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Anordnung zur Veränderung der Selbstinduktion einer Spule.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Veränderung der Selbstinduktion einer Spule, bei welcher die Spule und ein elektrisch leitender Körper gegeneinander bewegt werden ; die Anordnung ist besonders zur Abstimmung von Hochfrequenzkreisen geeignet.
Zur Abstimmung von Kopplungs-und Selektionskreisen, die über einen besonders grossen Frequenzbereich abstimmbar sein sollen, z. B. für Fernsehempfänger mit einem Abstimmbereich von 40 bis 90 Megahertz verwendet man Systeme mit fester kapazitiver Reaktanz und einer einstellbaren Induktivitätseinheit, da solche Anordnungen die grösstmögliche Gleichmässigkeit der Resonanzleistung auf dem gesamten Abstimmbereieh aufweisen und für die Übertragung eines breiten Frequenzbandes besser geeignet sind.
Es sind Anordnungen zur Veränderung der Selbstinduktion einer Spule bekannt, die aus einer Spule und einem zugeordneten einstellbaren Schirm bestehen. Bekannt ist auch die Verwendung von Eisenkernen innerhalb des Spulenfeldes, um die Induktivität gegenüber einer einfachen Luftspule zu vergrössern. Es wurden auch schon Spulenanordnungen beschrieben, bei denen zur Änderung der Induktivität die Lage des Eisenkernes gegenüber der Spule verändert wird.
Es ist auch bekannt, die Änderung der Selbstinduktion einer mit einem Magnetkörper versehenen Spule durch eine Relativbewegung gegenüber einem zugehörigen leitenden, nicht magnetischen Körper herbeizuführen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der letztgenannten Art, insbesondere auch auf eine Anordnung für Hochfrequenzzwecke, z. B. zur Beeinflussung des Verlaufes der Resonanzfrequenz in einem Schwingungskreise, und erstrebt eine bedeutend vervollkommnete abstimmbar Induktivitätseinheit, die ohne Schwierigkeiten mit einer oder mehreren weiteren, genau gleich veränderlichen abstimmbaren Induktivitätseinheiten zu einem gemeinsamen Abstimmungsmechanismus gekuppelt werden kann und eine Änderung ihres Wertes über einen sehr grossen Bereich zulässt. Die Konstruktion der Abstimmeinheit soll weder Gleitkontakte noch spiralförmige Verbindungen enthalten.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zum Zwecke, den in Abhängigkeit von der Relativbewegung der Spule gegenüber dem leitenden Körper sich ergebenden Maximalwert ihrer Induktivität einstellen zu können, der Magnetkörper, wie an sich bekannt, in seiner Lage gegenüber der Spule einstellbar angeordnet ist.
Durch diese getrennte Einstellbarkeit des Magnetkörpers bei einer in ihrer Induktivität durch die Relativbewegung eines leitenden Schirmes an sich veränderlichen Induktivität kann nunmehr der Wert, der Maximalinduktivität einstellbar gemacht werden, ohne dass durch den Justiervorgang für die Maximalinduktivität auch die Minimalinduktivität in einem gleichen Masse geändert wird. Physikalisch hängt dies damit zusammen, dass in der zur Minimalinduktivität gehörenden Grenzlage des leitenden Schirmes ein magnetischer Kurzschluss bewirkt wird, dessen Wirkung durch die Abwesenheit des Eisenkernes nicht vermindert wird.
Es wird daher der Wert der Minimalinduktivität durch die Anwesenheit des Eisenkernes lange nicht in dem Masse beeinflusst, wie in dem Falle der Maximalinduktivität, wo der Abschirmkörper weit von der Spule entfernt ist.
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Es gestattet also die Erfindung, bei einer durch schrittweisen induktiven Kurzschluss geänderten Induktivität die nochmalige Justierung des Wertes der Maximalinduktivität durch eine Methode, die den Wert der Minimalinduktivität kaum verändert.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein Einstellmittel für die der geringsten Induktivität entsprechende Grenzlage des leitenden Körpers gegenüber der Spule vorgesehen sein, so dass die Minimalinduktivität ohne wesentliche Änderung der Maximalinduktivität einstellbar ist.
. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, zunächst durch Justierung des Eisenkernes den Wert der ge- wünschen Maximalinduktivität und sodann durch Justierung des leitenden Schirmes den gewünschten Wert der Minimalinduktivität einzustellen. Man erhält mithin eine Justierung an beiden Enden des Bereiches der Induktivitätsvariation.
Die Anordnung nach der Erfindung kann mit Vorteil in einer Einrichtung zur gleiehlaufenden Änderung der Selbstinduktionen von zwei oder mehr Spulen durch ein gemeinsames Einstellorgan verwendet werden, etwa in der Weise, dass zur Anpassung der Maximal-und Minimalinduktivität mindestens einer der Spulen, an die entsprechenden Werte einer mit ihr in Gleichlauf geänderten ändern. Selbstinduktion jeder Magnetkörper unabhängig von den Magnetkörpern der andern Spulen in seiner Lage zur zugehörigen Spule einstellbar ist.
In Fig. l ist die mechanische Anordnung und Kupplung der Abstimmungseinheiten 35, 36 und 37 gezeigt. Jede der Einheiten besitzt eine Spule 41, die auf dem einen Ende eines aus Isoliermaterial bestehenden Spulenkörpers 42 montiert ist. Das andere Ende des Spulenkörpers ist mit einem Panel 43 fest verbunden, welches eine Wand eines Abschirmungsbehälters darstellen kann.
