DE8021592U1 - Auf einem vorgegebenen Wickelkörper aufgebrachte, überlappungsfreie, einlagige Zylinderwicklung - Google Patents

Description

Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen: Berlin und München VPA 80 G 6654 DE

Auf einem vorgegebenen Wickelkörper aufgebrachte, überlappungsfreie, einlagige Zylinderwicklung

Die Neuerung betrifft eine auf einen vorgegebenen Wikkelkörper aufgebrachte, überlappungsfreie einlagige Zylinderwicklung, die aus einem durchgehenden, bandförmigen Leiter besteht.

Hochwertige Filterspulen müssen bekanntlich hohe Gütewerte und gute Konstanzanzeigenschaften aufweisen. Die

Güte Q = L/R bedeutet das Verhältnis von Blind- zu

Wirkwiderstand. Am Zustandekommen dieser Eigenschaften ist erfahrungsgemäß der Wicklungsaufbau maßgebend beteiligt. Werden Schalenkernspulen oder ähnliche Spulenkernformen im Frequenzgebiet über 10 MHz eingesetzt, so läßt sich der durch die Kernabmessungen gegebene Wickelraum nicht mehr voll ausnützen wie bei den herkömmlichen Wicklungsanordnungen mit Drähten oder Litzen.

Bei tiefen Frequenzen bestehen nämlich die Wicklungen im allgemeinen aus relativ dünnen, mehrlagig aufgebrachten Drähten oder Litzen. Demgegenüber werden Spulen bei höherer Frequenz nur noch einlagig aus Volldraht mit verhältnismäßig dicken Drähten zwischen etwa 0,8 mm und 2 mm ausgeführt. Diese Drähte weisen aber starke Rückstellkräfte beim Aufwickeln auf und sind schwer oder bei kleinen Spulen überhaupt nicht mehr verarbeitbar.

Darüberhinaus benötigen Schalenkernspulen für den Induktivitatsabgleich und zur Reduzierung (Scherung)

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der Werkstoffverluste einen Luftspalt längs des magnetischen Kreises. Letzterer wird vorzugsweise in der
Butzenmitte des Schalenkernes angeordnet. Wegen des
Luftspaltstreufeldes muß nun die Wicklung in radialer

Ausgehend von einer auf einen vorgebenen Wickelkörper aufgebrachten, überlappungsfreien, einlagigen
Zylinderwicklung, die aus einem durchgehenden, bandförmigen Leiter besteht, wird diese Aufgabe neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der durchgehende Leiter recht-

Richtung möglichst weit vom Luftspalt entfernt ange- f

ordnet werden, um Wirbelstromverluste klein zu halten, |

so daß für dicke Drähte kein Platz mehr zur Verfügung |

steht. Bei den wenigen Windungen, nämlich etwa einer f

Windung bis etwa 10 Windungen, die für hohe Frequen- |

zen noch infrage kommen, werden aber Leiter mit großen |

Querschnitt benötigt, damit die ohmschen Verluste der |

Wicklung klein genug bleiben. |

Bisher konnten im genannten Frequenzgebiet mit der §

konventionellen Wickeltechnik aus den genannten Gründen a nur Gütewerte bis etwa 200 erreicht werden. Ferner
wurden z.B. bei der Anwendung von dicken Kuperdrähten
wegen der hohen Rückstellkräfte und der damit erschwer-

ten Fixierung der einzelnen Windungen, die Konstanzeigenschaften solcher Spulen infrage gestellt. Außerdem
war bei der Fertigung derartiger Spulen die Reproduzierbarkeit schwierig, so daß sich große Streuungen
der Induktivität und Güte ergaben.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Schwierigkeiten nach Möglichkeit abzuhelfen und
die Ausgestaltung für eine Spule anzugeben, bei der j

einerseits hohe Gütewerte und andererseits auch hohe #

Genauigkeiten hinsichtlich der Reproduzierbarkeit bei }

der Herstellung erreicht werden können. /

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winkelig oder schräg gekröpft ist, derart, daß der Abstand der Kröpfstellen längs des Leiters etw adem Umfang des Wickelkörpers entspricht. 5

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Neuerung nachstehend noch näher erläutert.

Es zeigen in der Zeichnung Fig. 1 eine Ausgestaltung nach der Neuerung mit einem

rechtwinklig gekröpften Bandleiter

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem

schräggekröpften Bandleiter,

Fig. 3 eine Ausführung mit einem zinkenförmigen Lötanschluß.

In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 2 sind Ausgestaltungen dargestellt, bei denen auf den vorgegebenen Wickelkörper 1 drei Windungen überlappungsfrei aufgebracht sind. Wie den Figuren 1 und 2 bzw. auch den Figuren la und 2a zu entnehmen ist, wird ein durchgehender Leiter 3 bzw. 4 verwendet. Es ist dabei in Fig. la eine rechtwinklige Kröpfung 6 für den Leiter 3 verwendet und in Fig. 2a eine schräge Kröpfung 7 für den Leiter 4 vorgesehen. Der Abstand der Kröpfungen 6 bzw. 7 ist so gewählt, daß gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 dieser Abstand "a" etwa dem Umfang des Wickelkörpers 1 entspricht. Wie auch den Figuren la und 2a zu entnehmen ist, muß selbstverständlich die Kröpfung 7 so vorgenommen werden, daß das überlappfungsfreie Aufbringen der Leiter 3 bzw. 4 auf den Wickelkörper 1 gewährleistet ist. Wenn es darauf ankommt, den Wickelkörper 1 vollständig zu bewickeln, wie dies in den Figuren 1

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und 2 ebenfalls erkennbar ist, dann muß selbstverständlich auch die Länge der Leiter 3 bzw. 4 vom Anfang bis zur ersten Kröpfstelle bzw. von der letzten Kröpfstelle bis zum Ende etwa dem Umfang des Wickel körpers 1 entsprechen. Zu berücksichtigen sind dabei lediglich zusätzliche Längen für die Anschlüsse.

