AT157326B

AT157326B - Hochfrequenzspule mit magnetisierbarem Kern.

Info

Publication number: AT157326B
Authority: AT
Inventors: Adolf Dipl Ing Weis
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1933-12-29
Filing date: 1934-12-27
Publication date: 1939-10-25

Description

Hochfrequenzspule mit magnetisierbarem Kern.

In der Hochfrequenztechnik sind bereits Spulen mit magnetisierbarem Kern bekannt geworden als Transformatoren, Abstimmspulen, Verlängerungspulen, Spulen für Hochfrequenzfiltersätze, Spulen für Sperrkreise u. dgl. mehr. Es bereitete nun Schwierigkeiten, die Hochfrequenzspulen auf einen dem jeweiligen Bedarf genau angepassten Wert zu bringen. Vorschläge sind bereits gemacht worden dahingehend, dass der im übrigen geschlossene Eisenweg kleine Luftspalte erhält, die zur Anpassung an den gewünschten Induktivitätswert geändert werden. Die z. B. als Luftspalte verwendeten Klebstoffschichten, Isolierstoffschichten u. dgl., zwischen den Einzelteilen des den Eisenweg bildenden Körpers, sind einerseits schwierig einzustellen, anderseits sehr empfindlich gegen Erwärmung.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei Hochfrequenzspulen, deren Kerne nach Art von Zylinderkernen, E-, H-, C-, T-Kernen grosse Luftspalte aufweisen, den Streufluss, sei es durch Annäherung magnetisierbarer Körper, z. B. Massekerne, sei es durch Annäherung gut leitender Körper, zu ver- ändern. Aber auch solche Verstellvorrichtungen haben Nachteile, da die Empfindlichkeit der Einstell- organe von dem Abstand der Abstimmplatten abhängt. So ist bei Verwendung von Massekernplatten, die über einen doppelten Luftspalt den Eisenweg schliessen, die Empfindlichkeit, etwa gemessen in Änderung der Induktivität oder Änderung der Entfernung, bei kleinen Abständen ein Vielfaches von derjenigen bei grossen Abständen. Bei einem E-Kern ergaben sich z.

B. die Verhältnisse der Empfindlichkeiten (40 : 8 : 1-5) in Abhängigkeit von dem Abstand der den Eisenweg schliessenden Deckplatten bei Abständen von 0'2 mm, 2 und 6 mm. Diese bei kleinen Abständen (kleinen Luftspalten) vorhandene grosse Empfindlichkeit ist aber gerade wegen der Temperatureinwirkung auf die Mittel schädlich, die den Abstand sicher stellen sollten (Schraubeinrichtung oder zwischengefügtes Dielektrikum).

Nach der Erfindung werden Hochfrequenzspulen mit einer Wicklung, die ortsfest auf einem magnetisierbaren Kern nach Art der Massekerne angeordnet ist, und einer Regeleinrichtung am Eisenweg ihres magnetisierbaren Kernes dadurch verbessert, dass zur Einstellung des Induktivitätswertes der Eisenquerschnitt auf einem Teil des Eisenweges ohne Veränderung der Dicke etwa vorhandener Luftspalte veränderbar gestaltet ist. Bei Änderung des Eisenweges nach diesem Prinzip an Stelle der Veränderung der Luftspalte wird eine bedeutende Vergleichmässigung der Empfindlichkeit bei Einstellung der verschiedensten Induktivitätswerte erzielt.

Gemäss der Erfindung regelt allgemein ein Abgleichkörper bei seiner Verstellung als Nebenschluss die Längsausdehnung einer Querschnitts- änderung des Eisenweges, welchen der gegenüber der Wicklung ortsfeste Eisenkern liefert.

Im einfachsten Falle kann ein solcher Abgleich bei einem geschlossenen, rahmenartigen Kern durch Auflegen eines magnetischen Abgleichkörpers auf einer mehr oder weniger grossen Strecke längs des Kernes erfolgen. Eine zweckmässig ausgebildete Anordnung besteht ferner darin, dass der Spulenkern mit einer in Richtung des magnetischen Feldes verlaufenden Aussparung versehen ist, zur Aufnahme eines aus magnetischem Material bestehenden Abgleichstiftes. Bei dieser Ausführung lässt sich die Induktivität der Spule besonders genau einregeln, wenn der Abgleichstift als in die Ausnehmung einschraubbarer Teil ausgebildet ist. Zu diesem Zweck erhält er am besten selbst ein Gewinde, das zugleich bei der Herstellung des Stiftes durch Giessen oder Pressen angefertigt wird. Es kann auch nachträglich eingeschnitten werden.

