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Abgleichbare elektrische Spule mit einem Schalenkern Die Erfindung
betrifft eine abgleichbare elektrische Spule mit einem Schalenkern, insbesondere
Miniaturspule, bei der der Induktivitätsabgleich durch einen magnetisierbaren Abgleichkern
erfolgt, der durch eine Durchbrechung in einer Schalenhälfte geführt ist.
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In der Nachrichtentechnik werden häufig Schalenkerne verwendet. Diese
Schalenkerne weisen zwei magnetisierbare Schalenkernteile auf, die den mit der Wicklung
versehenen Spulenkörper umschließen. Die Schalenkernteile sind im allgemeinen mit
einem Mittelsteg versehen. Der Mittelsteg hat die Aufgabe, den magnetischen Widerstand
des Schalenkernkreises zu verkleinern. Eine höhere Induktivität der elektrischen
Spule ist die Folge.
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Werden derartige Schalenkerne z. B. für die Resonanzeinstellung elektrischer
Schwingkreise verwendet, dann sind genaue magnetische Leitwerte erforderlich. Bei
der fabrikmäßigen Massenherstellung ist es nur sehr schwer möglich, genaue Induktivitätswerte
zu erreichen. Deshalb sind Abgleichvorrichtungen für die nachträgliche Einstellung
der Induktivität auf einen erwünschten Wert vorgesehen.
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So ist es bereits bekannt, bei elektrischen Schalenkernspulen die
Mittelstege der Schalenkernteile mit Durchbrechungen zu versehen. Innerhalb dieser
Durchbrechungen ist ein magnetisierbarer Abgleichkern verschiebbar gelagert. Da
sich die Mittelstege der Schalenkernteile nicht berühren, sondern einen Luftspalt
bilden, führt die Verschiebung des Abgleichkernes, der magnetisch von der Mittelsteginnenwandung
isoliert ist, zu einer Veränderung des magnetischen Widerstandes des Magnetkreises.
Diese Veränderung findet insbesondere dann statt, wenn sich der Abgleichkern in
Luftspaltnähe befindet, so daß sich ein magnetischer Nebenschluß über diesen Abgleichkern
bildet: Für die verstellbare Lagerung des Abgleichkernes ist der Einsatz von beispielsweise
mit Innengewinde versehene Führungsbuchsen in die Mittelstegdurchbrechungen bekannt.
Der Abgleichkern, der selbst mit Außengewinde versehen ist, kann durch Verdrehen
in seiner Stellung verschoben werden.
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Mit der Verringerung der Kernabmessungen, die im Zuge der Miniaturisierung
derartiger elektrischer Spulen erfolgt, ist auch eine Verkleinerung des Durchmessers
der Durchbrechung im Mittelsteg der Schalenkernteile erforderlich. Bei kleinen Abgleichkernen
ist man daher gezwungen, die Führungselemente der Abgleichvorrichtung nicht mehr
innerhalb des Kernes, sondern außerhalb desselben, unterzubringen. So ist es bekannt,
auf einen der beiden Schalenkernteile ein Kunststoffelement aufzusetzen, das mit
einer ein Innengewinde aufweisenden Durchbrechung versehen ist. In dieser Durchbrechung
wird ein Schraubenbolzen gelagert, der mit dem Abgleichkern geringeren Durchmessers
mechanisch verbunden ist. Durch Verstellen der Abgleichschraube wird der Abgleichkern
innerhalb der Mittelstegdurchbrechung fortbewegt.
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Darüber hinaus ist es bekannt, auf einen Mittelsteg an einem der beiden
Schalenkernhälften zu verzichten und den Abgleichkern, der wiederum mit einer Abgleichschraube
verbunden ist, direkt durch eine Durchbrechung in einem der Schalenkerne zu führen.
Die Abgleichschraube wird dabei wiederum in einem zusätzlichen Halterungselement,
das auf diesen Schalenkernteil aufgeklebt ist, geführt.
