DE1414834C3

DE1414834C3 - Transmitter with a closed pot core, the jacket of which has a number of openings

Info

Publication number: DE1414834C3
Application number: DE1414834A
Authority: DE
Inventors: Clair Loring Bronxville N.Y. Farrand; Harold Jansen Teaneck N.J. Hasbrouck
Original assignee: Inductosyn Corp
Current assignee: Inductosyn Corp
Priority date: 1959-08-25
Filing date: 1960-07-16
Publication date: 1974-08-22
Also published as: BE590018A; CH371179A; DE1414834A1; GB917299A; DE1414834B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Übertrager mit mindestens einer Wicklung und einem geschlossenen Topfkern aus ferromagnetischem Material, dessen Mantel eine Anzahl öffnungen aufweist, durch welche die Wicklungsenden nach außen geführt sind.The invention relates to a transformer with at least one winding and one closed Pot core made of ferromagnetic material, the jacket of which has a number of openings, through which the winding ends are led to the outside.

Präzisions-Rechenübertrager, wie sie beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 849 668 bekannt sind und in Digital-Analog-Wandlern Verwendung finden, weisen eine mit Anzapfungen versehene Wicklung auf, die entweder als transformatorischer Spannungsteiler dient oder mit einer Primärwicklung zusammenwirkt. Die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Anzapfungen untereinander und zur Gesamtwicklung müssen dabei mit äußerster Genauigkeit vorbestimmten Werten entsprechen.Precision arithmetic transmitter, as known, for example, from US Pat. No. 2,849,668 and are used in digital-to-analog converters have a winding provided with taps which either serves as a transformer voltage divider or interacts with a primary winding. The transmission ratios of the individual taps to one another and to the overall winding must correspond to predetermined values with the utmost precision.

In dem Buch von Nottebrock »Bauelemente der Nachrichtentechnik«, Teil III, »Spulen«, ist auf Seite 182 ein Übertrager der eingangs genannten Art beschrieben. Er ist jedoch für eine Verwendung als Rechenübertrager nur sehr schlecht geeignet. Auch wenn bei ihm die Anzapfungen, wie in dem Aufsatz von Rabe »Die konstruktive Ausbildung von Gerätespulen« in der Zeitschrift »Feinwerktechnik«, Heft 6, 1956, auf Seite 215 gezeigt, als bifilar herausgeführte Drahtschleifen ausgebildet werden, sind bei ihm die Übersetzungsverhältnisse durch die Lage auf der Wicklung bestimmt, was einen hohen Aufwand beim Anfertigen der Wicklung bedingt. Ein solcher Übertrager ist daher in der Herstellung teuer und kaum einer Massenfertigung zugänglich.In Nottebrock's book "Components of communications engineering", Part III, "Spulen", is on Page 182 describes a transformer of the type mentioned above. However, it is intended for use as a Arithmetic transformer only very poorly suited. Even if with him the taps, as in the essay von Rabe "The constructive formation of device coils" in the magazine "Feinwerktechnik", issue 6, 1956, shown on page 215, are designed as bifilar wire loops, which are the Transmission ratios determined by the position on the winding, which is a high effort Making the winding conditionally. Such a transformer is therefore expensive to manufacture and hardly ever accessible to mass production.

Aus fertigungstechnischen Gründen kann daher ein solcher Übertrager nur mit ganzzahligen Windungen ausgeführt werden. Dies hat aber zur Folge, daß die Gesamtwindungszahl relativ hoch sein muß, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse realisieren zu können. Dies verteuert den Übertrager und erschwert dessen Herstellung weiterhin.For manufacturing reasons, such a transformer can therefore only have integer turns are executed. But this has the consequence that the total number of turns must be relatively high in order to to be able to realize the desired gear ratios. This makes the transformer more expensive and difficult its manufacture continues.

