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Variable Indulitanz-Abstimmung.
Diese Erfindung betrifft in erster Linie Verbesserungen in sogenannten"Allwellen"-Rundfunkempfängern, d. h. Empfängern, die über eine Mehrzahl von fortschreitend verschobenen Frequenzbändern abstimmbar sind.
Für solche Empfänger kann derselbe Satz variabler Kondensatoren zur Abstimmung durchkontinuierliche Abstufung über jedes Frequenzband verwendet werden, u. zw. durch Zuordnung einer Mehrzahl von Spulen abgestufter Induktanzen zu jedem Kondensator je eine für jedes zu bedeckende Frequenzband. Die Spulen können einzeln und selektiv mit ihren zugeordneten Abstimmungskondensatoren durch eine Serie von mechanisch koppelbaren Schaltern verbunden werden, wodurch die Handhabung einer einheitlichen Steuerung die Betätigung von einem Frequenzband zu einem gewünschten andern einstellt.
Die physikalische Verkörperung solcher Abstimmungssysteme bietet eine Kombination von mechanischen und elektrischen Problemen. Ersparnis bei der Fabrikation, Aussehen, Leichtigkeit der Erhaltung und Reparatur verlangen eine solche physikalische Vereinigung der Teile, die ein Mindestmass der Kosten für Konstruktion und Zusammenbau bedingt ; die Zusammenstellung soll widerstandsfähig, von kunstgerechtem Aussehen und schnell auseinandernehmbar sein. Eine schlechte mechanische Ausführungsform bedingt Vielfältigkeit der Spulenformen, eine ausserordentlich hohe Zahl von Schaltkontakten, eine komplizierte Schaltung, unübersichtlichen Anblick des Chassis, eine gedrängte Anordnung, die die Befestigung und Lötung von Verbindungen und das Herausnehmen der Teile zur Reparatur schwierig macht.
Überdies wirkt eine schlechte mechanische Einrichtung fast unvermeidlich schädlich auf die elektrische Leistung des Systems infolge von Kopplung und stehenden Welleneffekten ein, die aus solchen Faktoren, wie schlecht erdachte und unzulängliche Abschirmung, unnötig lange, ungeeignet angeordnete Drahtleitungen und unwirksam gewickelte und entsprechend angeordnete Spulen, entstehen.
Besonders in den höheren Frequenzbändern wird das Problem der Elimination schädlicher Kopplungen und stehender Wellen akut. Stehende Wellen entstehen in erster Linie aus den verstreuten Spulenkapazitäten, wodurch eine Spule für natürlich vorkommende Resonanz bei Frequenzen, die den harmonischen oder den Obertönen ihrer Grundfrequenz entsprechen, besonders empfänglich wird. Solche äusserst kleinen Kopplungen, die noch zwischen Spulen von höherer und von niedrigerer Induktanz vorhanden sind, genügen, stehende Wellen hervorzubringen, entsprechend den Obertönen der ersteren, die auf die Zeichenfrequenzen, welche durch die letzteren empfangen werden, ansprechen.
Stehende Wellen werden unangenehm, wenn sie bei gewissen Frequenzen entstehen : Absinken der Empfindlichkeit, Selektivitätsverlust als Folge von Verbreiterung der Resonanzcharakteristiken, tote Stellen, die durch Aufhören des Oszillators in Superheterodyneschaltungen u. ä. entstehen.
Die vorliegende Erfindung löst die erwähnten und andere mechanische und elektrische Probleme durch Einführung eines in sich abgeschlossenen Mehrfachspulen-Hochfrequenztransformators und eines Spulenschalter-Zusammenbaues, wie eine Einheit auf dem Empfängerchassis beweglich montierbar. In der bevorzugten Ausführungsform kann eine solche Einheit, z. B. für Reparaturzwecke, unzerlegt aus dem Empfänger durch Abschaltung weniger Leitungen und Entfernung weniger Montierungs-
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schrauben herausgenommen werden. Hiedurch wird es vermieden, dass jede Schalterleitung von ihrer entsprechenden Transformatorklemme abgeschaltet wird, wie es beim Ersatz von Teilen erforderlich wäre, worin Spulen und Schalter getrennt auf der Empfängerplatte befestigt sind.