Um den Induktivitätswert jeder der Wicklungen 41 zu variieren, sind nichtmagnetische Schirme 44 aus gut leitendem Material, z. B. Aluminium, Messing oder Kupfer vorgesehen,. die bis über die
Wie, klungen 41 bewegt werden können, u. zw. mittels einer Achse 46, die in den Haltern 47 drehbar angeordnet ist ; die Schirme 44 werden an der Achse 46 durch Hebel 48 und verstellbare Körper 45 befestigt. Die Halter 47 sind vorzugsweise starr an dem Panel 43 montiert, damit eine einheitliche
Struktur geschaffen wird. In Fig. 2 sind die Schirme in ihren Stellungen für maximale Induktivität durch voll ausgezogene Linien und durch gestrichelte Linien in ihren Stellungen für Minimalinduktivität dargestellt.
Die drei in Fig. 1 gezeigten Einheiten sind von gleicher Konstruktion ; ihre Einzelheiten sind in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 ist gezeigt, dass das Ende des Spulenkörpers 42, das das Formstück der Spule 41 bildet, mit einer Bohrung versehen ist, in der sich ein magnetischer Kern 50 befindet.
Das Ende der Bohrung ist durch einen Pflock 51 verschlossen, um den Kern 50 in der Vertiefung zu halten. Die Enden der Spule 41 führen zu den Klemmen 52 und 53. Der Hebel 48 ist mit dem Körper 45 durch Schrauben 54 verbunden und besitzt Bohrungen von grösserem Durchmesser als die Schrauben- schafte, damit eine Einstellung des Schirmes 44 radial und axial in bezug auf die Achse 46 möglich ist und dadurch die Lage des Schirmes gegenüber der Spule einreguliert werden kann. Eine dritte
Einstellung erfolgt durch Lösen der Schrauben 55, wodurch die Körper 45 an der Achse 46 gedreht werden können und damit auch eine Veränderung der einstellbaren Minimalinduktivität möglich ist.
Weiterhin kann der Eisenkern 50 durch eine Schraube 50 a, eingeschraubt in eine Zwischenlage 50 b, axial verstellt werden. Durch eine Verstellung des Kerns 50 lässt sich die maximale Induktivität der Einheit erhöhen, ohne ihre minimale Induktivität merklich zu verändern, so dass also der Bereich der Induktivitätsvariation vergrössert wird. Diese verschiedenen Einstellungen sind wichtig, wenn zwei oder mehr Einheiten für Einknopfbedienung zusammengefasst sind, um die korrekte Frequenzbegrenzung der einzelnen abstimmbaren Systeme vorzunehmen. Ein Vorsprung 57 am Ende des Spulenhalters 42 dient als Anschlag für den engeren Teil der Schirminnenfläche, um die Lage des Schirmes zu der Spule genau zu begrenzen.
Das Hochpotentialende der Spule ist vorzugsweise so angeordnet, dass es den grössten Abstand vom Schirm in der Stellung der Maximalkopplung hat, wodurch die wirksame Kapazität zwischen dem Schirm und der Wicklung und deren Variation bei Bewegung des Schirmes vermindert wird.
Im Betrieb verursacht das primäre magnetische Feld, das durch den Strom in der Spule 41 erzeugt wird, Wirbelströme im Schirm 44 ; diese Ströme erzeugen ein zweites magnetisches Feld. Dieses zweite magnetische Feld befindet sich in entgegengesetzter Phase gegenüber dem ersten Feld und reduziert daher die Induktivität der Spule. Durch Veränderung der relativen Lage des Schirmes zu der Spule wird die relative Stärke der beiden magnetischen Felder und damit auch die Induktivität der Spule 41 verändert.
Die Bedeutung der Anwendung eines Eisenkernes in dieser Anordnung liegt darin, dass zum Zwecke der Anpassung an andere Abstimmungskreise durch axiale Einstellung des Kernes 50 die Maximalinduktivität der Einheit eingestellt werden kann, ohne merklich auf die Minimalinduktivität der Einheit einzuwirken. Ausserdem wird durch Einführen eines magnetischen Kernes das Verhältnis der maximalen zur minimalen Induktivität bedeutend erhöht, wobei die Minimalinduktivität nur unwesentlich vergrössert wird. Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die besondere in Fig. 1 und 2 gezeigte Form der Abstimmungseinheit beschrieben worden ist, ist es klar, dass verschiedene
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Formveränderungen vorgenommen werden können, um die oben auseinandergesetzten gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Änderung der Selbstinduktion einer mit einem Magnetkörper versehenen Spule durch eine Relativbewegung gegenüber einem zugehörigen leitenden, nicht magnetischen Körper, besonders für Hochfrequenzzwecke, z. B. zur Beeinflussung des Verlaufes der Resonanzfrequenz in einem Schwingungskreise, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke, den in Abhängigkeit von der Relativbewegung der Spule gegenüber dem leitenden Körper sich ergebenden Maximalwert ihrer Induktivität einstellen zu können, der Magnetkörper, wie an sich bekannt, in seiner Lage gegenüber der Spule einstellbar angeordnet ist.