Der strukturelle Aufbau von offensichtlich zur Aufnahme von Spulen bestimmter Topf- oder Schalenkerne ist bekannt aus den Datenblättern B 65571 und B 65572 der Firma Siemens & Halske AG vom April 1958. Die dort gezeigten Hochfrequenzkerne weisen neben einem zylindrischen Kernstück einen Mantel aus ferromagnetischem Material auf, in dem sich eine Anzahl von öffnungen in 90°-Abständen befinden. The structural design of pot or pot cores obviously intended to receive coils is known from the data sheets B 65571 and B 65572 from Siemens & Halske AG from April 1958. The high-frequency cores shown there have a jacket in addition to a cylindrical core made of ferromagnetic material, in which there are a number of openings at 90 ° intervals.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Präzisions-Übertrager, insbesondere für Rechenzwecke, zu schaffen, bei dem das Übersetzungsverhältnis nicht von der genauen Lage der Anzapfung an der Wicklung abhängt und der somit leicht und — was für eine Massenfertigung von großer Bedeutung ist — äußerst genau reproduzierbar gefertigt werden kann und bei dem die Anzapfungen sowie die Wicklungsenden auch bei genau vorgegebenen Windungsbruchteilen liegen können, so daß er mit einer sehr viel geringeren Gesamtwindungszahl und dadurch wesentlich kleiner ausgeführt werden kann.The invention is now based on the object of a precision transformer, in particular for Computational purposes, to create in which the gear ratio does not depend on the exact location of the Tap depends on the winding and is therefore easy and - what a mass production of is of great importance - can be manufactured extremely precisely reproducible and in which the taps as well as the winding ends can also be with precisely specified winding fractions, so that it has a much lower total number of turns and is therefore much smaller can be.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die öffnungen in durch die verlangte Flußverkettung vorbestimmten Winkelabständen angeordnet sind, daß mindestens eine Wicklung mit einer Anzahl über ihren Umfang verteilter Schlaufenanzapfungen versehen ist und daß mindestens zwei der von den Schlaufenanzapfungen gebildeten Wicklungsanschlüsse durch verschiedene öffnungen nach außen geführt sind, derart, daß der Wicklungsabschnitt zwischen diesen beiden Wicklungsanschlüssen einen Teil hat, der das zentrale Kernstück des Topfkernes und eine Anzahl von zwischen den öffnungen liegenden Schenkeln umfaßt und somit nur mit einem Teil des gesamten Magnetflusses verkettet ist.This is achieved according to the invention in that the openings in the required flow linkage Are arranged predetermined angular intervals that at least one winding with a number above their Circumference of distributed loop taps is provided and that at least two of the loop taps formed winding connections are led through different openings to the outside, in such a way, that the winding section between these two winding connections has a part that central core of the pot core and a number of legs lying between the openings and is thus only linked to a part of the total magnetic flux.

Durch die Kombination dieser Merkmale ist das Übersetzungsverhältnis zwischen zwei Wicklungsabschnitten hier nicht auf ganzzahlige Windungen beschränkt, sondern kann genauer dadurch erzielt werden, daß jeder Wicklungsabschnitt mit einer ganzen Zahl von Windungen zuzüglich einem Windungsbruchteil ausgeführt wird. Die ganzzahligen Windungen sind mit dem gesamten Magnetfluß des Übertragers verkettet, und der Windungsbruchteil wird dadurch erhalten, daß das Wicklungsende bzw.Due to the combination of these features, the transmission ratio between two winding sections is not based on whole-numbered turns limited, but can be achieved more precisely by having each winding section with a whole number of turns plus a fraction of turns is executed. The integer Windings are linked to the entire magnetic flux of the transformer, and the winding fraction is obtained in that the winding end or

die Anzapfung durch eine Öffnung geführt wird, die zu der Öffnung für den Wicklungsanfang so gelegen ist, daß der Windungsbruchteil mit dem gewünschten Teil des gesamten Magnetflusses verkettet ist.the tap is led through an opening that is located towards the opening for the beginning of the winding is that the turn fraction is concatenated with the desired part of the total magnetic flux.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Topfkern in an sich bekannter Weise ein zylindrisches Kernstück und sein Mantel einen zylindrischen Hohlkörper mit zwei Endplatten auf, von denen eine vorzugsweise mit dem Kernstück und dem zylindrischen Hohlkörper einstückig ist. Die Öffnungen können sich dabei entweder in an sich bekannter Weise in dem zylindrischen Hohlkörper befinden, dann sind sie vorteilhafterweise als achsenparallele Schlitze ausgebildet, oder in mindestens einer der Endplatten. Für eine universelle Verwendbarkeit ist es günstig, wenn die Öffnungen untereinander in gleichem Winkelabstand angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention, the pot core has a known manner cylindrical core piece and its jacket a cylindrical hollow body with two end plates on, of one of which is preferably integral with the core piece and the cylindrical hollow body. The openings can either be in a known manner in the cylindrical hollow body, then they are advantageously designed as axially parallel slots, or in at least one of the End plates. For universal usability, it is advantageous if the openings are in one another are arranged at the same angular distance.