Falls eine Erhöhung der Abgleichempfindlichkeit zur Erzielung grosser Induktivitätsänderungen bei kleinen Lageänderungen der Abgleichkerne erwünscht ist, wählt man Material mit einer höheren Permeabilität für den Abgleichkörper, indem z. B. die Eisenmengen in der magnetischen Masse für den Abgleichkörper grösser als in der für den eigentlichen Spulenkern bemessen wird. Eine Verringerung der Abgleiehempfindlichkeit, die eine Feineinstellung des gewünschten Induktivitätswertes der Spule
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ausgebildet, sondern mit nach bestimmten Gesichtspunkten geformten Aussparungen versehen sind. Es werden vorzugsweise zylindrische oder noch besser koniseh verlaufende Ausnehmungen vorgesehen.

In den Fig. 1-14 sind zahlreiche beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes gezeigt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch Spulen mit magnetisierbarem Kern K, z. B. aus Massekernmaterial, der von einer Wicklung IF, z. B. aus Litzendraht, umgeben wird. Magnetisierbare Körper A dienen zum Abgleich der Induktivitätswerte. Nach Fig. 1 wird der Abgleichkörper A entlang dem rahmenförmigen ortsfesten Kern K verstellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 hat der gegenüber der Wicklung ortsfeste Kern H-Form und besitzt eine durchgehende Aussparung, in welche der Abgleich-
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Empfindlichkeit bei verschiedenen Einstellungen wieder, wenn unter a der Abstand des Ausgleichs- körpers A von der Stirn des Kernes K verstanden ist.

Gerade in dem Hauptregelbereich der grössten Induktivitätsänderungen ist die Empfindlichkeit eine äusserst gleichmässige, wie die Fig. 5 erkennen lässt.

In den Fig. 4-7 sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen der Abgleich mit schraubbaren Abgleichstiften ausfülh-bar ist. Der sehraubbare Abgleiehstift besitzt nämlich den Vorteil, dass durch ihn in einfacher Weise die Induktivität der Hochfrequenzspule beeinfluss werden kann und kompliziertere Hilfskonstruktionen, die das Abstimmorgan tragen sollen, erspart werden. Es wird auch dadurch räumlich eine grosse Verbesserung und Verinfaehung erzielt.

Die Veränderung des Eisenquerschnittes wird am besten ebenfalls durch Abgleichstifte im Nebenschluss zu Kernteilen des Hauptflusses vorgenommen.

Fig. 4 zeigt eine Spule, bestehend aus einer Wicklung lu un einem Kern K aus Eisenpulver, in Form eines H mit einem Stift l, der dem Abgleich dient. Der Stift ist mit einem Gewinde versehen, das in das Material eingeschnitten ist und in das Muttergewinde des Kernes I hineinpasst.

Eine weitere Ausführungsform, die besonders günstig ist, besteht darin, dass der Kern K die Form einer Garnspule besitzt, wie sie etwa durch Rotation der Fig. 4 um die Symmetrieachse entsteht.

Fig. 5 zeigt eine Ausführuugsform, bestehend aus einem E-förmigen Körper K aus Eisenpulver,
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vorgesehen, die den Ausgleichsstift A, der mit einem Gewinde versehen ist, aufnimmt. Auch die Spule nach Fig. 5 kann in der Weise abgeändert werden, dass an Stelle des E-Kernes ein schalenartiger Kern benutzt wird, der durch Rotation der Fig. 5 entsteht. Der etwa vorgesehene Abschlussteil B kann
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gestellt werden, wobei Ungleiehmässigkeiten, die durch das Zusammenkitten der Körper K und B entstehen, Berücksichtigung finden können.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel wiedergegeben aus E-förmigen Kernteilen K oder solchen, die durch Rotation um die Symmetrieachse entstehen. In letzterem Fall wird die Spulenwicklung allseitig vom Kern umschlossen.
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und einem Mittelteil J, der zur Aufnahme des Abgleichstiftes A durchbohrt und mit Gewinde versehen ist. Bei den Formen nach Fig. 5-7 ist auf ein gutes Aufeinanderliegen der zum Hauptfluss senkrechten
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sammenzusetzenden Teile anzubringen.