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Ferner ist es bekannt, eine in eine Schalenkernhälfte eingesetzte
Hülse über den Rand der Schalenkerndurchbrechung zu verlängern. Diese Hülse weist
ein Innengewinde auf, so daß der Gewindeabgleichkern innerhalb der Hülse in den
Schalenkern 'zum Abgleich eingeschraubt werden kann. Der Nachteil einer derartigen
Anordnung besteht darin, daß zwischen dem Abgleichkern und der mit einer Durchbrechung
versehenen Schalenkernhälfte ein größerer Luftspalt vorhanden ist, so daß der magnetische
Weg doppelt geschert wird.
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Die Aufgabe bei der Erfindung besteht darin, den Raumbedarf der Führung
des Abgleichkernes ohne Vergrößerung des Luftspaltes zu vermindern. Außerdem soll
die abgleichbare elektrische Spule nach der Erfindung eine gute und sichere Führung
des Abgleichkernes aufweisen und aus nur wenigen Einzelteilen zusammensetzbar sein.
Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch die Vereinigung der Merkmale a), b) und c), und
zwar besteht die Erfindung darin, daß a) der Spulenkörper axial verlaufende Ansatzstege
aufweist, b) die mit einer dem Durchmesser des Abgleichkernes etwa gleich großen
Durchbrechung versehene Schalenkernhälfte mit Aussparungen für die Ansatzstege des
Spulenkörpers versehen ist und c) der Abgleichkern zwischen den Ansatzstegen verstellbar
gelagert ist.
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Durch diese Ausbildung der Spulenkörpers und der mit einer Durchbrechung
versehenen Schalenkernhälfte wird nicht nur der Raumbedarf der elektrischen Spule
herabgesetzt, sondern es wird der Luftspalt zwischen dem Abgleichkern und der mit
einer Durchbrechung versehenen Schalenkernhälfte ohne Beeinträchtigung der guten
und sicheren Führung des Abgleichkernes bedeutend vermindert. Die elektrische Spule
nach der Erfindung besitzt nur sehr wenig Einzelteile, z. B. kann sie nur aus den
beiden Schalenkernhälften, dem Spulenkörper mit der Wicklung und dem Abgleichkern
bestehen. Auf zusätzliche außerhalb der Schalenkernteile angebrachte Halterungsvorrichtungen
kann vollständig verzichtet werden. Diese Vorteile sind insbesondere bei Miniaturspulen
von Bedeutung, da durch sie sich niedrige Herstellungskosten erzielen lassen.
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Der Spulenkörper nach der Erfindung kann beispielsweise mit zwei um
einen Winkel von 180° versetzten Ansatzstegen oder mit drei um einen Winkel von
120° versetzten Ansatzstegen versehen sein.
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Es ist vorteilhaft, den Spulenkörper mit seinen Ansatzstegen aus einem
federnd-elastischen Material, z. B. einem Kunststoff, herzustellen. Die Ansatzstege
weisen dann nämlich eine Klemmwirkung auf und halten deshalb den Abgleichkern zwischen
sich fest, so daß kein Wackeln des Abgleichkernes bei Erschütterungen und damit
kein selbsttätiges Verstellen desselben stattfindet. Die Induktivität der Spule
nach der Erfindung ist daher nach erfolgter Einstellung selbsttätig nicht veränderbar,
und auf besondere Kernbremsen für den Abgleichkern kann verzichtet werden.
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In den F i g. 1 bis 9 sind Beispiele für Spulen nach der Erfindung
dargestellt.