Eine weitere Spule, die offensichtlich ebenfalls nicht von ferromagnetischem Material umgeben ist und daher auch keinen Topfkern aufweist, ist als bekannt dem britischen Patent 747 875 zu entnehmen. Aufgabe dieser bekannten Anordnung ist es, die Wicklung mit Anzapfungen zu versehen, wobei jedoch die Wicklung nicht schleifenförmig herausgeführt werden soll. Diesem britischen Patent kann daher die Lehre entnommen werden, mittels eines Biegewerkzeuges nach mehreren Wicklungen des Spulendrahtes eine Abbiegung an bestimmter Stelle mit äußerster Präzision herzustellen, an welche dann ein Verbindungsdraht angelötet wird, der durch einen Sockel mit einer Anschlußlasche in Kontakt steht.Another coil that is obviously not surrounded by ferromagnetic material either and therefore does not have a pot core, is known from British patent 747 875. The object of this known arrangement is to provide the winding with taps, with however, the winding should not be looped out. This UK patent can therefore the teaching can be removed by means of a bending tool after several windings of the Coil wire to make a bend at a certain point with extreme precision, at which then a connecting wire is soldered on, which is in contact through a socket with a connection lug.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt The invention is explained in more detail below with reference to some exemplary embodiments shown in the drawings. It shows

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Wicklungsenden und Schlaufenanzapfungen durch Öffnungen in der Seitenwand der Magnetkonstruktion geführt sind,Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment according to the invention, in which the Winding ends and loop taps through openings in the side wall of the magnet construction are led

F i g. 2 eine auseinandergezogen dargestellte perspektivische Ansicht nach Fig. 1,F i g. 2 is an exploded perspective view according to FIG. 1,

Fi g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Steckeinheit mit einem Gehäuse, das die Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 umgibt, aber auch die Ausführungsform nach F i g. 5 aufzunehmen vermag,Fi g. 3 shows a vertical section through a plug-in unit with a housing that the embodiment of F i g. 1 and 2 surrounds, but also the embodiment according to FIG. 5 is able to accommodate

F i g. 4 eine Vorrichtung zum Wickeln des Übertragers nach der Erfindung,F i g. 4 shows a device for winding the transformer according to the invention,

F i g. 5 eine schaubildliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Schlaufenanzapfungen und Wicklungsenden durch Öffnungen in einer Endplatte der Magnetkonstruktion austreten, undF i g. 5 is a perspective view of a second embodiment according to the invention, in which the Loop taps and winding ends through openings in an end plate of the magnet construction exit, and

F i g. 6 einen schematischen Schnitt, aus dem hervorgeht, wie die Anzapfung durch das Feldglied zur Bildung einer Bruchteilwindung des gewünschten Wertes herausgeführt werden kann.F i g. 6 is a schematic section showing how the tap through the field member for Formation of a fraction turn of the desired value can be led out.

In F i g. 4 ist eine Wickelanordnung dargestellt, die zum Wickeln der Übertrager nach der Erfindung verwendet werden kann. Die Wickelanordnung 45 weist eine Welle 46 auf, die einen abnehmbaren Spulenkörper 47 trägt, der gemäß F i g. 2 radiale Schlitze 48, 49 an seinen Endplatten 50 und 51 aufweist. In jeder Endplatte sind vier Schlitze im Abstand von 90° angeordnet. Damit sind die Schlaufenanzapfungen so angeordnet, daß sie durch Kernöffnungen, die der Windungszahl oder einem Bruchteil derselben entsprechen, herausgeführt werden können. Damit ist die Spule vorteilhaft auf einem Spulenkörper aufgewickelt, der vier Schlitze hat, die dazu dienen, die Anzapfungen in der Nähe der richtigen Öffnungen des Kernes vorzusehen, wobei vier, acht, zehn oder irgendeine beliebige Zahl von Öffnungen angeordnet sein können.In Fig. 4 there is shown a winding arrangement used to wind the transducers of the invention can be. The winding assembly 45 has a shaft 46 which has a removable bobbin 47 carries, which according to F i g. 2 has radial slots 48, 49 on its end plates 50 and 51. In Each end plate has four slots spaced 90 degrees apart. With that the loop taps are arranged so that they pass through core openings corresponding to the number of turns or a fraction thereof correspond, can be brought out. This means that the coil is advantageously on a coil body coiled, which has four slots that serve to keep the taps near the correct one Provide openings in the core, being four, eight, ten or any number of openings can be arranged.

