DE836524C

DE836524C - Method for achieving small tolerances in the self-inductance of single-layer high-frequency coils with, in particular, ceramic carrier bodies for the coil windings, in particular for those that are burned in in the form of precious metal coatings

Info

Publication number: DE836524C
Application number: DESCH1864A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Balke; Hermann Linke; Dr Carl Schreck
Original assignee: CARL SCHRECK DR
Current assignee: CARL SCHRECK DR
Priority date: 1950-04-20
Filing date: 1950-04-20
Publication date: 1952-04-15

Description

Verfahren zur Erzielung kleiner Toleranzen der Selbstinduktivität einlagiger Hochfrequenzspulen 'mit insbesondere keramischem Trägerkörper für die Spulenwindungen, insbesondere für solche, die in Form von Edelmetallbelägen eingebrannt sind Der @elbstinduktio@tiskoeftizient L einer einlagigen zylindrischen Spule (vgl. die Abb. r bis 3, die verschiedene Ausführungsformen einer Spule im Gr undriß und im Aufriß zeigen) mit dem Windungsdurchmesser l), der axialen Windungslänge (Spulenlänge) r und der Windungszahl «- ergibt sich näherungsweise aus der Formel von Rosa und Grover zu wobei () eine Funktion von I) ist, die aus einer Tabelle (vgl. Kohlrausch, Praktische Physik, 17. Auf(., S. 7o6) berechnet werden kann. Wie ans der Formel ersichtlich isi, sind für die Abweichun-. gen eines Selbstinduktionswertes einer Spule' vom Nennwert die Abweichungen des Durchmessers und der Länge der Spule vom Nennwert (Rechnungswert) maßgebend bzw. verantwortlich zu machen. Je genauer daher die Nennwerte vom Durchmesser und der Länge einer Spule in der Praxis eingehalten werden können, desto geringer sind die Abweichungen der Selbstinduktionsspule vom elektrischen Nennwert. Daraus folgt, daß durch die fabrikatorischen Möglichkeiten die für Serienfertigung von, Spulen abzugebenden L-Toleranzen gegeben sind. Auch die keramische Fertigung hat, wie allgemein bekannt ist, die Her- Stellung von Selbstinduktionsspulen in ihr Programm aufgenommen. Derartige Spulen, bei denen der Leiter in an sich bekannter Art und Weise auf den Trägerkörper aufgebrannt und galvanisch verstärkt wird, haben sich im Laufe der Zeit immer mehr in der HF-Technik eingeführt, und sie werden vor allem bei dem Bau von Empfängern, Sendern und Meßgeräten, bei denen es auf eine hohe Frequenzkonstanz ankommt, benutzt. Das ist darauf zurückzuführen, daß sie starr und zeitlich unveränderlich sind und daß es möglich ist, den positiven Temperaturkoeffizienten (TK) des L-Wertes einer keramischen Spule, für deren Trägerkörper bis dahin ausschließlich Werkstoffe der Gruppe II B 2 nach DIN 4o685 benutzt wurden, zu kompensieren durch eine Anordnung keramischer Kondensatoren, deren TK einen negativen Wert besitzt.Method for achieving small tolerances in the self-inductance of single-layer high-frequency coils with, in particular, a ceramic support body for the coil windings, especially for those that are burned in in the form of noble metal coatings show different embodiments of a coil in outline and in elevation) with the winding diameter l), the axial winding length (coil length) r and the number of turns «- results approximately from the formula of Rosa and Grover to where () is a function of I) that can be calculated from a table (cf. Kohlrausch, Praktische Physik, 17. Auf (., p. 706). As can be seen from the formula, the deviations a self-induction value of a coil 'from the nominal value to make the deviations of the diameter and the length of the coil from the nominal value (invoice value) authoritative or responsible. Therefore, the more precisely the nominal values of the diameter and length of a coil can be adhered to in practice, the smaller are The deviations of the self-induction coil from the nominal electrical value. It follows that the manufacturing possibilities give the L-tolerances for series production of coils. Ceramic production, as is well known, has included the production of self-induction coils in its program Such coils, in which the conductor is burned onto the carrier body in a known manner and galvanically reinforced, have In the course of time, HF technology became more and more popular, and they are mainly used in the construction of receivers, transmitters and measuring devices that require a high level of frequency constancy. This is due to the fact that they are rigid and unchangeable over time and that it is possible to determine the positive temperature coefficient (TK) of the L value of a ceramic coil, for whose carrier body only materials from group II B 2 according to DIN 4o685 were used until then, to be compensated by an arrangement of ceramic capacitors whose TK has a negative value.

Bei solchen Aggregaten hat sich jedoch im Laufe der Zeit herausgestellt, daß sie nicht mehr in allen Fällen den stetig wachsenden Forderungen der HF-Technik gerecht werden.In the course of time, however, it has been found with such units that they no longer meet the steadily growing demands of HF technology in all cases satisfy.

So hat sich gezeigt, daß Schwingungskreise, die mit solchen kompensierten Aggregaten ausgerüstet sind, nur dann keine Frequenzabweichungen aufweisen, wenn die sich ändernde Umgebungstemperatur wieder einen konstanten Wert angenommen hat. Während der Zeit der Temperaturänderung ändert sich auch in gewissen Grenzen die Frequenz des Schwingungskreises, was auf die verschiedenen Volumen der Schwingkreiselemente und die damit verbundene zeitlich verschiedene Erwärmung der Teile und deren verschiedene TK zurückzuführen ist. Es sind deshalb neben diesen bekannten Spulen auch noch andere feste und variable Selbstinduktionen mit weiteren Vorteilen entwickelt worden, die durch entsprechende Ausnutzung der verschiedenen recht vielseitigen dielektrischen Werte der keramischen Werkstoffe derart aufgebaut werden, daß sie in ihrem Selbstinduktionswert bzw. in ihrer L-Variation von der Temperatur nahezu oder völlig unabhängig sind.So it has been shown that oscillation circles that compensated with such Aggregates are equipped, only show no frequency deviations if the changing ambient temperature has assumed a constant value again. During the time of the temperature change, the changes within certain limits Frequency of the oscillating circuit, which is due to the different volumes of the oscillating circuit elements and the associated time-varying heating of the parts and their different TK is due. There are therefore also other coils in addition to these known coils Fixed and variable self-inductions have been developed with further advantages that by making appropriate use of the various, quite versatile, dielectric Values of the ceramic materials are built up in such a way that their self-induction value or are almost or completely independent of the temperature in their L-variation.

