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Die Erfindung bezieht sich auf ein stiftförmiges Abstimmelement für Schaltungen der Mikrowellentechnik, das gegebenenfalls über ein Führungselement in eine Gewindebohrung eines metallischen Gehäuses oder Trägerelementes einschraubbar ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Preßsitzes eines Schrumpfschlauches bei einem solchen Abstimmelement.
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Abstimmelemente der Mikrowellentechnik sollen eine Vielzahl von Eigenschaften in sich vereinen, die sich zum Teil gegenseitig ausschließen. So werden ein sicherer Kontakt an definierten Stellen, eine rück- und hysteresefreie Verstellbarkeit möglichst ohne Konterung und eine hohe Wiedereinstellgenauigkeit gefordert sowie Vibrationsfestigkeit und HF-Dichtigkeit. Diese Eigenschaften sollen zudem über einen hohen Temperaturbereich erhalten bleiben, wobei gleichzeitig Bedienungsfreundlichkeit und geringer Aufwand bei der Herstellung anzustreben sind.
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Es gibt Abstimmelemente verschiedener Ausgestaltung, z. B. als Metallbolzen mit Gewinde und Kontermutter, dielektrische Stifte mit Metallfassung und abgesetztem, weitgehend stromlosem Gewinde, λ/4-lange Hohlzylinder mit Kunststoffisolierung und abgesetztem, weitgehend stromlosem Gewinde sowie auch Vollkunststoffstifte in einem Muttergewinde aus Metall oder Kunststoff. Diese Abstimmelemente erfüllen jedoch nicht all die Eigenschaften, wie sie vorstehend aufgeführt sind.
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Ein Abstimmelement der eingangs beschriebenen Art ist im wesentlichen aus der DE-AS 12 78 571 bekannt. Diese beschreibt ein Mikrowellenbauteil in Koaxial- oder Hohlleiterbauweise, bei dem zur Kompensation von Reflexionsstellen oder zur Abstimmung von Resonanzkreisen oder Leistungselementen wenigstens eine Abgleichschraube angeordnet ist, die in den felderfüllten Raum des Bauteils eintauchend in einem Gegengewinde in der den felderfüllten Raum umschließenden Abschirmwand des Bauteils gelagert ist. Die Schraube ist an einer Stelle ihrer Längserstreckung verjüngt, wobei die beiden durch die Verjüngung entstandenen Schraubenteile vor dem Einschrauben gegeneinander um einen geringen Winkel verdreht sind.
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Ferner ist aus der GB-PS 8 27 760 eine ähnliche Anordnung zur Abstimmung bekannt, bei der ein schraubenförmiges Abstimmelement in einen Hohlleiter eintaucht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abstimmelement zu schaffen, das die genannten Forderungen bezüglich der elektrischen und mechanischen Eigenschaften in optimaler Weise erfüllt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Abstimmelement gelöst bestehend aus einem Gewindebolzen, der auf wenigstens einer Teillänge mit einer mit Preßsitz aufgeschrumpften Kunststoffolie (Kunststoffschlauch) versehen ist und dessen Gewinde im Bereich des Schrumpfschlauches gegenüber der Gewindebohrung mit einem Gewinde gleicher Steigung Untermaß entsprechend der Folienstärke aufweist.
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In den Unteransprüchen wird ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Preßsitzes eines Schrumpfschlauches bei einem solchen Abstimmelement beschrieben.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen eines Abstimmelementes,
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Fig. 4 eine Detaildarstellung eines in ein Muttergewinde eingesetzten Gewindebolzens und
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Fig. 5 und 6 einen Gewindebolzen und ein zugehöriges Muttergewinde zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens.
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Das Abstimmelement ist so aufgebaut, daß ein Gewindebolzen in die Gewindebohrung eines metallischen Gehäuses oder Trägerelementes 1 eingesetzt ist, wobei das Gewinde des Gewindebolzens gegenüber der Gewindebohrung ( Muttergewinde) mit einem Gewinde gleicher Steigung Untermaß aufweist. Auf dem Gewindebolzen ist eine Kunststoffolie (Kunststoffschlauch) aufgeschrumpft. Das Abstimmelement erzeugt in seinem Lager, dem Muttergewinde, einen nichtmetallischen, kapazitiven Kurzschluß, der durch die Kunststoffolie bewirkt wird. Die auf dem Gewindebolzen aufgeschrumpfte Kunststoffolie wird durch das geringfügig größere Muttergewinde gleicher Steigung so geformt, daß eine Lagerung des Gewindebolzens im Kunststoff, vorzugsweise dem unter dem Namen Teflon bekannten Kunststoff, entsteht, die schüttelsicher, stoßfest und temperaturstabil und zudem mit geringen Kosten herstellbar ist. Gleichzeitig wird eine rück- und hysteresefreie Einstellung ohne Konterung bei gleichzeitig hoher Wiedereinstellgenauigkeit geboten.