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Transformator mit einem feststehenden und einem rotierenden Kernteil
Die Erfindung betrifft einen Transformator für Bildbandgeräte mit rotierendem Kopfrad,
der aus einem feststehenden und einem von diesem durch einen Luftspalt getrennten
rotierenden Kernteil mit je einer einlagig ausgeführten Wicklung auf den einander
zugekehrten Seiten des Luftspaltes besteht.
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Wegen des großen Frequenzbereiches von Video-Signalen ist es schwierig,
diese unmittelbar aufzuzeichnen. Das Verhältnis der höchsten zur niedrigsten aufzuzeichnenden
Frequenz kann man verkleinern, wenn man nicht unmittelbar die Video-Signale, sondern
einen mit den Video-Signalen frequenzmodulierten Träger aufzeichnet. Durch die bei
der Frequenzmodulation erzielte Verringerung der relativen Bandbreite ist es möglich,
bei Bildbandgeräten mit rotierendem Kopfrad zur Signalübertragung zwischen Aufnahme-
bzw. Wiedergabeverstärker und rotierenden Köpfen anstelle
von Schleifringzuführungen
Transformatoren mit,einem feststehenden und einem rotierenden Kernteil zu
verwenden und
dadurch die bei Schleifringzuführungen durch mechanische Kontakte
auftretenden Störungen zu vermeiden.
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Es sind bereits derartige Transformatoren bekannt, für die als
Kernmaterial
im allgemeinen stark manganhaltige Ferrite verwendet werden, die aufgrund ihrer
hohen Permeabilität zur Übertragung hoher Frequenzen, wie sie in Videosignalen enthalten
sind, besonders geeignet sind. Die Brauchbarkeit dieser Transformatoren wird begrenzt
durch die Größe der magnetischen Streuung und durch die Größe der@schädlichen Wicklungskapazität,
die sich aus der Kapazität der einzelnen Windungen einer Wicklung gegeneinander
sowie der Kapazität der Wicklungen gegen das Kernmaterial zusammensetzt. Diese beiden
Größen müssen also so klein wie möglich sein.
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Bei einem bekannten Tranformator sind die Wicklungen in
kon-
zentrischen Nuten angeordnet, die einander gegenüberliegend
in
den beiden aus Ferrit bestehenden Kernteilen angeordnet sind.
Diese
Lösung ermöglicht zwar die Einstellung eines kleinen
Luftspaltes ünd ist daher
günstig im Hinblick auf die Streuung, jedoch ist sie sehr teuer, da sich die
Nuten bei Ferritkernen I nicht im Spritz- oder Pressverfahren anfertigen lassen,
sondern in einem getrennten Arbeitsgang durch Schleifen oder Fräsen hergestellt
werden müssen. Da gerade Ferritmaterial sehr spröde ist und sich nur schwer formen
und bearbeiten läßt, ergeben sich
bei der Herstellung der Kernteile
beträchtliche Ausschußquoten,
weil enge Fertigungstoleranzen eingehalten
werden müssen.
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Es ist außerdem bekannt, eine solche Anordnung dadurch zu verbessern,
daß man die Tiefe jeder Nut mindestens zweimal größer macht als die Höhe der an
der offenen Seite der Nut angebrachten Wicklung, und daß man die Wicklungen einlagig
ausführt. Diese Maßnahmen bewirken zwar eine Verringerung der Wicklungskapazität,
haben jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf den Streufaktor, so daß bei
dieser Anordnung der Kopplungsfaktor nicht verbessert
wird. Außerdem steigen
bei dieser Anordnung die Herstellungs-und Montagekosten, da die Herstellung
der Kernteile wegen der geforderten großen Tiefe der Nut weiter erschwert
ist'und wesentlicY:e Nachteile der Anordnung darin bestehen, daß es schwierig .3t,
die Wicklungen an der offenen Seite der.Nut anzubringen. Hierfür ist nämlich entweder
ein Spulenkörper oder bei freitragender Anordnung der Wicklungen ein Ausgießen der
Nuten mit einem Füllmaterial erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Transformator
mit einem feststehenden und einem rotierenden Kernteil nicht nur die schädliche
Wicklungskapazität, sondern auch die Streuung herabzusetzen und gleichzeitig die
Herstellung zu vereinfachen und damit die Fertigungskosten zu senken.