Damit haben sich die keramischen Spulen in der Praxis eine Anwendung gesichert, die im Laufe der Zeit durch obige Erkenntnisse noch einen wesentlich größeren Ausbau erfahren dürfte. Während sich jedoch die Selbstinduktionen, gefertigt aus 3fassen der Gruppe 1I B 2 nach DIN 40685, in gebranntem Zustand mit Schleifscheiben noch bearbeiten lassen, ist die Bearbeitung der Spulen und Variometer mit einem nahezu oder völlig unabhängigen, von der Temperatur unbeeinflußbaren TK aus anderen keramischen Sondermassen in gebranntem Zustand nur unter den größten Schwierigkeiten möglich. Es ist also nicht verwunderlich, wenn auf Grund der vorliegenden Verhältnisse der Wunsch gehegt wurde, die bisherige Fabrikationsart von Spulen mit engen Selbstinduktionstoleranzen, da sie sehr teuer und sehr zeitraubend ist, durch ein einfacheres und wirtschaftlich besseres Herstellungsverfahren zu ersetzen.In this way, the ceramic coils have secured an application in practice which, as a result of the above findings, is likely to experience a much greater expansion over time. However, while the self-induction, made from 3 brackets of group 1I B 2 according to DIN 40685, can still be processed in the fired state with grinding wheels, the processing of the coils and variometer is done with an almost or completely independent TC made of other special ceramic materials, which cannot be influenced by the temperature in the fired state only possible with great difficulty. It is therefore not surprising if, on the basis of the present circumstances, the desire was cherished to replace the previous type of manufacture of coils with narrow self-induction tolerances, as it is very expensive and very time-consuming, with a simpler and economically better manufacturing process.

Bei der Fertigung von keramischen Teilen spielt die Schwindung des Materials, bedingt durch das Zusammensintern des Rohstoffs bei Temperaturen von i2oo bis 140o° C, eine wichtige und maßgebliche Rolle. Das Vorhandensein dieser Schwindung ist seit altersher bekannt. Sie wird dadurch in Rechnung gesetzt, daß bei der Herstellung von keramischen Teilen die vorliegenden Zeichnungsmaße mit einer aus der Erfahrung extrapolierten prozentualen Angabe für die Schwindung beaufschlagt werden. Diese prozentualen Angaben sind nun bezüglich der verschiedenen in der Keramik zur Verwendung kommenden Fabrikationsverfahren verschieden. Es ist erklärlich, daß es bei der Herstellung von keramischen Teilen Faktoren gibt, die in der Fertigung in ihren Werten schwanken, wie z. B. der Anteil der einzelnen Rohstoffe für die Massezusammensetzung, die Höhe der Brenntemperatur, der Verlauf der Brennkurve usw. Diese variablen Faktoren wirken sich naturgemäß auch auf die Schwindung aus, so daß diese selbst nicht nur bei den verschiedenen Herstellungsverfahren verschieden ist, sondern daß sie auch im Laufe der Fabrikation bei ein und demselben Verfahren schwankt.Shrinkage plays a role in the manufacture of ceramic parts Material, due to the sintering of the raw material at temperatures of i2oo to 140o ° C, an important and decisive role. The presence of this Shrinkage has been known since ancient times. It is taken into account that in the manufacture of ceramic parts, the present drawing dimensions with a Percentage extrapolated from experience for the shrinkage will. These percentages are now related to the different in the ceramic different manufacturing processes to be used. It is understandable that In the manufacture of ceramic parts there are factors that go into manufacturing fluctuate in their values, such as B. the proportion of the individual raw materials for the Mass composition, the level of the firing temperature, the course of the firing curve, etc. These variable factors naturally also affect the shrinkage, see above that these differ not only in the various manufacturing processes is, but that it is also used in one and the same process in the course of manufacture fluctuates.

All diese Umstände ergeben nun, da eine generelle Untersuchung der verschiedenen Einflüsse auf die Herstellung wegen der Vielzahl der Faktoren bisher nicht durchgeführt worden ist, die Tatsache, daß bei der Herstellung vpn Selbstinduktionsspulen die Windungen in die fertig gebrannten Trägerkörper eingeschliffen werden, um so die geforderten engen Toleranzen des Selbstinduktionskoeffizienten zu erreichen. Diesem Verfahren, das bisher nur das einzige war, mit dem enge Toleranzen des Selbstinduktionskoeffizienten hergestellt werden konnten, und das auch benutzt wurde; obwohl preisliche und zeitliche Nachteile mit ihm verbunden sind, haftet nun außerdem, wie bei der Festlegung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung enger Selbstinduktionstoleranzen festgestellt wurde, der Nachteil eines gewissen Ausschusses an, der nicht durch die Mittel der Fabrikation, sondern durch die Herstellungsmethode selbst bedingt ist.All of these circumstances now emerge from a general examination of the various influences on the manufacture because of the multitude of factors so far has not been carried out, the fact that in the manufacture of vpn self-induction coils the turns are ground into the finished fired carrier body, so as to to achieve the required tight tolerances of the self-induction coefficient. This method, which was previously the only one, with the narrow tolerances of the self-induction coefficient could be made, and that was also used; although price and time Disadvantages associated with it are now also liable, as with the definition of the Method according to the invention for producing narrow self-induction tolerances found became, the disadvantage of a certain committee, which is not by the means of the Manufacturing, but is conditioned by the manufacturing method itself.

Die Windungen werden nämlich mit Einzelschleifscheibe oder Scheibensatz, die in bekannter Weise aus gummi- oder keramisch gebundenem Carborundum bestehen, eingeschliffen. Wenn verfügbar, werden auch die teuren Diamantscheiben benutzt, die einen geringen Verschleiß aufweisen, aber nur als Einzelscheibe verwendbar sind und gegenüber dem Scheibensatz mehr Zeit zum Schleifen benötigen.The coils are made with a single grinding wheel or a set of wheels, which consist in a known way of rubber or ceramic bonded carborundum, ground in. If available, the expensive diamond wheels are also used, which show little wear, but can only be used as a single disk and need more time for grinding compared to the wheel set.