An der einen Seite des Spulenkörpers 47 hat die Welle eine kreisförmige Anordnung von im Abstand angeordneten Stiften 52, 53 usw. Diese Stifte sind im Abstand von 90° angeordnet und liegen gegenüber ίο den Schlitzen 48. An der anderen Seite des Spulenkörpers ist eine ähnliche Gruppe von vier herausnehmbaren Stiften, wie 54, 55, 56, angeordnet, und zwar in einer solchen Lage, daß sie Schlaufenanzapfungen aufnehmen können. Die Primärwicklung ist zuerst auf den Kern gewickelt und die Sekundärwicklung auf der Primärwicklung angeordnet, wobei zwischen beiden noch ein Kunststoffband angeordnet sein kann.On one side of the bobbin 47, the shaft has a circular arrangement of at a distance arranged pins 52, 53 etc. These pins are arranged at a distance of 90 ° and are opposite ίο the slots 48. On the other side of the bobbin is a similar group of four removable pins, such as 54, 55, 56, arranged, and although in such a position that they can accommodate loop taps. The primary winding is first wound on the core and the secondary winding is arranged on the primary winding, whereby a plastic band can also be arranged between the two.

In F i g. 2 ist der Spulenkörper 47 mit einer auf ihm aufgewickelten Wicklung dargestellt. F i g. 2 zeigt ferner noch einen Magnetkern, der den Magnetkreis für die Wicklung schließt. Ein beispielsweise bei 57 dargestelltes Magnetglied hat eine zylindrische äußere Wand 58 mit vier radialen Schlitzen 59, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, ferner hat dieses Magnetglied eine einstückige Endplatte 60 und eine einstückige innere, hohle und zylindrische Nabe 61, die einen Ringraum 62 bildet, in den der Spulenkörper 47 paßt. Durch die Schlitze 59 ergeben sich Ausgänge, durch die die Schlaufenanzapfungen und die Klemmen austreten. Die Endplatte 64 der F i g. 2 paßt auf den Teil 57 und schließt damit den Magnetkreis. Die Platte wird in ihrer Lage durch eine Schraube 65 und eine Mutter 66 gehalten. Wie in F i g. 3 dargestellt, kann die aus Wicklung und der Magnetkonstruktion 67 bestehende Baueinheit in einem Gehäuse 68 angeordnet werden, das eine Grundplatte 69 mit den Stiften 20 aufweist, an die die verschiedenen Klemmen und Schlaufenanzapfungen angelötet sind. Die Grundplatte 69 schließt das eine Ende des Gehäuses 68 und ist durch einen Klebstoff 70 dort befestigt. Am Oberteil des Gehäuses ist ein Deckel 71 vorgesehen, und das Innere des Gehäuses kann durch eine geeignete Abdichtmasse gefüllt werden, in der die Vorrichtung 67 eingebettet ist. Durch Isolierringe 72 und 73 wird verhindert, daß der Draht der Wicklung den Magnetkern berührt.In Fig. 2 shows the bobbin 47 with a winding wound on it. F i g. 2 also shows a magnetic core that closes the magnetic circuit for the winding. One example Magnet member shown at 57 has a cylindrical outer wall 58 with four radial slots 59 which are arranged at right angles to each other, this magnetic member also has an integral end plate 60 and a one-piece inner, hollow and cylindrical hub 61 defining an annular space 62 into which the bobbin 47 fits. The slots 59 result in outputs through which the loop taps and the clamps emerge. The end plate 64 of FIG. 2 fits on part 57 and thus closes the magnetic circuit. The plate is held in place by a screw 65 and a nut 66. As in Fig. 3, the assembly consisting of the winding and the magnet structure 67 can be arranged in a housing 68 which has a base plate 69 with the pins 20 on which the various clamps and loop taps are soldered on. The base plate 69 closes one end of the housing 68 and is secured there by an adhesive 70. At the top of the Housing a cover 71 is provided, and the interior of the housing can by a suitable sealing compound be filled, in which the device 67 is embedded. By insulating rings 72 and 73 is prevents the wire of the winding from touching the magnetic core.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 5 hat der Übertrager 75 einen magnetischen Kern mit einer nichtdurchlöcherten Seitenwand 76 und einer abnehmbaren magnetischen Endplatte 77, die in ihrer Lage durch eine Schraube 88 und eine Mutter 66 gehalten ist. Die Platte 77 hat Öffnungen 78, die sich entlang der Bahn der Wicklung erstrecken und durch die sich die Leitungen oder Anschlüsse 79 und die Schlaufenanzapfungen 80 erstrecken.In the embodiment according to FIG. 5, the transmitter 75 has a magnetic core with a non-perforated side wall 76 and a removable magnetic end plate 77, which is in its Position is held by a screw 88 and a nut 66. The plate 77 has openings 78, which extend along the path of the winding and through which the lines or terminals 79 and the Loop taps 80 extend.