Der Transformatorbau enthält eine Mehrzahl von Spulen verschiedener Induktanzen, um die verschiedenen Frequenzbänder zu bedecken, die in der Ordnung abnehmender Induktanz längs eines röhrenförmigen isolierenden Kerns in Abständen angeordnet sind. Die Spulen der niedrigeren Induktanz
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die Gesamtlänge-und infolgedessen den Rauminhalt des Kerns-im wesentlichen für alle Spulen gleiehzuhalten. Durch diese neuartige Konstruktion werden die Kraftfaktoren und verstreuten Kapazitäten in vernünftigen Grenzen gehalten und für alle Spulen nahezu gleichförmig gemacht.
Dies sichert wirksame und vergleichbare Leistung über alle Frequenzbänder. Darüber hinaus eliminiert sie verstreute Kapazität, kurzschliessende Wirkungen für die Spulen niedrigerer Induktanzen, die sonst dazu neigen, die Arbeit in einem oder mehreren Frequenzbereichen schädlich zu beeinflussen.
Der Transformatorkern wird vorzugsweise nahe der Spule der niedrigsten Induktanz an einem Ansatz eines metallischen Trägers, welcher ausserdem, um den einheitlichen Zusammenbau zu vervollständigen, einen drehbaren Schalter trägt, befestigt. Kurze und wesentlich gerade Verbindungen führen von den Spulenklemmen zu den aufeinanderfolgenden Sehalterkontakten. Da die Spulenschalterleitungen für alle Einheiten von im wesentlichen unveränderlicher Länge sind, ist ihr Einfluss auf die elektrische Leistung in der Einrichtung zu beachten, und ein Ungewissheitsfaktor, der in vielen existierenden Spulenbauten dieser Type vorhanden ist, kann auf diese Weise vermieden werden.
Durch derartige Anordnung jedes Drehschalters, dass seine Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse des ihm zugeordneten Spulengefüges steht, ist eine befriedigende Anordnung für mechanische Kupplung aufeinanderfolgender Schalter für Einzelskalabetätigung erzielt. Zu diesem Zweck sind die Drehelemente der Schalter geeignet geschlitzt und aufeinanderfolgende Einheiten so auf einer Grundplatte montiert, dass gleichzeitige Betätigung durch einen einzigen geraden Schaft, der durch die Schlitze hindurchgeht, ermöglicht wird. Dieser Schaft ist zur Entfernung einer Einheit für Ersatz oder Reparatur leicht herauszuziehen.
Wirksame Abschirmung der Einheiten ist in verschiedenen Stufen ausgebildet. Um die einzelnen Spulen des Transformatoraufbaues voneinander abzuschirmen, können kurzschliessende Ringe entlang des isolierenden Kerns zwischen aufeinanderfolgenden Spulen (in der Art, wie es in der österr.
Patentschrift Nr. 147615 beschrieben ist) angeordnet werden. Eine abschirmende Büchse, welche durch das Montierungsbrett gehalten werden kann, umhüllt das Transformatorgebilde. Das Montierungsbrett einer Einheit ist mit einer abschirmenden Fläche im wesentlichen parallel und koextensiv mit dem Schalter versehen, um aufeinanderfolgende Schalter voneinander abzuschirmen, wenn diese auf der Platte für Einskalabetätigung nebeneinander angeordnet sind.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Schaltungszeichnung der neuartigen Transformator-und Schalteranordnung, verwendet als Teil einer abgestimmten Kopplung, angeordnet zwischen dem Antennenkreis und der Eingangsröhre eines AIlweIlen"-Rundfunkempfängers, dessen verbleibender Teil einfach schematisch dargestellt ist ; Fig. 2 ein Längsschnitt des Transformators im doppelten Massstab gezeichnet. Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Transformators und Schalters, angeordnet auf einem Montierungsbrett gemäss der Erfindung. Fig. 4 zeigt in Seitenansicht eine Mehrzahl der Einheiten der Fig. 3 von der Seite gesehen auf dem Montierungsbrett eines Empfängerchassis ; eine mechanisch gekoppelte Steuerung für die Schalter und einzelne Transformatorabschirmbüchsen im Längsschnitt, um die darin enthaltenen Transformatoren darstellen zu können.