Da es sich bei dem abzuschleifenden Körper um einen Werkstoff mit großer Härte handelt, wird nicht nur der Spulenkörper abgearbeitet, sondern es nutzt sich auch die Schleifscheibe ab. Um eine bestimmte L-Toleranz aber zu erreichen, muß in dem Trägerkörper, da die Windungslänge durch die Leitspindel oder -patrone praktisch konstant bleibt, ein Nutengrunddurchmesser mit kleinen Toleranzen eingeschliffen werden. Es müßte also, sofern das Maß exakt erreicht werden soll, wegen der Abnutzung der Schleifscheibe ein selbsttätiges Nachstellen der Scheibe zum Werkstück in der Art erfolgen, daß die Abnutzung der Scheibe ausgeglichen würde. Solche Vorrichtungen sind jedoch bei den für das Schleifen von Spulenkörpern verwendeten Maschinen nicht angebracht, da sie nicht einfach zu verwirklichen sind. Denn einmal ist die Härte der Schleifscheiben untereinander nicht gleich, und die Vorrichtung müßte deshalb eine Nach- Stellung der Scheibe liei\.)rhringen, die für jede Scheibe eine besondere Einstellung erfordern würde. Bei dieser Betrachtung wird jedoch die Werkstückhärte als konstant vorausgesetzt. Das ist aber keineswegs der Fall, und auch die Härte des zu bearbeitenden Körpers unterliegt Schwankungen. Dem müßte die Vorrichtung auch Rechnung tragen, was zu einem ungeheuren Aufwand führen würde und daher praktisch nicht möglich ist. Es ergibt sich deshalb die Tatsache, daß nach einer gewissen, bedingt durch die Werkstückhärteschwankungen beschränkten Zahl von geschliffenen Körpern bei einer Einstellung zu Beginn des Schleifens auf den noch zulässigen minimalen Nuiengrunddurchmesser die weiteren Körper einen zu großen Nutengrunddurchmesser besitzen.Since the body to be abraded is a material with When it is very hard, not only is the coil body processed, but it is used the grinding wheel will also wear off. However, in order to achieve a certain L tolerance, must be in the support body, since the winding length through the lead screw or cartridge remains practically constant, a groove base diameter ground in with small tolerances will. So it would have to, if the measure is to be achieved exactly, because of the wear and tear the grinding wheel automatically readjusts the wheel to the workpiece in the Kind of done that the wear of the disc would be compensated. Such devices however, they are not in the machines used for grinding bobbins appropriate because they are not easy to implement. Because once is the hardship of the grinding wheels are not the same, and the device would therefore have to a post Position of the disc liei \.) Ring for each disc would require a special setting. In this consideration, however, the Workpiece hardness assumed to be constant. But that is by no means the case, and the hardness of the body to be machined is also subject to fluctuations. That would have to Device also take into account what would lead to an enormous effort and therefore practically impossible. There is therefore the fact that after a certain number of ground bodies with a setting at the beginning of the grinding on the still permissible minimum groove base diameter, the other bodies have a groove base diameter that is too large own.

Derartige Spulenkörper liegen in ihrem L-Wert dann nicht mehr in der vorgeschriebenen Toleranz und sind für die Fertigung unbrauchbar. Es liegt also bei so kleinen Toleranzen in weitem Maße im Geschick des Schleifers, diesen Ausschuß durch mehr oder weniger gefühlsmäßiges Zustellen des Schleifapparates mit Scheibe in einigermaßen erträglichen Grenzen zu halten.Such bobbins are then no longer in their L-value prescribed tolerance and are unusable for production. So it lies with such small tolerances to a large extent in the skill of the grinder, this scrap by more or less emotional adjustment of the grinding device with disk to keep within reasonably tolerable limits.

Aus diesen Darlegungen geht klar hervor, daß es für die keramische Fertigung einen großen Vorteil bedeutet, wenn eine Herstellungsart von Spulenkörpern gefunden wird, die all die genannten Nachteile bei den gleichen hohen elektrischen Anforderungen beseitigt.From these explanations it is clear that it is for the ceramic Manufacturing means a great advantage when manufacturing a type of bobbin it is found that all the disadvantages mentioned are at the same high electrical level Requirements eliminated.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, durch den die Mängel des bisherigen Spulenherstellungsverfahrens vermieden werden und durch den es möglich ist, keramische Spulen in äußerst wirtschaftlicher Weise in größeren Stückzahlen und mit kleinen L-Toleranzen zu fertigen. Aus der Formel (i) ist ersichtlich, daß die Selbstinduktion durch die Abmessungen von Durchmesser und Länge des Spulenkörpers beeinflußt werden kann. Da eine Änderung der Windungslänge, was in der Fabrikation gleichbedeutend ist mit einer Steigungsänderung, bedingt durch die auf den Drehbänken vorhandenen Wechselräder, sehr schwierig ist, wurde bei der Entwicklung des Verfahrens die Tatsache zugrunde gelegt, daß in der Praxis eine Korrektur der Selbstinduktion mit Hilfe des Durchmessers leicht durchgeführt werden kann.The invention now shows a way by which the shortcomings of the previous Coil manufacturing process can be avoided and through which it is possible to produce ceramic Coils in an extremely economical way in larger numbers and with small ones Manufacture L tolerances. From the formula (i) it can be seen that the self-induction can be influenced by the dimensions of the diameter and length of the bobbin can. Because a change in the winding length, which is synonymous in manufacture is with a change in slope, due to the existing on the lathes Change gears, very difficult, was the fact in developing the process based on the fact that in practice a correction of the self-induction with the help the diameter can be easily done.

Nach eingehender Sichtung der Verhältnisse, die bei dem alten Spulenherstellungsverfahren zugrunde lagen, war es klar, daß die dort vorhandenen Nachteile nur dann beseitigt werden können, wenn es gelingt, die Windungen, deren Abmessungen für den L-Wert maßgebend sind, im nicht gebrannten Zustand der Trägerkörper, da sich diese dann sehr leicht bearbeiten lassen und die Werkzeuge so gut wie keine Abnutzung aufweisen, derart einzufräsen, daß sie nach dem Brand mit engtolerierten Durchmesser- und Längenabmessungen erscheinen.After a thorough examination of the conditions in the old coil manufacturing process underlying it, it was clear that the disadvantages existing there would only then be eliminated can be, if it succeeds, the turns, their dimensions for the L-value are decisive, in the unfired state of the carrier body, since this is then can be processed very easily and the tools show almost no wear, To be milled in such a way that they have tightly tolerated diameter and length dimensions after the fire appear.

