DE1184121B

DE1184121B - Vierpol fuer Analogrechengeraete

Info

Publication number: DE1184121B
Application number: DEC16118A
Authority: DE
Inventors: Etienne Honore; Emile Torcheux
Original assignee: MAROCAINE DE RECH S D ETUDES E; CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: MAROCAINE DE RECH S D ETUDES E; Thales SA
Priority date: 1957-01-18
Filing date: 1958-01-16
Publication date: 1964-12-23
Also published as: US3127555A; NL224129A; FR1164845A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 06 g

Deutsche Kl.: 42 m -14

Nummer: 1184121

Aktenzeichen: C16118IXc/42m

Anmeldetag: 16. Januar 1958

Auslegetag: 23. Dezember 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vierpol für Analogrechengeräte mit einem Eingangsklemmenpaar und einem Ausgangsklemmenpaar, welcher einen Resonanzkreis darstellt, wenn eines der Klemmenpaare kurzgeschlossen ist, mit einem ersten und einem zweiten festen Kondensator, die an die Eingangsklemmen bzw. an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind, sowie mit zwei Paaren von einstellbaren Induktivitäten, die jede Eingangsklemme mit jeder der Ausgangsklemmen verbinden und in Form von Kernspulen derart ausgebildet sind, daß die beiden Induktivitäten des ersten bzw. zweiten Paares einander stets gleichbleiben und die Summe je einer Induktivität des ersten Paares und einer Induktivität des zweiten Paares bei allen Einstellungen konstant ist.

Die Verwendung einstellbarer Induktivitäten an Stelle der sonst üblichen einstellbaren Kondensatoren bei solchen Rechenvierpolen ergibt verschiedene Vorteile. Insbesondere lassen sich einstellbare II· duktivitäten im allgemeinen leichter und raumsparender als einstellbare Kondensatoren herstellen.

Es besteht aber das Problem, eine gleichzeitige Verstellbarkeit der vier Induktivitäten in der Weise zu erreichen, daß die angegebenen Bedingungen bei jeder Einstellung erfüllt sind.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwei Spulenpaare vorgesehen sind, von denen jedes in einem Topfkern angeordnet ist, der eine im Inneren des Spulenpaares senkrecht zur Achse liegende erste Polfiäche hat und die drei Außenseiten des Spulenpaares unter Bildung einer axial liegenden zweiten Polfläche umschließt, daß die beiden Topfkerne koaxial und symmetrisch zueinander angeordnet sind und daß sich entlang der Achse der Topfkerne ein in der Längsrichtung verstellbarer Stab erstreckt, der zwei Magnetkörper trägt, von denen jeder zwei Flächen hat, die den beiden Polflächen des einen bzw. des anderen Magnetjochs unter Bildung von Luftspalten gegenüberliegen;

Die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt die überraschende Wirkung, daß bei einer Längsverschiebung des die Magnetkörper tragenden Stabes die Induktivitäten aller vier Spulen gleichzeitig so verändert werden, daß die im gleichen Topfkern liegenden Induktivitäten gleichbleiben und die Summe je einer Induktivität des ersten und des zweiten Topfkerns konstant bleibt. Man kann daher bei einem Vierpol der eingangs angegebenen Art die gleichzeitige Einstellung aller vier Induktivitäten durch einfaches Verschieben des Stabes vornehmen. Dies ergibt noch den weiteren Vorteil, daß die Verstellung mit einem Vierpol für Analogrechengeräte

Anmelder:

Compagnie Gonerale de Telegraphie Sans FiI,

Paris;

Societe Marocaine de Recherches,

d'Etudes et de Developpements »Somarede«,

Casablanca (Marokko)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,

Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Etienaei Honore;
Emile Torcheux, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Januar 1957 (729 818)

der bekannten, translatorisch wirkenden Stellmotoren ohne Zwischenschaltung von Zahnrädern oder sonstigen Getriebeteilen vorgenommen werden kann.

Die Anordnung ist zudem sehr kompakt und magnetisch sehr gut abgeschirmt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das Schaltbild eines Vierpols, bei dem die Anordnung nach der Erfindung Verwendung finden kann,

Fig. 2a und 2b Prinzipschemen zur Erläuterung der Wirkungsweise und'

F i g. 3 eine Schnittansicht der Anordnung nach der Erfindung.