Fig. 5 ist ein Schnitt entlang J-J der Fig. 4 zur Erklärung der Drehschalterkonstruktion. Fig. 6 und 7 sind entsprechende Vorder- ansichten und Aufsichten, teilweise im Schnitt, von modifizierten Transformator-und Spulensehalter-
Zusammenbauten von der Seite gesehen auf einem Montierungsbrett. Fig. 8 ist ein Schnitt entlang 8-8 der Fig. 6.
In der Fig. 1 ist eine Antenne 1 über einen Kondensator 2 und über die Leitung 22 mit einem beweglichen Schaltarm 3, der nacheinander mit kreisförmig angeordneten Klemmen 4 eines Dreh- sehalters 5 Kontakt macht, verbunden. Die Klemmen 4 sind durch die entsprechenden Leitungen 6 mit den unteren Klemmen einer Serie von Spulen 7, 8, 9 und 10 von sukzessive abnehmender Induktanz in der numerierten Reihenfolge verbunden. Die oberen Klemmen von jeder dieser Spulen sind mit dem entsprechenden, kreisförmig angeordneten Klemmen 11 eines Drehschalters 12, ähnlich dem 5, dessen Schaltarm durch eine einheitliche Steuerung 23, die gleichzeitig den Schaltarm 3 des Schalters 5 betätigt, verbunden.
Jede der Spulen 7-10 wird an einem Zwischenpunkt von einem Leiter 14 ange- zapft, der durch 15 über einen Nebenschlusskondensator 16 geerdet ist. Die Spulen sind auf diese Weise durch die zugehörige Anzapfung in einen Primärteil P zwischen Schalter 5 und Erde 15 und einen
Sekundärteil S zwischen Erde 15 und Schalter 12 unterteilt.
Der Schaltarm 13 des Schalters 12 ist mit dem Zeichensteuergitter G einer Vakuumröhre V verbunden, deren Kathode K bei 17 über einen Gittervorspannungswiderstand W und im Neben- schluss über einen Nebenschlusskondensator 18 geerdet ist. Ein variabler Abstimmungskondensator 19 ist zwischen Gitter G und Erde geschaltet. Röhre V bildet die Eingangsröhre des Empfängers, dessen
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verbleibender Teil schematisch durch das Rechteck 20 dargestellt ist, der in dem gebräuchlichen Laut- sprecher oder einer Zeichenwiedergabeeinrichtung 21 endigt.
Die festen Kontakte 4 und 11 der Schalter 5 und 12 sind so mit den entsprechenden Spulen 7-10 verbunden, dass die Betätigung der Einheitssteuerung 23 auswählbar Spule 7, 8, 9 oder 10 mit der
Antenne 1 und dem Gitter G der Röhre V verbindet, um Betätigung in einem gewünschten Frequenzbereich zu ermöglichen. Ohne Rücksicht auf die so verbundene besondere Spule ist der gleiche variable
Reaktor oder Abstimmungskondensator 19 fähig, das System durch kontinuierliche Abstufung in
Grenzen des Frequenzbereiches, der durch die Spuleninduktanz festgelegt ist, abzustimmen.
Die
Spuleninduktanzen unterscheiden sich um solche Beträge, dass bei Abstimmung durch den mit ihnen im Nebenschluss gelegenen Kondensator 19 fortschreitend verschiedene Frequenzbänder überstrichen werden können, die sich vorzugsweise leicht überlappen. Um geöffnete Spulenklemmen zu vermeiden und eine genaue Frequenzzuteilung der Bänder zu erreichen, können verstellbare Blockkondensatoren 24 zwischen die Gitterklemme jeder Spule und Erde geschaltet werden.