Da es nun bei der keramischen Fertigung der Spulenträgerkörper verschiedene Verfahren gibt, mit denen Sie hergestellt werden können, nämlich i. das Gießen, 2. das Pressen (N aß- und Trockenpressung) und 3. das Strangpressen, so mußten diese Fabrikationsarten einer eingehenden Prüfung unterzogen werden, um festzustellen, ob sie sich für das neue Verfahren eignen. Die größte Schwierigkeit, die sich einem neuen Verfahren, das die Einarbeitung der Nuten vor dem Brand als Grundlage hat, entgegensiellt, liegt in der Schwindung der keramischen Teile begründet. Die Änderung der Abmessungen bei der Herstellung und das Schwanken der Schwindung selbst sind nun in der vorhergehenden Zeit einer grundsätzlichen Untersuchung nicht unterzogen worden. Es ergab sich deshalb von selbst, daß dieser Faktor bei den drei oben angegebenen Fabrikationsarten untersucht werden mußte. Bei dem Gieß- und Preßverfahren zeigen schon ganz einfache und praktische Überlegungen Anhaltspunkte, die diese Herstellungsmethoden als Ausgangspunkt für das neue Verfahren als ungünstig erscheinen lassen. Während nämlich das Gießen durch die Ungenauigkeit der Formen und dem mehr oder weniger großen Wasseranteil genaue maßliche Reproduktionen nicht zuläßt, ergeben sich beim Naßals auch beim Trockenpressen durch den verschiedenen Anteil von Feuchtigkeit bzw. die verschiedenen nicht genau dosierbaren Schüttgewichte Unterschiede einmal in der Maßhaltigkeit der Körper, die zum weiteren noch durch den Brennvorgang erhöht werden. Am zweckmäßigsten und am günstigsten lagen nach den theoretischen Überlegungen die Verhältnisse beim Strangpressen, so daß hier die praktischen Untersuchungen angestellt wurden.Since there are now different bobbins in ceramic manufacture There are methods by which they can be made, namely i. the pouring, 2. pressing (wet and dry pressing) and 3. extrusion, these had to be Fabrication types are subjected to a detailed examination in order to determine whether they are suitable for the new process. The greatest difficulty facing one new process, which is based on the incorporation of the grooves prior to firing, This is due to the shrinkage of the ceramic parts. The change the dimensions in manufacture and the fluctuation of the shrinkage itself not subjected to a fundamental investigation in the previous period been. It was found, therefore, that this factor applies to the three above Fabrication types had to be investigated. Show in the casting and molding process quite simple and practical considerations already give clues to these manufacturing methods appear to be unfavorable as a starting point for the new procedure. While namely the casting due to the inaccuracy of the forms and the more or less large water content does not allow exact dimensional reproductions, result from Wet as well as dry pressing due to the different proportions of moisture or the various not precisely meterable bulk weights differences once in the dimensional accuracy of the body, which is further increased by the burning process will. According to the theoretical considerations, the most appropriate and the most favorable were the conditions during extrusion, so that here the practical investigations were employed.

Die Versuche wurden nun so angesetzt, daß die Herstellung an den vom Fachmann unterschiedenen drei Sparten des nicht gebrannten Zustandes, nämlich dem lederharten, dem weißtrockenen und dem verglühten Zustand, beobachtet wurde. Durch den Ausdruck lederhart wird in der keramischen Praxis ein Zustand definiert, in dem die stranggepreßten Körper ihren Feuchtigkeitsgehalt bis auf etwa 2°/o abgegeben haben. Der weißtrockene Zustand wird dadurch erreicht, daß die Teile an der Luft bzw. in der Trockenkammer getrocknet werden, während sie im verglühten Zustand vor dem endgültigen Brand einer Temperatur von 85o° C ausgesetzt sind. Es wurde festgestellt, daß die weißtrockenen und verglühten Körper gegenüber den lederharten Körpern ein wesentlich einheitlicheres Verhalten in bezug auf ihre Schwindung aufweisen. Das ist' auf die noch vorhandenen 2";'0 Feuchtigkeit bei den lederharten Teilen zurückzuführen. Die weiteren Versuche wurden deshalb nur noch mit weißtrockenen und verglühten Körpern durchgeführt.The experiments were now set up so that the production on the from Experts differentiated three branches of the unfired state, namely the leather-hard, the white-dry and the burned-up state was observed. By In ceramic practice, the term leather-hard is defined as a condition in which to which the extruded bodies give up their moisture content to about 2 per cent to have. The white dry state is achieved by leaving the parts in the air or be dried in the drying chamber while they are in the burned-out state exposed to a final fire of 85o ° C. It was determined, that the white-dry and burned-out bodies face the leather-hard bodies show much more uniform behavior with regard to their shrinkage. That is due to the still existing 2 ";" 0 moisture in the leather-hard parts. The further experiments were therefore only with white-dry and burned-up bodies carried out.

Durch die eben genannte Reihenfolge der verschiedenen Zustände ist auch gleichzeitig eine Staffelung der Körper in bezug auf ihre Feuchtigkeit bzw. Härte gegeben.Because of the order of the various states just mentioned also at the same time a gradation of the body in terms of their moisture or Given hardness.

