähert. Durch die Art der Konstruktion ist sichergestellt, daß zwischen der Abstimmschraube und dem Abschirmbecher eine hochfrequenztechnisch gute Verbindung besteht.

Im oben angegebenen Ausführungsbeispiel wurde ein induk­ tives Miniatur-Bauelement in der Art eines Helixfilters beschrieben. Selbstverständlich können in dieser Art auch andere induktive Bauelemente, wie beispielsweise Hohlraumresonatoren, Filter für Dezimeterwellen usw., ausgebildet werden.

In den Fig. 7 bis 11 ist ein Ausführungsbeispiel eines induktiven Miniatur-Bauelements dargestellt, bei dem der Abschirmbecher zweiteilig aufgebaut ist. Das in Fig. 7 dargestellte Oberteil 10' besitzt an seiner Unterseite eine Lasche 10.2' zur Befestigung auf dem Bauteil sowie Erdungslaschen 10.1' und an seiner Oberseite eine Öff­ nung 11', die im aufgesetzten Zustand fluchtend zu der axialen Bohrung 4' des Trägerkörpers 1' (s. Fig. 8) liegt.

Das Unterteil des Abschirmbechers ist eine Klemmlasche 13, die von unten auf den Trägerkörper aufgeschoben wird mit einem Bodenteil, an dem zwei nach oben weisende, einander gegenüberliegende Klemmschenkel 13.1 und 13.2 angeordnet sind sowie an den beiden anderen Seitenkanten zwei Befestigungszungen 13.5 und 13.6.

Aus dem Bodenteil ist eine Kontaktzunge 13.3 ausgestanzt und rechtwinklig nach oben abgebogen, so daß bei hoch­ gebogener Kontaktzunge das Bodenteil eine Öffnung 13.4 aufweist.

Der in Fig. 8 dargestellte Trägerkörper 1' ist ähnlich aufgebaut wie der Trägerkörper nach Fig. 1. Er besitzt eine axiale Bohrung 4', an deren Innenwand in axialer Richtung verlaufende Kunststoffstege 4.1', 4.2' und 4.3' angeordnet sind, von denen die Stege 4.1' und 4.2' einander gegenüberliegen und der Steg 4.3' zwischen den Stegen 4.1' und 4.2' angeordnet ist. Dem Steg 4.3' gegenüber liegt die in axialer Richtung verlaufende Nut 4.4'. Wie man leicht feststellen kann, ist bei dieser Ausführungsform die Anordnung der Stege und der in axialer Richtung verlaufende Nut gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 um 90° verdreht.

Der Trägerkörper 1' besitzt eine Basisplatte 2' und enthält eine Drahtwendel 3' in der bereits beschriebenen Weise. In der Basisplatte 2' sind die Kontaktfahnen 5.1' und 5.2' angeordnet und seitlich aus der Basisplatte herausgeführt. Das untere Ende der Drahtwendel 3' ist in nicht dargestellter Weise mit dem Kontaktstreifen 5.2' verbunden.

In Fig. 11 ist das Bauelement im zusammengesetzten Zustand mit nach außen abgebogenen Erdungslaschen 10.1' dargestellt.

Beim Zusammenbau des Bauelements wird das Oberteil 10' des Abschirmbechers von oben aufgesetzt und dann das Unterteil 13 von unten aufgeschoben. Dabei wird die Kontaktzunge 13.3 durch eine Durchbrechung 4.5' in der Basisplatte 2' hindurchgeführt und ist im zusammenge­ setzten Zustand innerhalb der axialen Nut 4.4' angeord­ net. In die axiale Bohrung 4' ist analog der Aus­ führungsform nach Fig. 5 von oben eine metallische Abstimmschraube 12' eingeschraubt. Auch in diesem Fall schneidet sich beim Einschrauben das Gewinde selbst in die Stege 4.1', 4.2' und 4.3' und gerät in elektrisch leitenden Kontakt mit der in der axialen Nut 4.4' ange­ ordneten Kontaktzunge 13.3.

Die Abstimmung geschieht auch bei dieser Ausführungsform in der bereits beschriebenen Weise durch Einschrauben der Abstimmschraube 12' mittels eines in den Schlitz 12.1' eingreifenden Werkzeuges.