Der Teil 20 des Empfängers kann mit zusätzlichen mehrbandabgestimmten Kopplungssystemen, im allgemeinen ähnlich demjenigen, der zwischen die Antenne und die Eingangsröhre eingeschaltet ist, versehen werden. In solchem Falle können alle Spulenschalter mechanisch mit der Einheitssteuerung 23, wie gezeichnet, gekoppelt werden. Ebenso können die Drehelemente der verschiedenen Abstimmungskondensatoren mechanisch mit einer Einheitssteuerung 23 gekoppelt werden, wie gezeigt.
In Fig. 2 sind die Transformatorspulen 7-10 inklusive auf einem röhrenförmigen Kern 25 von Isoliermaterial montiert und in der Längsrichtung entsprechend ihrer abnehmenden Induktanz von- einandergerüekt. Spule 7 von grösster Induktanz, die z. B. geeignet ist, das Rundfunkband von 550-1500 kHz zu bedecken, von mehrlagiger sogenannter"Gear wound"-Bauart, ist innerhalb des Kerns 25 auf einer Form 26 montiert, die an dem Rohr durch die Brücke 27 und Schrauben 28 befestigt ist. Die Spulen 8, 9 und 10 können Abstimmungsbänder von aufeinanderfolgend höherer Frequenz bedecken, sie sind einlagig auf Kern 25 gewickelt.
Für die Sekundärteile s nimmt bei abnehmender Spuleninduktanz das Drahtmass und die Windungssteigung zu, um, wie erklärt, den Leistungsfaktor für alle Spulen in vernünftigen Grenzen und die Gesamtausdehnungen der aufeinanderfolgenden Spulen nahezu gleichzuhalten. Die Spulenenden endigen durch die Leitungen 75 in den Stiften 30, die am Ende des Kerns 25 benachbart der Spule niedrigster Induktanz 10 befestigt sind.
Unter Verwendung der Spulenbezeichnungen der Fig. 1 und 2 kann die folgende Spulentabelle
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<tb>
<tb> Spule <SEP> ind,.,., <SEP> Di-ahtma. <SEP> B <SEP> Windungssteigung
<tb> Spule <SEP> Vmdund <SEP> Bekleidung <SEP> ndungpro <SEP> Zotl, <SEP> Windung <SEP> pro <SEP> cm
<tb> 7p <SEP> 2 <SEP> 38 <SEP> SSE <SEP> 38-40 <SEP> 15-15-8
<tb> s <SEP> 165 <SEP> 2 <SEP> S <SEP> 38 <SEP> DSC <SEP> 38-40 <SEP> 15-15-8
<tb> 8p <SEP> l-V, <SEP> 38 <SEP> B <SEP> Fest
<tb> s <SEP> 38 <SEP> 32 <SEP> E <SEP> Fest
<tb> 9p <SEP> 1-1/4 <SEP> 38 <SEP> SSE <SEP> Fest
<tb> s <SEP> 16-1/4 <SEP> M <SEP> E <SEP> 36 <SEP> 14-2
<tb> 10 <SEP> P <SEP> 2¯1/6 <SEP> 38 <SEP> SSE <SEP> Fest
<tb> s <SEP> 6-1/3 <SEP> 16 <SEP> E <SEP> 12 <SEP> 4.
<SEP> 75
<tb>
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montiert sind und die durch die entsprechenden überbrückenden Schaltarme. 3 und 13, die an einem drehbaren Schalterarm 42 von Isoliermaterial befestigt sind, durchlaufen werden.
Die Spulenlappen 30, verbunden mit den Hochpotentialklemmen der entsprechenden Spulen 7 bis 10, sind durch die kurzen und im wesentlichen geraden Leitungen 6 mit den Schalteransätzen 11 verbunden, die auf der einen Seite der Isolierplatte 46 kreisbogenförmig angeordnet sind, während die Spulenlappen 30, verbunden mit den Niederpotentialklemmen der entsprechenden Spulen 1-10, durch kurze und im wesentlichen gerade Leitungen mit den Einzelkontakten 4, die auf der andern Seite der Isolierscheibe 46 kreisbogenförmig angeordnet sind, verbunden sind.