Während also mit Hartmetallwerkzeugen weißtrockene Teile ohne große Abnutzung des Werkzeugs zu bearbeiten sind, ergibt sich bei der Bearbeitung von verglühten Körpern schon ein erfaßbarer Werkzeugverschleiß. Verglühte Teile werden deshalb am zweckmäßigsten mit den unter dem Handelsnamen Poralun-Scheiben bekanntgewordenen Werkzeugen bearbeitet. Es ist jedoch selbstverständlich, daß mit diesen Scheiben auch weißtrockene Körper ohne Schwierigkeiten behandelt werden können. Bei den Poralun-Scheiben dient Korund, A1.0$, als Schleifkorn, die Bindung erfolgt keramisch, also in einem Brand bei etwa 1200- C. Im Gegensatz zur Metallbearbeitung besitzen diese Scheiben ein sehr offenes Gefüge, so daß die Hohlräume über 5o0;0 des Gesamt-Volumens ausmachen. Während des Fräsens weißtrockenen oder verglühten keramischen Materials soll möglichst viel Luft der bearbeiteten Stelle zugeführt werden, damit keine zu hohe Erwärmung eintritt. Andernfalls sintert der Baustoff und verstopft die Scheibe. Die verglühten Teile haben gegenüber den weißtrockenen noch den Vorteil, daß bei ihnen die sogenannte Klangprobe durchgeführt werden kann. Durch eine zweckmäßige Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Teile frei hängen, erhält man beim leichten Anschlagen mittels eines keramischen Stabes bei den in Ordnung befindlichen Körpern einen hellen, einwandfreien Ton, während die Teile, die einen Riß oder ähnliches aufweisen, nur ein verzerrtes Klanggemisch hören lassen.So while with hard metal tools white-dry parts without large ones Wear of the tool to be machined results from the machining of burned-up bodies are already a detectable tool wear. Burned up parts become therefore it is most appropriate to use the ones known under the trade name Poralun discs Tools machined. It goes without saying, however, that with these disks even white-dry bodies can be treated without difficulty. With the Poralun discs Corundum, A1.0 $, serves as abrasive grain, the bond is ceramic, so in a fire at around 1200 C. In contrast to metalworking, own these disks have a very open structure, so that the cavities over 50; 0 of the total volume turn off. During the milling of white-dry or burned-out ceramic material as much air as possible should be supplied to the processed area so that none of the high heating occurs. Otherwise the building material will sinter and clog the pane. The burned-out parts still have the advantage over the white-dry parts that with the so-called sound test can be carried out for them. Through an expedient An arrangement characterized in that the parts hang freely is obtained if you hit it lightly with a ceramic stick, if you are in order Bodies a bright, impeccable tone, while the parts showing a crack or the like only allow a distorted mixture of sounds to be heard.

Diese Betrachtungen sind wichtig für den Fachmann, da sich dadurch in der Praxis Kombinationsmöglichkeiten von für den Serienbau wesentlichem Vorteil ergeben.These considerations are important to those skilled in the art as they help In practice, possible combinations of major advantages for series production result.

So können, um nur ein Beispiel dieser Art zu -nennen, die Innenbohrung und Anzapflöcli;:: der Spulenkörper im weißtrockenen Zustand mit einem Stahl hergestellt werden. Anschließend werden die Teile verglüht und die Windungen mit einer Scheibe eingefräst, worauf sie einer Klangprobe unterzogen werden rund -die clefektcn Körper bereits an dieser Stelle ausgeschieden werden können. Während also ,der weißtrockene Zustand dazu ausgenutzt wind, einen Stahl mit geringer Abnutzung einzusetzen, ergibt sich bei dem erglühten Zustand für das Windungseinschleifen eine höhere Festigkeit des Werkstückes und außerdem die Möglichkeit einer anschließenden Klangprobe zwecks Ausschuß:°rmittlung.So, to name just one example of this type, the inner bore und Anzapflöcli; :: the coil body is made in the white-dry state with a steel will. Then the parts are burned out and the windings with a washer milled in, whereupon they are subjected to a sound test - the clever bodies can already be eliminated at this point. While so, the white-dry one State exploited to use a steel with little wear results In the annealed state, the winding grinding has a higher strength of the workpiece and also the possibility of a subsequent sound test for the purpose Committee: determination.