Der in F i g. 1 dargestellte Vierpol arbeitet auf einer Betriebsfrequenz f_v Es weist zwei Eingangsklemmen 11 α und 11 b und zwei Ausgangsklemmen α und 12 b auf. Ein fester Kondensator 13 ist an die Eingangsklemmen 11 α und 11 b angeschlossen, und ein gleicher Kondensator 14 ist mit den Ausgangsklemmen 12a und 12 b verbunden. Jeder dieser Kondensatoren hat den Blindleitwert K. Die Klemmen 11 α und 11 b sind mit den Klemmen 12 a bzw. 12 b über einstellbare Induktivitäten 15 verbunden, die den gleichen Blindleitwert -(K+X) haben, und mit den Klemmen 12 έ bzw. 12 a über

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Induktivitäten 16, die den gleichen Blindleitwert -(K-X) haben. Der Ausdruckt bedeutet einen festen Wert, während sich der Ausdruck X zwischen —K und +K ändern kann, jedoch für alle Induktivitäten im Vierpol stets den gleichen Wert behält. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß sich der induktive Leitwert jeder der Induktivitäten 15 und 16 von 0 bis — 2K ändern kann, wobei die Summe je einer Induktivität 15 und einer Induktivität 16 stets den konstanten Wert —2 K hat.

Somit ist bei Kurzschluß eines der Kondensatoren 13 und 14 der verbleibende Teil der Schaltung auf die Frequenz /₀ abgestimmt.

Diese Vierpole besitzen also die gleichen Eigenschaften wie die bekannten Rechenvierpole mit vier einstellbaren Kapazitäten und zwei festen Induktivitäten.

F i g. 2 a zeigt schematisch das Prinzip einer Anordnung von Induktivitätsspulen, die gleichzeitig so einstellbar sind, daß stets die für den Vierpol von F i g. 1 gestellten Bedingungen erfüllt sind.

Ein erstes Spulenpaar 15 bzw. 16 ist in den Topfkernen 104 bzw. 104' angeordnet. Eine magnetische Platte 21 ist zwischen den Topf kernen 104 und 104' angeordnet, so daß sich die Induktionsflüsse der beiden Wicklungen 15 bzw. 16 darüber schließen. Ein zweites Spulenpaar 15 und 16 bildet mit zwei weiteren Topfkernen 104, 104' und einer weiteren Platte 21 eine Anordnung, die der zuvor beschriebenen völlig gleich ist. Die beiden Platten 21 sind an einer Stange 105 befestigt, mit der sie gleichzeitig in axialer Richtung verstellbar sind, so daß die Luftspalte 104/21 bzw. 104721 in beiden Anordnungen jeweils gleich sind.

Wenn angenommen wird, daß die beiden Luftspalte 104/21 und 104721 den Wert e_n haben, wenn die Platte 21 genau in der Mitte zwischen den beiden Topfkernen steht, so haben beide Spulen den gleichen Blindleitwertr

Ne_n

Ct)_n

wobei N eine Konstante ist.

Wenn die Platte 21 um eine Strecke d in Richtung auf den Topfkern 104 hin verschoben wird, hat jede Spule 15 den Blindleitwert

N(e₀ + d)

CO_n

und jede Spule 16 den Blindleitwert

CO₀

Wenn man setzt:

K= ^- und X= ^Nd

CO_n

o>„

so erhält man für die beiden Blindleitwerte:
-(K+ X) und -(K-X).

Die beiden Spulen 15 und 16 jeder der beiden Anordnungen erfüllen also die für die Induktivitäten von Fig. 1 gestellten Bedingungen.

In der Darstellung von Fig.2b sind die beiden Wicklungen 15 und die beiden Wicklungen 16 jeweils in einem einzigen Topfkern 104 bzw. 104' angeordnet. Die Wirkungsweise dieser Anordnungen ist ganz 5 offensichtlich die gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. 2a.

Es ist aber zu bemerken, daß die für die Anordnungen von F i g. 2 a und 2 b angestellten Überlegungen nur für sehr kleine Luftspalte und sehr kleine

ίο Verschiebungen der Platten 21 gelten, weil beim Verschieben der Platte 21, beispielsweise vom Topfkern 104 zum Topfkern 104' hin, die durch die Streuung des Flusses hervorgerufenen magnetischen Verluste sich zwischen den magnetischen Teilen 104 und 21 zu vergrößern und zwischen den Teilen 104' und 21 zu verkleinern suchen. Ferner sind die sich über die Platte 21 schließenden Magnetkreise gegenseitig nicht entkoppelt. Dies hat zur Folge, daß die Änderungen der Selbstinduktivitäten in Abhängigkeit von den Verstellungen der Platte 21 keineswegs linear sind. In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, die Bach dem Prinzip von Fig. 2b arbeitet, aber die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Sie weist ein Gehäuse 50 aus nichtmagnetischem Material auf. Das Gehäuse besteht aus einem Zylinder 51 und zwei seitlichen Deckeln 52. Ein Stab 53 aus gleichfalls nichtmagnetischem Material ist koaxial im Innern des Gehäuses 50 in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Er trägt an seinen beiden Enden Stifte 54, die mit ausreichendem Spiel in Lagern 55 gelagert sind, welche in den Deckeln 52 angebracht sind. Zwei symmetrische magnetische Anordnungen 56 und 57, welche den Topfkernen 104 und 104' von Fig. 2b entsprechen, sind in dem Gehäuse befestigt.

