DE727325C

DE727325C - Hochfrequenzspule mit ganz oder nahezu temperaturunabhaengiger Induktivitaet

Info

Publication number: DE727325C
Application number: DET54580D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Lachnit
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-11-22
Filing date: 1940-11-22
Publication date: 1942-10-31

Description

Hochfrequenzspule mit ganz oder nahezu ,temperaturunabhängiger Induktivität Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzspulen, welche z. B. in Schwingungskreisen von Sendern oder in anderen Hochfrequenzgeräten, z. B. Wellenmessern oder Empfängern, angewendet werden.
Bekanntlich nimmt die Induktivität einer Spule ohne Anwendung von Gegenmaßnahmen mit steigender Temperatur zu, da die Induktivität wegen des Einflusses der Windungsfläche mit .dem Quadrat des Spulendurchmessers zunimmt und nur linear mit der Spulenlänge abnimmt und daher der Einfiuß des Durchmessers überwiegt. Man muß aus' diesem Grunde, wie bekannt, dafür sorgen, daß sich die Spule in der Achsrichtung stärker ausdehnt als iri radialer Richtung, wenn die Induktivität temperaturunabhängig sein soll.
Bei frei tragenden, d. h. nicht- auf einen Tragkörper gewickelten Spulen ist es bekannt, zu diesem Zweck zwischen den einzelnen Spulen Windungen aus Isoliermaterial mit höherem thermischem Ausdehnungskoeffizienten anzuordnen und die ganze Spule in der Achsrichtung federnd zusammenzuhalten. Frei tragende Spulen sind jedoch für die meisten Zwecke zu unstabil.
Es ist auch bekannt, bei Hochfrequenzspulen, welche auf einen Tragkörper aufgewickelt sind, einen Ausgleich der Induktivitätsänderung bei der Erwärmung der Spule zu erzielen. Zu diesem Zweck ist der Tragkörper quer zur Achsrichtung in zwei gleiche Teile aufgeteilt und die äußeren Stirnflächen der Spulen durch einen im Spulenkern angeordneten, als Abstandshalter dienenden Metallstab miteinander verbunden, so daß sich die beiden Spulenhälften bei der Erwärmung mehr voneinaader entfernen als ohne den Abstandshalter. Der thermische Ausdehnungskoeffizient und die Länge dieses Abstandshalters müssen im Sinne einer Temperaturunabhängigkeit der Induktivität bemessen sein. Die Metallrnassen des Abstandshalters liegen jedoch im Magnetfeld der Spule und wirken daher infolge Wirbelstrombildung dämpfend auf die Spule. Diese Anordnung wäre auch nicht für ein Variometer mit zwei ineinander drehbaren Spulen anwendbar, da der Innenraum bereits von dem Metallstab durchzogen wird. Schließlich hat man bei dieser bekannten Spulenanordnung nicht die Gewähr, daß die Spule und der Abstandshalter sich gleichzeitig genau so stark erwärmen, da die Wärmebeeinflussung meist von einer Außenseite kommt.
Die Erfindung beseitigt die Nachteile dieser zuletzt beschriebenen Anordnung und besteht darin, daß der Abstandshalter, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient und Höhe im Sinne einer Temperaturunabhängigkeit der Induktivität bemessen sind, aus einem meta.llischen, offenen Ring annähernd gleichen Durchmessers wie der Tragkörper besteht. Dieser Ring wird zweckmäßig zugleich als Spulenwindung ausgenutzt.
Die Dämpfung der Spule wird durch die Kompensationseinrichtung nicht merklich erhöht, da 'der Abstandsring nicht im Spuleninnern liegt. Die Beeinflussung durch die Wärme ist für den Tragkörper der Spul und den Abstandsring genau so groß, da beide annähernd gleichen Durchmesser besitzen. Bei der Ausnutzung des Ringes als Spulenwindung ergibt sich ferner der Vorteil. daß die Dämpfung der Spule geringer ist und die Baulänge der Spule nicht nennenswert größer wird als ohne Kompensationseinrichtung.
Die Abb. i zeigt einen Schnitt und Abb. 2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Als Beispiel ist eine Kurzwellenspule angenommen, da bei kurzen Wellen eine kleine prozentuale Induktivitätsänderung bereits eine große absolute Frequenzänderung bewirkt. Die Windungen W aus Kupfer sind in diesem Beispiel auf dem aus Keramik bestehenden Tragkörper I( unverschiebbar aufgebracht. Sie sind z. B. in an sich bekannter Weise aufmetallisiert oder mit dem Keramikkörper, dessen für die Wicklung bestimmte Rillen metallisiert sind, verlötet. Daher können sich die Windungen bei der Erwärmung nicht von dem Spulenkörper abheben.
Der Spulenkörper I( ist in zwei Teile aufgeteilt, welche durch den Metallring R miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann wieder durch Metallisieren der Stirnflächen und Anlöten erfolgen. Man erhält auf diese Weise eine außerordentlich stabile Spule, die genau so stabil ist, als wenn man einen einzigen Keramikzylinder verwendet hätte. Als Werkstoff für den Metallring R kommt z. B. Kupfer in Frage. Wenn nämlich die Windung in der oben beschriebenen Weise mit dem Keramikkörper verbunden ist, ist die Ausdehnung des Tragkörpers in radialer Richtung hauptsächlich oder wenigstens zu einem großen Teil durch den Keramikkörper bestimmt. Daher ist die Ausdehnung des aus Kupfer bestehenden Abstandsringes größer als die radiale Ausdehnung der Spule.
Wenn man eine Keramik mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 6o bis 8o # i o-6 verwendet, so muß die Höhe h des Abstandsringes größer sein, als wenn man eine Keramik mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten, z. B. 2o bis 30 # 10-6, verwendet. Da die letztere Keramik jedoch größere dielektrische Verluste verursacht, wird man im allgemeinen die erstgenannte Keramik vorziehen. Der Ausdehnungskoeffizient von Kupfer ist etwa zwei- bis zweieinhalbmal größer als die erstgenannte Keramik. In der Seitenansicht nach Abb. 2 ist zu erkennen, daß der Abstandsring R zugleich als Spulenwindung ausgenutzt ist.
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Form der Spule aus irgendeinem Grunde von der Zylinderform etwas abweicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Auf einen annähernd zylinderförmigen Tragkörper .aufgebrachte Hochfrequenzspule mit ganz oder nahezu temperaturunabhängiger Induktivit.ät durch Aufteilung des Tragkörpers quer zur Achsrichtung in mehrere Teile und Anwendung eines metallischen Abstandshalters für diese Teile, welcher sich stärker ausdehnt als der Tragkörper und dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient und Höhe im Sinne einer Temperaturunabhängigkeit der Induktivität bemessen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter aus einem metallischen, offenen Ring annähernd gleichen Durchmessers wie der Tragkörper besteht, der zwischen den Teilen des Tragkörpers angeordnet und mit diesen mechanisch fest verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zugleich als Spulenwindung ausgenutzt ist.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsring mit den beiden Teilen des aus Keramik bestehenden Tragkörpers durch Löten an die metallisierten Stirnflächen des Tragkörpers befestigt ist.