Bei den weiteren Versuchen, die, wie schon erwähnt, mit weißtrockenen und verglühten Körpern angestellt, wurden, ergab sich als wichtige Erkeiintni:, daß das stranggepreßte Material grundsätzlich schwindtingsschwankungsfrei ist. Bei Teilen-gleicher Abmessungen ergibt sich immer die gleich: Schwindun@r- 1Weiter wurde gefunden, daß durch den Brennvo>-,ang eine gleichsinnige Sehwindung hervorgerufen wild. Das liecleutet, daß die dem Brand unteiw-,iifencn Körper nach (lern Brennvorgang s;,wohl ihr:n Durchmesser als auch ihre Höhe in gleichere @'eihältnis gegenüber den. verglühten Zustand veriin=;ern. Eine weitere Erkenntnis ist die, daß die Schwindunr eine Funktion der Form, also eine Funktion de: Abmessungen de: Teile ist. Werkstücke, die sich in ihren Abmessungen wesentlich unterscheiden, haben auch verschiedene Sehwindungen. Weiter wurde gefunden, dsß bei den durch Sgangpressen hergestellten Körpern von einer bestimmten (r:öß2 und damit einem bestimmten Volumen der Teile ab durch den Brand nicht nur eine durch das Zusammensintern der Rcihstuffc bedingte Verringerung der Abmessungen eint-itt, sond,in daß zusätzlich noch eine Verkleinerungder Höllen ; bmessung durch das Eigengewicht der im Eiw@ictiung;,-zustand befindlichen Körper hinzukommt. Diese Tatsache, die vor diesen Untersuchungen nicht bekannt war, war mit der Anlaß für die frühere Behauptung, daß die Sehwindung der keramischen Werkstoffe nicht konstant sei. -Da es sich bei den Körpern, auf die (las Verfahren angewendet werden soll, noch um Teile handelt, die größenordnungsmäßig unter dem Wert liegen, bei dem eine Veränderung der Abmessung durch das Eigengewicht eintreten kann, ki;iinen die gtw.rrrnenon Ergebnisse auf die Spulenfertigung in der Art übertragen werden, daß die Trägerkörper der Spulen vor Einarbeitung der Spulenwinclungen weißtrocken oder verglüht hergestellt werden. Da nun beim Brand die Sehwindung sich sowohl auf den Durchmesser als auch auf die Höhe der Körper prozentual auswirkt, müssen also beim Einfräsen der Spulenwindungen im verglühten Zustand, was mit einer Scheibe, aber auch mit einem Scheibensatz durchgeführt werden kann; die Abmessungen im Durchmesser und in der Länge beim Festlegen des Verglühtnennmaßes im richtigen prozentualen Verhältnis berücksichtigt werden. Für die Windungslänge sind bei den handelsüblichen Drehbänken der Wechselrädersatz bzw. bei Pendelfräsmaschinen Strählerstein und Leitpatrone maßgebend. Die Windungslänge der Spule und damit die Steigung kann mit solch einem Satz nur stufenweise geändert werden. Durch die vorkommenden Schwindungsmaße kann es jedoch erforderlich werden, daß für die Steigung ein Wert eingestellt werden muß, der zwischen zwei vorhandenen Wechselrädern liegt. «'erden nun sowohl mit den einen als auch mit den anderen Wechselrädern die Windungen eingefräst, so ergeben sich in gebranntem Zustand 'Maße für die Windungslänge, durch die, bedingt durch den in der Formel ausgedrückten Zusammenhang zwischen dem Durchmesser und der Windungslänge, Spulen erhalten werden, die außerhalb der vorgeschriebenen Selbstinduktionstoleranz liegen. Besitzt z. B. der Windungsdurchmesser 17,5% und die Spulenlänge 13,52°;'o Sehwindung, so ergibt das, umgerechnet auf die Steigung, die in dem verglühten bzw. weißtrockenen Körper gefräst werden muß, für die Übersetzung der Leitspindel einen Faktor von 1,352. Sind jedoch, angenommen, nur Wechseltäder für 1,34 und für 1,3S vorhanden, so ist zu erkennen, daß die \-,-):-handene Steigung das eine Mal o,90;" zu klein und das andere Mal 2, r ° " zti gr<:ß gegenüber de,- Sollsteigung ist. Diest# Unzulänglichkeit tritt auch beim Schleifen g#_sinterter «-are auf, und die dadurch bedingten Ausfälle \vegen Toleranzüber- schreitung addieren sich zu d#ün eingans beschriebenen Ausfällen. Die Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß da- durch umgangen, daß die Kopplung zwischen Durch- messer und Windungslänge, die durch die Formel ge- geben ist, durch das entwickelte Verfahren auch in der Praxis ausgenutzt weid,n kann. Dabei ist jedoch noch zu berücksichtigen, daß bei verschiedenen Ab- messungen der Spulen der Wert des Faktors Q, der ja eine Funktion von D ist, verschieden ist. Bei den r für das neue Verfahren in Frage kommenden Selbst- induktionen liegt das D -Verhältnis voll 0,4 bis 1,2. Für diese gebräuchlichen Werte wird nun zunächst der Zusammenhang ermittelt, der zwischen der prozentualen Abweichung des Windungsdurchmessers - -- und der prozentualen Abweichung der Windungslänge - - und der prozentualen Abweichung des Selbstinduktionskoeffizienten - - vom Sollwert besteht.In the further experiments, which, as already mentioned, were made with white-dry and burned-up bodies, the important finding was that the extruded material is basically free of shrinkage fluctuations. In the case of parts with the same dimensions, the result is always the same: Shrinkage @ r- 1Furthermore, it was found that the focal point causes a visual curvature in the same direction. This suggests that the bodies which are separate from the fire, after the burning process, change their diameter and their height in the same ratio compared to the burned-out state. Another finding is that the shrinkage is a function of the form, i.e. a function of the dimensions of the parts. Workpieces which differ significantly in their dimensions also have different visual convolutions. öß2 and thus a certain volume of the parts from the fire, not only a reduction in the dimensions caused by the sintering of the backstuff, but also a reduction in the hells; dimensions due to the dead weight of the inside; This fact, which was not known before these investigations, gave rise to the earlier assertion that the visual curl of the ceramic Materials is not constant. - Since the bodies to which (the method is to be applied are still parts that are in the order of magnitude below the value at which a change in dimension due to the dead weight can occur, the gtw.rrrnenon results can be shown The coil production can be transferred in such a way that the carrier bodies of the coils are manufactured white-dry or burnt before the incorporation of the coil windings in the annealed state, which can be done with a disk, but also with a set of disks; the dimensions in diameter and length are taken into account in the correct percentage ratio when determining the annealing nominal dimension Pendulum milling machines Strählerstein and Leitpatrone decisive. The winding length of the coil and thus the pitch can only be changed in stages with such a set. Due to the shrinkage that occurs, however, it may be necessary to set a value for the slope that lies between two existing change gears. If the windings are milled with both one and the other change gears, then in the fired state 'measurements for the winding length are obtained through which, due to the relationship between the diameter and the winding length expressed in the formula, coils are obtained that are outside the prescribed self-induction tolerance. Has z. B. the coil diameter 17.5% and the length of the coil is 13.52 °; 'o visual winding, this results in converted to the slope that burned out in that or white-dry body must be milled for the translation of the lead screw has a factor of 1.352. However, assuming that they are only interchangeable gears for 1.34 and for 1.3S, it can be seen that the \ -, -): - existing slope the one time o.90; "to small and the other time 2, r ° "zti gr <: ß opposite de, - target slope is. The # inadequacy occurs also when grinding g # _sinterter «-are on, and the the resulting failures due to tolerance exceeding steps add up to the ones described at the beginning Failures. According to the invention, the difficulties are by circumventing the fact that the coupling between knife and coil length, which are determined by the formula is given by the developed process also in in practice weid, n can. There is, however still to take into account that with different measurements of the coils the value of the factor Q, the yes is a function of D, is different. Both r for the new procedure eligible self- inductions, the D ratio is fully 0.4 to 1.2. For these common values, the relationship is now determined between the percentage deviation of the coil diameter - - and the percentage deviation of the winding length - - and the percentage deviation of the self-induction coefficient - - of the setpoint.