In Fig. 12 ist ein Bauelement dargestellt, das als zweikreisige Anordnung (Bandfilter) aufgebaut ist. Es besteht aus zwei miteinander gekoppelten Bauelementen nach Fig. 1 bis 6 und es sind in Fig. 12 die gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung von " verwendet. In den aneinander anliegenden Seitenwänden der Abschirmbecher 10" ist in nicht eigens dargestellter Weise ein Koppel­ fenster angeordnet.

Selbstverständlich können auch mehr als zwei Resonanz­ kreise auf diese Weise in einem Bauelement vereinigt werden.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 11 ist ein entsprechender Aufbau als mehrkreisiges Filter möglich. Es wird dann eine Klemmlasche verwendet, die mehrere Bauelemente umschließt, und die Oberteile der Abschirm­ becher weisen an den aneinander anliegenden Seitenwänden Koppelfenster auf.

Claims (7)

1. Induktives Bauelement, insbesondere induktives Miniatur- Bauelement, mit Kapazitätsabstimmvorrichtung, das einen Trägerkörper aus elektrisch isolierendem Material mit einer axialen Bohrung aufweist, die mit einem Innen­ gewinde versehen ist und in die eine Abstimmschraube eingeschraubt ist, wobei der Trägerkörper mindestens teilweise von einem metallischen Abschirmbecher umfaßt ist, der eine fluchtend zur axialen Bohrung liegende Abstimmöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (4, 4') des Trägerkörpers (1, 1') eine sich über mindestens einen Teil ihrer Länge erstreckende Längsnut (4.4, 4.4') aufweist und der Abschirmbecher (10; 10'-13) eine elektrisch leitend mit ihm verbundene metallische Kontaktzunge (10.3, 13.3) aufweist, die in axialer Richtung verlaufend derart in der Längsnut (4.4, 4.4') angeordnet ist, daß sie im Kontakt mit der aus elektrisch leitendem Material bestehenden Abstimmschrau­ be (12) steht.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstimmöffnung (11) als Ausstanzung an der Oberseite des Abschirmbechers (10) befindet und die Kontaktzunge (10.3) als quer zur Abstimmöffnung (11) verlaufende und am Rand der Abstimmöffnung in Richtung auf die axiale Bohrung (4) hin rechtwinklig abgebogene Stanzbrücke (10.3) ausgebildet ist.

3. Induktives Miniatur-Bauelement für hohe und sehr hohe Frequenzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in oder auf dem Trägerkörper (1) eine aus mehreren Windungen bestehende Drahtwendel (3) angeordnet und festgelegt ist, die mindestens an einem ihrer Enden mit einem aus dem Bauelement herausgeführten Anschluß­ kontakt (5.2) verbunden ist, wobei der Trägerkörper (1) mit einer Basisplatte (2) aus elektrisch isolierendem Material derart verbunden ist, daß die Achse der Draht­ wendel (3) senkrecht zur Basisplatte (2) angeordnet ist und jeder der aus einem flachen Metallstreifen bestehen­ den Anschlußkontakte (5.1, 5.2) in der Basisplatte (2) angeordnet und in Querrichtung zur Achse der Drahtwendel (3) aus der Basisplatte (2) herausgeführt ist.

4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) als die Drahtwendel enthalten­ des, aus Kunststoffmaterial bestehendes Spritzgußteil ausgebildet und mit der Basisplatte (2) einstückig verbunden ist.

5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial ein Flüssig-Kristall-Polymer dient.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (4) einen größe­ ren Durchmesser aufweist als die Abstimmschraube (12) und an ihrer inneren Mantelfläche mehrere, in Längsrich­ tung verlaufende Stege (4.1, 4.2, 4.3) besitzt, in welche das die Abstimmschraube (12) führende Innengewin­ de eingeschnitten ist.

7. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmbecher zweiteilig aus einem die Abstimm­ öffnung (11') aufweisenden becherartigen Oberteil (10') und einem als von unten auf den Trägerkörper (1') auf­ schiebbare Klemmlasche ausgebildetes Unterteil (13) aufgebaut ist, wobei die Kontaktzunge (13.3) als in Richtung auf die axiale Bohrung (4') hin rechtwinklig abgebogene Ausstanzung aus dem Boden des Unterteils (13) ausgebildet ist und der Trägerkörper (1') an seiner Unterseite eine Durchbrechung (4.5') für den Durchtritt der Kontaktzunge (13.3) aufweist.