Zur genaueren Erklärung der Fig. 4 : Verschiedene Spulenschalterzusammenbauten, von denen jeder denjenigen der Fig. 3 und 5 entspricht, sind auf einem Empfängerbrett 50 für Einheitsschaltungs- bedienung durch Schaft 37 angeordnet. Das Brett 50 ist mit bemessenen Öffnungen 51 versehen, durch welche die Transformatoreinheiten 35 bis zu den horizontalen Teilen 52 der Platten 31, anstossend an die untere Seite des Brettes, hindurchgesteckt werden. Die Montierung wird durch die Schrauben 53 bewirkt, die durch die Öffnungen der Platte hindurchreichen und in dem Brett verschraubt sind. Die Spuleneinheiten 35 sind einzeln voneinander durch die Abschirmbüchsen 54 abgeschirmt, die eingepresst oder andersartig an dem Brett befestigt sind.
Die Drehschalter 34 liegen alle in derselben Richtung, um das Hindurchgehen des einheitlich wirkenden Schaftes 37 durch die geschlitzten Öffnungen 55 der drehbaren Schaltarmträger 42 zu ermöglichen. Die Schalter sind weiterhin so gestellt, dass ihre zugeordneten Abschirmplatten 31 zwischen benachbarten Schaltern, wie gezeigt, angeordnet sind.
Die Ausführungsform der Fig. 4 ist von ausserordentlich wirtschaftlicher, fester und leicht zusammenstellbarer und auseinandernehmbarer Konstruktion. Jeder Spulen-und Schalterzusammenbau ist eine in sich geschlossene Einheit, wie in Fig. 3 gezeigt ; die Drahtleitungen von den Spulen zu dem Schalter sind für jede Einheit von im wesentlichen unveränderlicher Länge und gestatten dadurch einheitliche Massenherstellung.
Um eine Transformatorschaltereinheit wie in Fig. 3 auf dem Brett 50 zu montieren, braucht
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geeignete Kreisleitungen, wie z. B. die Antennenleitung 22 und die Leitung zum Gitter G der Röhre V der Fig. 1 und durch weiteres Anlöten der Leitung 14 an den passenden Ansatz 30, einzuordnen.
Durch Anordnung der Spulen entlang des Kerns 25 entsprechend ihrer abnehmenden Induktanz, wobei die Spule der niedrigeren Induktanz dem Schalter benachbart ist, führen die Schalterleitungen zu den Spulen der höheren Induktanz in der Nähe der Spulen der niedrigeren Induktanz vorbei, jedoch kreuzen die Leitungen zu den Spulen der niedrigeren Induktanz die Spulen der höheren Induktanz nicht. Der Vorteil dieser Anordnung ergibt sich daraus, dass die Spulen der höheren Induktanz im allgemeinen unempfindlich gegen die relativ hohen Grund-und Obertonfrequenzen sind, bei welchen die Spulen der niedrigeren Induktanz eigenresonant sind.
Anderseits neigen die Spulen der höheren Induktanz auf Grund ihrer verstreuten Kapazitäten dazu, Obertonresonanzeffekte zu schaffen, um auf die relativ höheren Empfangsfrequenzen, auf welche die Spulen der niedrigeren Induktanz abgestimmt sind, anzusprechen. Es ist daher wichtig, Übertragungen von Hochfrequenzenergie von den Spulen höherer Frequenz und niedrigerer Induktanz zu denjenigen von höherer Induktanz und niedrigerer Frequenz möglichst klein zu machen.
Die Abschirmungsvorsichtsmassregeln des Zusammenbaues der Fig. 4 sind in verschiedener Hinsicht einzigartig. Die einzelnen Spulen 7, 8, 9 und 10 sind, wie festgestellt, bei hoher Frequenz durch die zwischengestellten kurzschliessenden Ringe 29 elektrisch voneinander isoliert. Jede Spuleneinheit 35 ist von der andern durch die einzelnen Abschirmungsbüchsen 54 abgeschirmt. Dadurch,
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gestellten Abschirmungsplatten 31 abgeschirmt.