Die Rechnung ergibt für die einzelnen Verhälthisse Diagramme in der in Abb. 4 dargeitellten Form. Es wurde festgestellt, daß die Abweichungen der Diagramme untereinander im -Bereich von 0,4 bis 1,2 so außjro_dentlich gc:ingfügig sind, daß sie in der Praxis vernachlässigt werden können und ohne Schwierigkeiten das in Abb. 4 dargestellte, sich als Mittelwert ergebende Diagramm für alle Verhältnisse in der Praxis zugrunde gelegt werden kann. So läßt z. B. die Abb. 4 erkennen, daß, um eine geforderte L-Toleranz von :f: i0;0 zu erreichen, bei einer Abweichung der Windungslänge vom Sollwert um - 4°'0 f - i,1 bis - 2 3°'0 - 20i0 der Durchmesser in - 0,3 - Z#40-0 v, m S >llwert eingehalten 00 /0 1- 20/0 dem Bereich von + 1,4 - + 0,3 /0 werden muB. + 4% + 2,3 - + 1,10/,l Für eine L-Toleranz von :f: 2°/0 ergibt sich entsprechend für eine Längenabweichung vom Sollwert um 40,'o - 0,5 bis - 2,8°/, - 20i° daß der Durchmesser + 0#3 - - 2 0'° vom Sollwert eingehalten 20;ö in dem Bereich von + #'2 - - ö,30 ö A werden muß. 40.101 [ + 2,8 - -# 0,5°/, Will man also, allgemein ausgedrückt, eine Selbstinduktionsspule mit bestimmter L-Toleranz herstellen, so ist zunächst an dem Spulenkörper mit den Sollabmessungen P und 1, z. B. durch Messung, die prozentuale Abweichung der Spulenlänge vom Sollwert (1-Toleranz) zu bestimmen. Aus dem Diagramm in Abb. 4 ist alsdann abzulesen, von welchem prozentualen Betrag der Windungsdurchmesser vom Sollwert (D-Toleranz) abweichen muß, um die angestrebte prozentuale Abweichung des Selbstinduktionskoeffizienten vom Sollwert (L-Toleranz) zu erhalten.The calculation results for the individual Ratio diagrams in the form shown in Fig. 4. It was found that the differences between the diagrams in Range from 0.4 to 1.2 are so extremely small that they can be neglected in practice and the diagram shown in Fig. 4, which results as an average value, can be used as a basis for all conditions in practice without difficulty . So lets z. B. Fig. 4 recognize that, in order to achieve a required L tolerance of: f: i0; 0, if the winding length deviates from the nominal value by - 4 ° '0 f - i, 1 to - 2 3 °' 0 - 20I0 the diameter in - 0, 3 - Z # 40-0 v, m S> llwert respected 00/0 1- 20/0 must be in the range + 1.4 - + 0.3 / 0. + 4% + 2.3 - + 1.10 /, l For an L tolerance of: f: 2 ° / 0, there is a corresponding length deviation from the nominal value by 40, 'o - 0.5 to - 2.8 per cent. - 20 ° that the diameter + 0 # 3 - - 2 0 '° from the nominal value is maintained 20; ö in the range from + # '2 - - ö, 30 ö A must become. 40.101 [+ 2.8 - - # 0.5 ° /, If, in general terms, you want to produce a self-induction coil with a certain L tolerance, you must first attach to the coil body with the nominal dimensions P and 1, e.g. B. by measurement to determine the percentage deviation of the coil length from the target value (1 tolerance). From the diagram in Fig. 4 it can then be read from which percentage the winding diameter must deviate from the nominal value (D tolerance) in order to obtain the desired percentage deviation of the self-induction coefficient from the nominal value (L tolerance).

Ergibt die Bestimmung der Spulenlänge z. B. eine 1-Toleranz von -f- 20.'0 und soll der Selbstinduktionskoeffizient der Spule eine größte Abweichung von ± i°/0 vom Sollwert aufweisen, so ist erfindungsgemäß der Durchmesser der Spule durch Abschleifen oder Abdrehen derart zu verringern, daß seine Abweichung vom Sollwert zwischen 1,4 und o,3°;0 liegt. Soll der Selbstinduktionskoeffizient der Spule nur mit einer Toleranz von ± 2°,.0 eingehalten werden, so genügt es, den Windungsdurchmesser derart zu verringern, daß seine Abweichung vom Sollwert innerhalb der wesentlich weiteren Grenzen zwischen + 2°j0 und - o,3°/0 liegt.If the determination of the coil length z. B. a 1 tolerance of -f- 20.'0 and the self-induction coefficient of the coil should have a greatest deviation of ± i ° / 0 of the nominal value, according to the invention the diameter of the coil is by grinding or turning off in such a way that its deviation from the nominal value is between 1.4 and 0.3 °; 0. Shall the self-induction coefficient of the coil only are adhered to with a tolerance of ± 2 °, .0, it is sufficient to specify the coil diameter to reduce so that its deviation from the target value within the substantial further limits between + 2 ° j0 and - 0.3 ° / 0.

Der wegen der Wechselräder durch sprungweise Änderung der Steigung gegebene Fehler und die dadurch entstehende L-Abweichung wird also durch Variation des Durchmessers kompensiert.Because of the change gears by suddenly changing the slope The given error and the resulting L-deviation is therefore due to variation compensated for the diameter.

Natürlich können auch fertig gebrannte Spulenkörper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und durch Abschleifen des Windungsdurchmessers auf eine bestimmte prozentuale L-Toleranz abgeglichen werden.Of course, finished bobbins according to the invention can also be used Process made and made by grinding the coil diameter to a certain percentage L tolerance can be adjusted.

Die Spulenwindungen können, wie die Abb. i bis 3 und 5 bis 6 zeigen, in bekannter Weise in Form von Edelmetallbelägen auf die Trägerkörper aufgebracht, z. B. aufgebrannt, oder in Form von Drähten oder Bändern auf diese aufgewickelt werden. Sofern die Windungen als Edelmetallbeläge nur auf Trägerkörper aufgebracht werden, besteht die @Möglichkeit, den Selbstinduktiöngkoeffizienten der Spulen innerhalb gewisser Grenzen auch noch dadurch zu verändern, daß die Breite b der Windungsbeläge (vgl. Abb. 6) und; oder die Höhe h der metallisierten Spulenflanken (vgl. Abb.5) entsprechend gewählt oder verändert wird. Eingehende Untersuchungen haben im Gegensatz zu der eingangs erwähnten Näherungsformelvon Rosa und Grover ergeben, daß auch die Werte b und h auf den Selbstinduktionskoeffizienten von Spulen von Einfluß sind, der in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Regel für Sonderfälle dazu ausgenuizt werden kann, die L-Toleranzen von Spulen z. B. dann zu korrigieren, wenn oder soweit sich ihre Korrektur durch die Vergrößerung bzw. Verringerung des Spulendurchmessers bei z. B. fehlerhafter Fertigung infolge zu großen oder zu geringen Ausfalles dieses Durchmessers nicht durchführen läßt.The coil windings can, as Figs. I to 3 and 5 to 6 show, applied in a known manner in the form of noble metal coatings on the carrier body, z. B. burned, or wound in the form of wires or ribbons on this. If the windings are applied as noble metal coverings only to the carrier body, there is the possibility of changing the self-induction coefficient of the coils within certain limits by changing the width b of the winding coverings (see Fig. 6) and; or the height h of the metallized coil flanks (see Fig. 5) is selected or changed accordingly. In contrast to the approximation formula by Rosa and Grover mentioned at the beginning, detailed investigations have shown that the values b and h also have an influence on the self-induction coefficient of coils, which in a further embodiment of the invention can usually be used for special cases to Tolerances of coils e.g. B. to correct if or to the extent that their correction by increasing or decreasing the coil diameter at z. B. defective manufacturing due to too large or too little failure of this diameter can not be carried out.