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der mit der aufgeschrumpften Kunststoffolie 3 versehene Gewindebolzen 2 an seinem dem Hohlraum zugekehrten Ende mit einer stirnseitigen Bohrung versehen, in die ein in den zur Abstimmung vorgesehenen Hohlraum ragender dielektrischer oder metallischer Stift 5 eingesetzt ist. Dieser Stift 5 kann auch einen anderen Ausdehnungskoeffizienten als der Gewindebolzen 2 aufweisen. An der dem Stift gegenüberliegenden Stirnseite ist der Gewindebolzen 2 mit einem Schlitz 4 versehen, der zum Eingriff eines Schraubenziehers bei der Einstellung des Abstimmelementes dient.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Gewindebolzen aus zwei λ/4-langen Abschnitten 6, 7, die über einen ebenfalls λ/4-langen Abschnitt 8 verminderten Durchmessers miteinander verbunden sind. Über die gesamte Anordnung ist eine Kunststoffolie 3 aufgeschrumpft. Der in den Hohlraum ragende Teil des Gewindebolzens, ein Abschnitt verminderten Durchmessers, ist mit 9 bezeichnet. Durch die spezielle Ausgestaltung des Gewindebolzens entsteht mit den Abschnitten 7 und 8 ein Tiefpaß, der eine Verbesserung der HF-Dichtigkeit bewirkt, die durch die Verwendung der Kunststoffolie nicht den Wert erreicht wie bei einem metallischen Kontakt. Dem gleichen Zweck dient auch ein Dämpfungsglied 11, das im Bereich der Gewindebohrung auf einen stiftförmigen Ansatz 10 des Gewindebolzens aufgesetzt ist. Somit läßt sich also durch entsprechende Formung des Gewindebolzens ein Tiefpaß mit der gewünschten Grenzfrequenz und/oder das Dämpfungsmaterial die HF-Dichtigkeit in vorteilhafter Weise verbessern.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Gewindebolzen ähnlich der Anordnung nach Fig. 2 in drei Abschnitte unterteilt ist. Unterschiedlich ist hierbei, daß der eine, dem Hohlraum zugekehrte λ/4-lange Abschnitt 12 in koaxialer Anordnung aufgebaut ist, indem der mittlere Abschnitt 14 verminderten Durchmessers unter Bildung eines koaxialen Tiefpasses in den Innenraum dieses Abschnittes 12 hineingeführt ist. Die beiden äußeren, mit einem Gewinde versehenen Abschnitte 12, 13 des Gewindebolzens sind jeweils einzeln mit einer aufgeschrumpften Kunststoffolie 3 versehen und in der Gewindebohrung (Muttergewinde) des Gehäuses oder Trägerelementes 1 geführt.
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Fig. 4 zeigt eine Teildarstellung eines in eine Gewindebohrung eingesetzten Gewindebolzens und den zwischen den Gewinden gequetschten Schrumpfschlauch 3, der im Bereich der beiden Flanken der Gewindegänge jeweils die Dicke a aufweist. Als beispielhafte Werte sind für den Bolzen ein Gewinde von M5 × 0,5 und für das Muttergewinde ein geringfügig größeres Gewinde von M5,5 × 0,5 angegeben.
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Eine ideale Pressung des aufgeschrumpften Kunststoffschlauches gemäß Fig. 4 entsteht, wenn das Bolzengewinde mit einem Untermaß entsprechend der Folienstärke und das Muttergewinde so gegeneinander gedreht werden, daß der Abstand a der Gewindeflanken beim Pressen konstant bleibt. Dies erreicht man durch ein besonderes Herstellungsverfahren des Abstimmelementes, das anhand von Fig. 5 näher erläutert werden soll. Hierfür wird ein Bolzen in seinem mittleren Bereich 15 mit einem Untermaßgewinde (M5 × 0,5) versehen gegenüber je einem seitlich benachbarten Abschnitt 16, 17, der als Führungsgewinde 1 bzw. Führungsgewinde 2 ein größeres Gewindemaß aufweist (im dargestellten Beispiel M5,5 × 0,5). Die beiden Führungsgewinde gleichen Durchmessers und das Gewinde mit Untermaß werden auf einer Drehbank in einem Arbeitsgang hergestellt, so daß die Gewinde kontinuierlichen Schnitt und gleiche Steigung haben, aber ihre Durchmesser um die doppelte Folienstärke verschieden sind. An den Bolzenenden vorgesehene gewindelose Bereiche 18, 19 dienen zur Halterung bei der Bearbeitung.
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Die größeren Gewinde der beiden außen liegenden Abschnitte 16, 17 dienen zur Führung beim Preßvorgang. Dabei wird zunächst der mittlere Abschnitt 15 mit dem Untermaßgewinde mit einem Schrumpfschlauch versehen. Dieses Gewinde kan zur Rutschsicherung des Schlauches vorher mit Rillen quer zu den Gewindegängen versehen werden. Nach dem Aufschrumpfen des Kunststoffschlauches wird der Bolzen mit dem Führungsgewinde 1 voraus durch das Muttergewinde gedreht, das in Fig. 6 dargestellt ist. Nach einem Durchlauf ist der mit dem Schrumpfschlauch versehene Gewindeteil vorgepreßt. Bei einem zweiten Durchlauf wird der Bolzen mit dem Führungsgewinde 2 voraus durch das Muttergewinde gedreht. Beide Vorgänge werden noch zwei- bis dreimal in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt. Danach werden die Führungsgewinde abgedreht. An einem Ende kann z. B. ein Glasbolzen in ein axiales Sackloch eingesetzt und am anderen Ende gegebenenfalls erforderliches Dämpfungsmaterial und der Abstimmknopf befestigt werden, so daß man Ausführungsformen von Abstimmelementen ähnlich denen der Fig. 1 bis 3 erhält.
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Die Herstellung des Muttergewindes erfolgt in der Weise, daß dieses mit Gewindebohrer in Stahl oder Messung geformt wird. Der Gewindekern kann dabei, wie in Fig. 6 dargestellt, beidseitig konisch erweitert sein, damit der Preßvorgang allmählich einsetzt.