In den folgenden Fig. 8-10 sind Abgleiehstifte für äusserst empfindliche Änderung der Induktivität dargestellt.

Zu diesem Zweck besitzt der in Fig. 8 gezeigte Abgleiehstift eine konische Ausnehmung.

Der Abgleichstift für empfindliche Induktivitänderungen nach Fig. 9 besteht aus zwei Teilen,
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Trolitul.

Bei dem Stift nach Fig. 10 ist die konische Bohrung durch eine zylindrische ersetzt, was unter Umständen fabrikatorisehe Vorteile hat. Die Form kann auch entsprechend Fig. 9 ausgebildet sein.

Der Abgleichstift kann auch aus einem magnetisierbaren Kern mit einer Hülse aus Isolierstoff bestehen, die das Gewinde trägt. Statt das Muttergewinde in die Wandung der Aussparung im Kern selbst einzuschneiden od. dgl., kann auch ein Isolierstoffröhrchen mit Innengewinde eingepasst werden.

Die Herstellung der Kerne kann durch Giessen oder Pressen des magnetischen Pulvers mit ge- eigneten Isolierstoffen unter hohem Druck oder durch Formen einer in kaltem oder warmem Zustande knetbaren Masse erfolgen.

Besonders vorteilhafte Ausführungen von abgleichbaren Spulen sind neben dazugehörigen
Abgleichkörpern in den Fig. 11-14 dargestellt.

In Fig. 11 ist schematisch der Kern einer Spule nach der Erfindung dargestellt, der mit einer nutförmigen Ausnehmung N im Querträger Q des Kernes versehen ist. Der Vorteil dieser Kernform besteht darin, dass die Ausnehmung N für den Abgleichstift A einfach hergestellt werden kann. Wird beispielsweise der Kern gegossen, dann bereitet es Schwierigkeiten, eine zylindrische Bohrung im Guss zu erhalten ; dagegen ist es leicht, im Querträger eine nutförmige Ausnehmung im Guss zu erzeugen. Auch bei der Herstellung von Kernen durch Pressen ist die Form nach der Abbildung bedeutend einfacher anzufertigen als ein Kern mit einer Bohrung im Querträger.

Wie die Fig. 18 zeigt, kann ein derartiger Kern von einem Spulenträger aus Isolierstoff umgeben werden, auf dem die Wicklung W aufgebracht ist. Der Wicklungsträger J kann eine solche Gestalt erhalten, dass ein Abgleichsstift zwischen Nut und Wicklungsträger von rundem Querschnitt einführbar ist. Der Abgleichstift kann aber auch mit halbkreisförmigem Querschnitt gewählt werden, wie in Fig. 14 gezeigt ist, so dass der Wicklungsträger J in einfacher Form mit viereckigem Querschnitt ausgeführt werden kann. Nut und Abgleichstift können auch viereckigen Querschnitt haben.

Nach Fig. 13 können auch zwei solcher H-Kerne mit Nuten im Querbalken zusammengefügt werden, so dass die Nuten zusammen einen kreisförmigen Querschnitt ergeben. Die Nuten in den
H-Kernen können unmittelbar gegossen oder gepresst oder aber nachträglich herausgefräst werden.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 11-14 sind die Abgleichstifte zweckmässig ebenfalls mit geschnittenem Gewinde versehen und können in die Nut und den Wicklungsträger eingeschraubt werden, in denen zu diesem Zweck Gewinde angebracht ist oder eine Mutter aufgekittet wird. Der Abgleichstift kann demnach auch in diesen Fällen durch Drehen genau eingestellt werden.

Die in den Figuren gezeigten Hoehfrequenzspulen können sämtlich in Isoliergehäuse eingebaut werden, wozu sich Trolitul als verlustarmer Isolierstoff besonders geeignet erwiesen hat.