Die erwähnten Versuche haben gezeigt, daß mit zunehmender Breite b des Windungsbelages und mit zunehmender Höhe h der Flankenmetallisierung unter sonst gleichen Umständen sich eine Verringerung des Selbstinduktionskoeffizienten der Spule ergibt. Ein nachträglicher Abgleich des Selbstinduktionskoeffizienten durch das Belegen der Nutenflanken usw. ist natürlich auch bei solchen Spulen möglich, deren Windungen z. B. als Drahtwicklung in den Windungsnuten des Trägerkörpers ausgeführt sind. Die Abgleichung der L-Toleranz durch entsprechende Wahl der Bandbreite und der metallisierten Flankenhöhe kann schließlich auch ganz allgemein für beliebig gefertigte Spulen Anwendung finden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht besonders die vorteilhafte Fertigung großer Stückzahlen von Selbstinduktionsspulen mit geringer L-Toleranz. Die wirtschaftlich günstige Korrektur des Selbstinduktionskceffizienten ergibt sich dabei durch die erfindungsgemäße Anwendung des in Abb. 4 beispielsweise für zylindrische Spulen hergestellten Diagramms bei der Fertigung, das für eine gegebene Toleranz der Windungslänge ohne weiteres die am Windungsdurchmesser vorzunehmende Korrektion ersehen läßt, die der angestrebten L-Toleranz entspricht.The experiments mentioned have shown that with increasing width b of the winding layer and with increasing height h of the flank metallization under otherwise the same circumstances result in a reduction in the self-induction coefficient of the Coil results. A subsequent adjustment of the self-induction coefficient it is of course also possible to occupy the groove flanks etc. with such coils, whose turns z. B. executed as a wire winding in the winding grooves of the support body are. The adjustment of the L-tolerance through the appropriate choice of the bandwidth and the metallized flank height can also be used in general for any manufactured coils find application. The method according to the invention particularly enables the advantageous production of large numbers of self-induction coils with low L tolerance. The economically favorable correction of the self-induction coefficient results from the application according to the invention of what is shown in FIG. 4, for example for cylindrical coils produced diagram in production, which is for a given tolerance of the winding length is easily the one to be made on the winding diameter Correction can be seen that corresponds to the desired L tolerance.

Das beschriebene Verfahren kann nicht nur für zylindrische Spulen, sondern grundsätzlich auch für Spulen anderer Grundform unter Benutzung eines entsprechenden, nach bekannten Zusammenhängen zu berechnenden Diagramms angewandt werden. Es kann schließlich auch mit Vorteil für die Herstellung von Spulenkörpern aus anderen als keramischen Isolierstoffen verwendet werden, bei deren Fertigung mit unvermeidlichen Maßabweichungen zu rechnen ist.The method described can not only be used for cylindrical coils, but basically also for coils of other basic shapes using a corresponding, can be applied to the diagram to be calculated according to known relationships. It can finally also with advantage for the production of bobbins from other than ceramic insulating materials are used in their manufacture with inevitable Dimensional deviations are to be expected.

Claims

PATENT ACTION: i. Method for achieving small tolerances of the Self-inductance of single-layer high-frequency coils with, in particular, a ceramic carrier body for the coil windings, especially for those in the form of precious metal coatings are burned in, characterized in that the blanks are made from the carrier body one of the shrinkage fluctuations as free as possible, preferably extruded, in the furnace as possible in the same direction burning mass are produced that the burning shrinkage this support body is determined on samples, the shape of which corresponds to that of the final Carrier body largely coincides, and that for the purpose of compensating for the possibly existing difference between that on the workbench through the change gears or Guide cartridge existing winding pitch and the required annealing machining dimension the winding pitch of the coils on 'these the percentage dimensional deviation of the existing Winding pitch from the required nominal value of the annealing processing dimension of the winding pitch determined and then in the mass production of the coils the winding diameter of the Carrier body, preferably in the burned-out state, for such a percentage deviation is brought from the setpoint, together with the existing winding pitch tolerance no corresponding percentage deviation of the self-inductance according to the calculation (percentage L tolerance) or a percentage L tolerance that is within the permissible L tolerance is.

2: The method according to claim i, characterized in that that the correction of the winding diameter with the help of a computational known relationships' determined diagram from which to a certain deviation the corresponding diameter correction can be taken from the winding length of the nominal dimension, is made.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that Corrected the pitch of the turns by the diameter of the turns on fired carriers when the necessary to grind in the windings to achieve the required L tolerance The necessary incline cannot be achieved with the one that can be achieved using the change gears on the workbench Slope matches.

4. The method according to claim i or one or more of the the following claims, characterized in that for the purpose of additional influencing the percentage L tolerance, especially in special cases in the case of faulty production, the width (b) of the live windings according to the required L tolerance is selected or changed (Fig.6), g. Method according to claim i or one or several of the following claims, characterized in that for the purpose of the additional Influence of the percentage L-tolerance, especially in special cases with faulty Manufacturing, the groove flanks of the carrier body in connection with the winding coverings be metallized and that the height (h) of the flank metallization accordingly the required -L tolerance is selected or changed (Fig. g).