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In F i g. 1 ist eine abgleichbare elektrische Spule dargestellt, die
eine mit einem Mittelsteg 1 ausgerüstete Schalenkernhälfte 2 sowie eine mit
einer Durchbrechung 3 ausgerüstete Schalenkernhälfte 4 besitzt. Der Spulenkörper
5, der die Wicklung 6 trägt, ist mit drei Ansatzstegen 7 ausgerüstet, von denen
in F i g. 1 nur ein Ansatzsteg im Schnitt und ein anderer Ansatzsteg in der Seitenansicht
dargestellt sind. Zwischen den Ansatzstegen 7 ist der magnetisierbare Abgleichkern
8 verschraubbar und damit verstellbar gelagert. Zwischen dem Abgleichkern 8 und
der SchalenkernhäIfte 4 befindet sich nur an den Stellen der Ansatzstege 7 ein Luftspalt,
während dieser an den übrigen Stellen kaum von Bedeutung ist. So ist beispielsweise
der Luftspalt zwischen dem Abgleichkern 8 und dem Schalenkernteil
4 an dem Spalt 9 außerordentlich gering. Durch Verstellung des Abgleichkernes
8 innerhalb des Spulenkörpers 5 zwischen den Ansatzstegen 7 wird der Luftspalt 10
zwischen dem Abgleichkern und dem Mittelsteg 1 verändert. Die Induktivität der elektrischen
Spule wird dadurch variiert.
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In F i g. 2 ist im Schnitt PI der Spulenkörper 5 mit den Ansatzstegen
7 dargestellt.
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F i g. 3 zeigt eine Aufsicht auf den Spulenkörper 5. Aus dieser Aufsicht
ist erkennbar, daß der Spulenkörper mit drei um einen Winkel von je 120° versetzten
Ansatzstegen 7 versehen ist. Diese Ansatzstege sowie der innere Mantel des Wicklungskörpers
sind mit einem Gewinde versehen.
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In F i g. 4 ist im Schnitt II-II die Schalenkernhälfte 4 dargestellt,
die eine Durchbrechung 3 für den Abgleichkern aufweist. In F i g. 5 ist eine Aufsicht
auf diese Schalenkernhälfte 4 dargestellt. Die Durchbrechung 3 ist mit Aussparungen
11 versehen, die zur Aufnahme der Spulenkörperansatzstege 7 dienen.
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In F i g. 6 ist im Schnitt HI-III und in F i g. 7 in der Aufsicht
eine andere Ausbildung der elektrischen Spule dargestellt. Hierbei weist der Spulenkörper
5 nur zwei um einen Winkel von 180° versetzte Ansatzstege 12 auf, zwischen denen
der Abgleichkern 8 mittels Gewinde verstellbar gelagert ist. Die durchbrochene Schalenkernhälfte
4 ist ebenfalls mit Aussparungen 13 für die Ansatzstege 12 versehen.
An diesen Stellen ist der Abgleichkern 8 von der Schalenkernhälfte 4 durch einen
größeren Luftspalt getrennt, während er an den übrigen Stellen nur durch einen sehr
kleinen Luftspalt von der äußeren Schalenkernhälfte 4 getrennt ist.
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Das in den F i g. 8 und 9 dargestellte Beispiel einer elektrischen
Spule (F i g. 8 zeigt den Schnitt IV-IV und F i g. 9 die Aufsicht) unterscheidet
sich dadurch von dem in den F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel, daß
die Schalenkernhälfte 2 keinen Mittelsteg aufweist. Die Schalenkernhälfte
4 ist wiederum mit einer Durchbrechung versehen, die an den Stellen der Ansatzstege
12 des Spulenkörpers 5 mit Aussparungen 13 versehen ist. Durch den Verzicht auf
einen Mittelsteg in der unteren Schalenkernhälfte kann die gesamte Höhe der erfindungsgemäßen
elektrischen Spule verringert werden.
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Bei einem Spulenkörper aus Kunststoff kann auf das Einschneiden von
Innengewinden in die Ansatzstege verzichtet werden, denn der mit Außengewinde versehene
Abgleichkern schneidet während des Einführens zwischen die Kunststoff-Ansatzstege
Gewinderillen in die Ansatzstege ein.