F i g. 6 zeigt, wie die Schlaufenanzapfung 84, die .typisch für irgendeine der Schlaufenanzapfungen gemaß F i g. 1 ist, durch eine Öffnung des Feldgliedes 85 herausgebracht werden kann, um den gewünschten Bruchteil einer Windung hinzuzufügen. Der Anfang der Wicklung 86 erstreckt sich durch eine Öffnung 87 des Feldgliedes, wobei der Spulenträger 47 gemäß F1 g. 2 in dieser schematischen Figur weggelassen ist. Das Feldgüed 85 hat vier Öffnungen 87, die im Abstand von 90° voneinander angeordnet sind. Wenn nun die Schlaufe 84 aus der Öffnung 87F i g. 6 shows how the loop tap 84, which is typical of any of the loop taps F i g. 1 can be brought out through an opening of the field member 85 to the desired Add fraction of a turn. The beginning of the winding 86 extends through an opening 87 of the field member, the coil carrier 47 according to F1 g. 2 is omitted in this schematic figure is. The Feldgüed 85 has four openings 87 which are arranged at a distance of 90 ° from one another are. If now the loop 84 from the opening 87

austreten würde, wäre die dargestellte Wicklung an einer Windung angezapft, so daß also die Wicklung nur eine effektive Windung hätte. Wenn die Schlaufe 84 aus der Öffung89 austritt, hat die dargestellte Wicklung eine wirksame Windung von '/4 Länge. Wenn die Schlaufenanzapfung 84 aus der öffnung 90 herausgebracht würde, so hätte die Wicklung I¹A Windungen. Die wirksame Zahl von Windungen ist nicht auf die Zahl der durch die Punkte bestimmten Windungen beschränkt, an denen die Anzapfungen; wie beispielsweise 84, aus der Wicklung herausgebracht werden.would emerge, the winding shown would be tapped at one turn, so that the winding would only have one effective turn. When the loop 84 exits the opening 89, the winding shown has an effective turn of 1/4 length. If the loop tap 84 were brought out of the opening 90, the winding would have I ¹ A turns. The effective number of turns is not limited to the number of turns determined by the points at which the taps; such as 84, can be brought out of the winding.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, tritt eine Vielzahl von Anzapfungen, wie 91 und 92, aus verschiedenen Lagen der Wicklung durch den gleichen Schlitz 59 aus.As shown in FIG. 1, a plurality of taps, such as 91 and 92, exiting from different layers of the winding through the same slot 59.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1414 claims:

1. Transformer with at least one winding and a closed ferromagnetic pot core Material whose jacket has a number of openings through which the Winding ends are led to the outside, characterized in that the openings (59; 78; 87, 89, 90) at angular intervals predetermined by the required flux linkage are arranged that at least one winding with a number distributed over its circumference Loop taps (91, 92; 80; 84) is provided and that at least two of the loop taps formed winding connections led through various openings to the outside are in such a way that the winding section between these two winding connections is a part which has the central core of the pot core and a number of between the openings lying legs and thus concatenated with only part of the total magnetic flux is.

2. Transmitter according to claim 1, characterized in that the pot core (57) is a cylindrical Core piece (61) and its jacket have a cylindrical hollow body (58) with two end plates (60, 64), one of which (60) preferably with the core piece (61) and the cylindrical hollow body (58) is in one piece.

3. Transmitter according to claim 2, characterized in that the openings (59) in the cylindrical hollow body (58) are located.

4. Transmitter according to claim 3, characterized in that the openings (59) are parallel to the axes Slots are formed.

5. Transmitter according to claim 2, characterized in that the openings (78) in at least one (77) of the end plates are located.

6. Transmitter according to one of the preceding claims, characterized in that the openings (59; 87, 89, 90) are arranged at equal angular distances from one another.