Jeder Topfkern besteht aus einem feststehenden Magnetteil 58, welches eine Mittekiabe 59 trägt, und einem feststehenden magnetischen Ring 60, der im Abstand von der Nabe 59 liegt.

In der Öffnung 61 jedes der beiden Ringe 60 ist ein zylindrischer magnetischer Körper 63 bzw. 64 angebracht. Diese Körper sind auf dem Stab 53 befestigt, so daß sie mit diesem verschiebbar sind. Die Körper 63 und 64 sind voneinander durch einen Luftspalt getrennt und durch eine nichtmagnetische Verbindung 65 miteinander verbunden. Der Körper 63 bildet mit der Stirnfläche des Bundes 59 einen Luftspalt 68. Ein weiterer Luftspalt 61 besteht zwischen der Umfangsfläche des Körpers 63 und der Innenfläche des Ringes 60. Entsprechendes gilt für

den Körper 64. ·

Zwei Wicklungen 67, die den Spulen 15 von Fig. 2 b entsprechen, liegen in dem Raum, der durch die feststehenden Magnetteile 58 und 60 und den beweglichen Körper 63 begrenzt ist. Dieser Raum ist nach außen durch einen magnetischen Ring 69 geschlossen. Entsprechende Wicklungen 66 sind in der gleichen Weise in dem Topfkreis 57 vorgesehen; sie entsprechen den Spulen 16 von Fig. 2b.
Es ist unmittelbar zu erkennen, daß sich die Breite der Luftspalte 68 und 68' bei einer Verschiebung des Stabes 53 gegensinnig ändert, so daß die gleiche Wirkung wie bei der Verstellung der Platte 21 von Fig. 2b erreicht wird. Da diese Luftspalte völlig im Inneren der Spulen liegen und über ihre ganze Länge vom Magnetfluß durchströmt werden, ist der Streufluß sehr gering und außerdem, unabhängig von der Stellung der beweglichen Körper, etwa konstant. Es ist ferner zu bemerken, daß die Magnetflüsse der

beiden Topfkreise 56 und 57 voneinander völlig durch nichtmagnetische Teile oder Luftspalte entkoppelt sind.

Claims

Patentanspruch:

Vierpol für Analogrechengeräte mit einem Eingangsklemmenpaar und einem Ausgangsklemmenpaar, welcher einen Resonanzkreis darstellt, wenn eines der Klemmenpaare kurzgeschlossen ist, mit einem ersten und einem zweiten festen Kondensator, die an die Eingangsklemmen bzw. an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind, sowie mit zwei Paaren von einstellbaren Induktivitäten, die jede Eingangsklemme mit jeder der Ausgangsklemmen verbinden und in Form von Kernspulen derart ausgebildet sind, daß die beiden Induktivitäten des ersten bzw. zweiten Paares einander stets gleichbleiben und die Summe je einer Induktivität des ersten Paares und einer Induktivität des zweiten Paares bei allen Einstellungen konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulenpaare vorgesehen sind, von denen jedes in einem Topfkern angeordnet ist, der eine im Inneren des Spulenpaares senkrecht zur Achse hegende erste Polfläche hat und die drei Außenseiten des Spulenpaares unter Bildung einer axial liegenden zweiten Polfläche umschließt, daß die beiden Topfkerne koaxial und symmetrisch zueinander angeordnet sind und daß sich entlang der Achse der Topfkerne ein in der Längsrichtung verstellbarer Stab erstreckt, der zwei Magnetkörper trägt, von denen jeder zwei Flächen hat, die den beiden Polflächen des einen bzw. des anderen Magnetjochs unter Bildung von Luftspalten gegenüberliegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 885 165;

Pitsch, »Funkempfangstechnik«, 1948,
S. 149/150;

Oberdorfer, »Lehrbuch der Elektrotechnik, I. Band«, R. Oldenbourg, 1944, S. 354, 355 und 367.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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