In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung insofern dargestellt, als der Kröpfungswinkel des Leiters 4 an den Kröpfstellen 7 den Wert 45° hat. Mit einer derartigen Kröpfung ergibt sich eine nahezu vollständige Ausnutzung des Wickelraumes. Auch ergibt sich zwischen dem Abstand der Wicklungsanschlüsse und den Einschnürungen der Leiter an den Kröpfstellen 7 ein optimaler Kompromiß.

Weiterhin ist in Fig. 3 eine vorteilhafte Formgebung für die Endengestaltung der Windungen 3 bzw. 4 darge stellt. Bekanntlich tritt immer wieder die Aufgabe auf, solche Spulen auf Leiterplatinen für den Einsatz in größeren Schaltungen anzuordnen. Diese Leiterplatinen haben ein vorgegebenes Raster und es ist deshalb in Fig. 3 gezeigt, daß hierzu die Leiter 3 bzw. 4 recht winklig abgebogen sein können. An dieser rechtwink ligen Ablegung ist ein zinkenförmiger Anschluß 5 vorgesehen, dessen Abstand und Ausbildung entsprechend den verwendeten Leiterplatinen rastergerecht vorgenommen ist. Der zinkenförmige Anschluß kann hierzu gege- benenfalls noch kammartig unterteilt sein, um hierdurch größere Haltbarkeiten zu erzielen. Es wird nämlich durch die Ausbildung nach Fig. 3 erreicht, daß eigene Anschlußträger für die Spulen nicht mehr erforderlich sind und zudem sich eine stabile Befestigung in den Rasterbohrungen der Platine ergibt. Diese stabile Befestigung über mehrere Zinken verringert den Zuleitungswiderstand und gewährleistet auch bei

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der Montage ein einwandfreies Fließen der verwendeten Lötmittel. Wie einleitend bereits erwähnt, gehen auch Übergangswiderstände unmittelbar in den Verlustwiderstand, und damit in die Güte der Spule ein.

Hinsichtlich der Vorteile der Anordnungen nach den Figuren 1 und 2 sei noch auf folgendes hingewiesen.

Die Spulengüten sind dann am höchsten, wenn der zur Verfügung stehende Wicklerquerschnitt, worunter das Produkt aus Wickelbreite und Wickelhöhe zu verstehen ist, möglichst voll mit dem Wicklungsleiter ausgefüllt ist, was bei der neuerungsgemäßen Wicklungsan-Ordnung optimal erreicht wird. Ergänzend ist noch zu erwähnen, daß zwischen den Leitern natürlich ein isolierender Abstand eingehalten werden muß, der im Hinblick auf sonst zusätzliche Verluste durch den Proximity-Effekt im angegebenen Frequenzbereich etwa die 0,6-fache Blechstärke betragen soll.

Die durchgehenden Leiterstücke nach Fig. 1 und Fig. werden zweckmäßigerweise mit Hilfe der Feinätztechnik hergestellt. Es kann dabei jeweils eine größere Stück-25 zahl in einem sogenannten Nutzen gleichzeitig gefertigt werden. Außerdem bietet sich bei hohen Stückzah

len die Stanztechnik evtl. mit verstellbaren Werkzeugen für die verschiedenen Wickelkörperdurchmesser und Leiterbreiten an.

Zur Erzielung definierter Induktivitäts- und Gütewerte sowie hoher Konstanzwerte ist es vorteilhaft, die Wicklungen am Wickelträger beispielsweise mit einem Zweikomponentenkleber auf Epoxydharzbasis zu verkleben.

Die sehr schmiegsamen Bandleiter 3, 4 lassen sich an

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den Anschlußenden gut ausformen und an die Anschlußstifte anlöten. Bei besonderer Formgebung der Bandleiterenden kann man sogar auf die üblichen Anschlußstifte verzichten, indem die gezinkten Enden 5 der Spule (Fig. 3) beispielsweise durch rastergerechte Bohrungen des Anschlußtragers gesteckt werden. Aufgrund solcher Anschlüsse kann die Spulengüte nochmals gesteigert und die Zuverlässigkeit im Hinblick auf Unterbrechungswahrscheinlichkeit erhöht werden.

4 Schutzansprüche 3 Figuren

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Claims (4)

I Il Il HII «ff· • II t« · · · t I · · I · ft· I lttl » · · t I lttl t · - 7 - 80 G 6654 DE Schutzansprüche

1. Auf einen vorgegebenen Wickelkörper aufgebrachte, überlappungsfreie einlagige Zylinderwicklung, die aus einem durchgehenden bandförmigen Leiter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Leiter (3,4) entweder rechtwinklig (6) oder schräg (7) gekröpft ist, derart, daß der Abstand (a) der Kröpfstellen (6,7) längs des Leiters (3,4) etwa den Umfang des Wickelkörpers (1) entspricht,

2. Zylinderwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei schrägen

Kröpfungen (7) der Kröpfungswinkel 45° beträgt.

3. Zylinderwicklung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (3,4) zinkenförmige Anschlüsse (5) hat, deren Abstand und Ausbildung hinsichtlich Rastern von Leiterplatinen rastergerecht ausgebildet ist.

4. Zylinderwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zinkenförmigen

Anschlüsse (5) kammartig mehrfach unterteilt sind.