PATENT-ANSPRUCHE : l. Hochfrequenzspule mit einer Wicklung, die ortsfest auf einem magnetisierbaren Kern nach Art der Massekerne angeordnet ist, und einer Regeleinrielitung am Eisenweg ihres magnetischen Kreises, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichkörper (1) bei seiner Verstellung als Nebenschluss die Länge einer Querschnittsänderung des Eisenweges regelt, welchen der gegenüber der Wicklung (W) ortsfeste Kern (K) liefert.

Claims

2. Hochfrequenzspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleitkörper fil) in eine Ausnehmung des vorzugsweise von der Spule umgebenden Teiles des ortsfesten Kernes (K) bzw. (Q) (Fig. 14) einführbar ist, welche sich vorzugsweise mindestens längs dieses Kernteiles in Richtung der Spulenachse erstreckt.

3. Hochfrequenzspule nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichkörper (as stiftartig ausgebildet ist und vorzugsweise in eine Aussparung des Kernes (K) längs der Spulenachse einführbar ist.

4. Hochfrequenzspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Abstimmung bewirkende Körper (A) eine höhere Permeabilität als der Kern (K) aufweist.

5. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein H-förmig ausgebildeter Kern (It) im Querträger eine Aussparung, z. B. eine durchgehende Bohrung, besitzt, in die der vorzugsweise zylindrische, stiftartige Abgleichkörper (21) einführbar ist.

6. Hoehfrequenzspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger des H-Kernes (Q) eine Nut (N) zur Aufnahme eines Abgleichstiftes (A) aufweist.

7. Hochfrequenzspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger des H-Kernes (Q) mit einem insbesondere zusammensetzbaren und aufsteckbaren Spulenträger (J) vorzugsweise aus Isoliermaterial umgeben ist, der zugleich den Abgleichstift (, 1) in der Nut (N) festhält.

8. Hochfrequenzspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus zwei aneinander gesetzten H-artigen Teilen (Q) mit halbkreisförmig ausgenommenen Nuten (N) besteht, die sich zu einer kreisförmigen Öffnung zur Aufnahme eines Abgleichstiftes ergänzen.

9. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Abgleich bewirkende Körper (A) mittels eines Gewindes im magnetisierbaren Kern (K) verstellt werden kann.

10. Hochfrequenzspule nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit EMI3.1 <Desc/Clms Page number 4> 11. Hoehfrequenzspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Gewinde versehene Abgleichstift (A) in das in der Nut (N) des Kernes (Q) und des Spulenträgers (J) befindliche Muttergewinde einschraubbar ist.

12. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetisierbare Kern (K) die Form eines E mit oder ohne abschliessenden Kernteil und eine zentrale Ausnehmung zweckmässig im mittleren Schenkel zur Aufnahme des Abgleichstiftes (A) mit Schraubgewinde besitzt.

13. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (K) eine durch Rotation eines E mit oder ohne Abschlussstück um seine Symmetrieachse gewonnene Form besitzt und im mittleren Schenkel eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme des Abgleichstiftes (A) mit Schraubgewinde aufweist.

14. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (K) nach Art einer Garnrolle ausgebildet ist und eine zentrale Aussparung zur Aufnahme des mit Schraubgewinde (A) versehenen Abgleichstiftes aufweist.

15. Hoehfrequenzspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichstift (Fig. 11 und 13) eine zentrale und zweckmässig konische Aussparung besitzt.

16. Hochfrequenzspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der stiftartige Ab- gleichkörper (1) aus Massekemmaterial besteht und in eine Schraube (2) aus Isolierstoff eingepresst oder eingegossen ist.

17. Hochfrequenzspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausnehmung des Spulenkernes (K) ein Gewinde aus Isolierstoff eingepresst ist, in das der mit einem gleichen Gewinde versehene Abgleichstift einschraubbar ist.

18. Hochfrequenzspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Luftspalte zwischen den die Abstimmung bewirkenden magnetisierbaren Körpern und dem magnetisierbaren Kern nur im Nebenfluss liegen. EMI4.1