Der mechanische Aufbau der Fig. 4 mit seiner vollständigen, aber wirtschaftlichen Einzelabschirmung der Kreiskomponenten, die neuartige Spulenanlage, welche selbsttätig Kopplung und stehende Welleneffekte auf ein Mindestmass herabsetzt, zusammen mit dem einheitlichen Spulenschalterzusammenbau, der kurze, im wesentlichen gerade Verbindungsleitungen verwendet, hat in der Praxis einen Multiband-Radioempfänger, der über den gesamten"Allwellen"-Bereich mit einem Maximum von Empfindlichkeit und Selektivität kontinuierlich abstimmbar ist, entstehen lassen.
Durch die etwas veränderte Konstruktion der Fig. 6, 7 und 8 kann ebenfalls das gewünschte Ziel erreicht werden. Die Spulenschalterplatte 60 hat ein Paar senkrechter Kanten 62 und 61, die im rechten Winkel zur abschirmenden Stirnfläche gebogen sind ; die eine, um die Montierung der Platte auf die Grundplatte durch die Schrauben 63 zu ermöglichen, und die andere, um die Spuleneinheit 64 und die zugeordnete Abschirmbüchse 65 direkt an der Platte zu befestigen ; das letztere durch Schraubenansätze 66, die an der Büchse, wie gezeigt, befestigt sind. Die Abschirmbüchse ist mit Rücksicht auf die Spuleneinheit durch eine Schraube 67, die in den Zentralspulenformträger geschraubt ist, zentriert.
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Die Platte ist zur Montierung des Schalters 34 an den Ansätzen 75 durchbohrt. Daher sind der Schalter, die Platte, der Spulenzusammenbau und die zugehörige Abschirmbüchse wie eine Einheit aus dem Empfängerchassis herausnehmbar.
Auf der röhrenförmigen Spulenform ist in räumlichen Abständen ein in der Längsrichtung sich ausdehnender isolierender Streifen 68 montiert, der eine Reihe von Blockkondensatoren 24 trägt, solche wie schematisch in Fig. l gezeigt sind. Diese Blockkondensatoren enthalten in jedem Fall eine metallische untere Platte 69 und eine elastische metallische obere Platte 70, die durch einen Glimmerstreifen 71 getrennt sind. Die Kapazitäten werden durch Schrauben 72, die durch die untere Platte geschraubt sind, eingestellt. Die Abschirmungsbüchsen haben wie bei 73 über jedem Schraubenkopf, um solche Einstellungen zu erleichtern, eine Öffnung.
Die Achse von jedem Spulenschalter ist wie in der vorher beschriebenen Modifikation im wesentlichen rechtwinkelig zu derjenigen der zugeordneten Spulen angeordnet, um dadurch die koaxiale Anordnung der verschiedenen Schalter auf der Platte 50 zwecks einheitlicher Betätigung durch Schaft 37 zu erleichtern.
PATENT-ANSPRÜCHE : "l. Für mehrere Wellenbereich umsehaltbarer Hoehfrequenzspulensatz mit koaxial zueinander angeordneten, durch einen Schalter umschaltbaren Einzelspulen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger und ein diesem Spulensatz zugeordneter Drehschalter mit herausziehbarem Bedienungsschaft (Steckachse) durch eine gemeinsame Tragplatte (31) konstruktiv zu einem leicht auswechselbaren Gesamtgebilde verbunden sind, während die Abschirmhülle für den Spulensatz mit der Montageplatte des Gerätes zusammenhängt, so dass zum Einbau des Satzes der Spulenträger in axialer Richtung durch eine entsprechende Öffnung in der Abschirmhülle in diese eingeschoben werden kann, wobei der Schalter eine solche Lage besitzt,
dass zuletzt der Bedienungsschaft in den drehbaren Teil des Schalters eingeschoben werden kann.