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Die Erfindung besteht darin, daß als Kernmaterial ein Ferrit mit sehr
geringer Leitfähigkeit verwendet ist, und daß die Wicklungen in Form gedruckter
Leiterzüge unmittelbar auf der ebenen Oberfläche der Kernteile so angeordnet sind,
daß der
Abstand zwischen den Windungen jeder Wicklung wenigstens
etwa , gleich der Breite der Leiterzüge ist.
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Da es sich bei dem gemäß der Erfindung als Kernmaterial ver- wendeten
Ferrit praktisch um einen Nichtleiter handelt, ist es'
möglich, die Wicklungen
unmittelbar auf der Oberfläche ,der Kern-
teile anzuordnen und dennoch
die schädliche Kapazität kleinzuhalten, da der kapazitive Nebenschluß,
den ein leitfähiges Kern-
material darstellen würde,
vermieden wird. Eine sehr geringe Leitfähigkeit besitzen beispielsweise
stark nickelhaltige Ferrite, wie z.B. NiZnPe, bei denen der spei.
Widerstand meist mehr als
105 Ohm . cm beträgt. Die Permeabilität
dieser,Ferrite ist zwar geringer als die der sonst üblicherweise verwendeten
stark manganhaltigen Ferrite mit geringerem spei. Widerstand, jedoch
spielt
die-Permeabilität wegen des hier ohnehin vorhandenen
Luftspaltes
keine entscheidende Rolle, so daß der Vorteil, der
aufgrund der sehr geringen
Leitfähigkeit dieses Materials hin-
sichtlich der Wicklungskapazität mit
einfachsten fertigungs-
technischen Mitteln erreicht wird, bei weitem
überwiegt.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der Anwendung
der
Technik gedruckter Schaltungen, da hierdurch die Wick-
lungen einfach anzubringen
sind und enge Toleranzgrenzen ein-
gehalten werden können. Wegen der sehr
geringen und gleichmäßigen'
Dicke gedruckter Leiterzüge ist es möglich, die
Kernteile ohne
Nuten auszubilden. Der dadurch erreichte Fortfall eines
Arbeitsganges und die damit verbundene Verringerung der Ausschußquote
führt bei der Herstellung der Kernteile zu einer erheblichen
'Kostensehkung.
Die auf der ebenen Oberfläche der Kernteile angeordneten Leiterzüge ragen@zwar in
den Luftspalt hinein, sie sind aber so dünn, daß der Abstand der Kernteile gegenüber
den Lösungen mit Nuten praktisch nicht vergrößert wird, so daß mit der erflAdungsgemäßen
Anordnung kleine Streuwerte bzw. ein guter Kopplungsfaktor erzielt wird.
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Durch die Einhaltung eines Abstandes zwischen den einzelnen Windungen
einer Wicklung wird außerdem die Kapazität zwischen den einzelnen Windungen herabgesetzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Mit 1 ist der feststehende und mit 2 der auf einer Welle
3 sitzende rotierende Kernteil bezeichnet, deren einander gegenüberliegende Oberflächen
eben geschliffen und senkrecht zur Rotationsachse 4 ausgerichtet'sind. Die Kernteile
sind durch einen Luftspalt 5 getrennt, der sehr weit gezeichnet ist, damit man die
Anordnung der Wicklungen deutlich erkennen kann. Die Wicklungen sind als gedruckte
Leiterzöge 6 ausgeführt und unmittelbar auf der ebenen Oberfläche der Kernteile
angeordnet. Zwischen den einzelnen Windungen jeder Wicklung ist ein Abstand von
ungefähr der Breite der Leiterzüge eingehalten. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser
Ausführungsform bei einem Durchmesser der Kernteile von 60 mm ein Luftspalt
von 092 mm ohne weiteres einstellbar ist.
Die Zeichnung ist auf
eine Ausführungsform mit axial hinter-
einander angeordneten Kernhälften beschränkt,
da es sich
gezeigt hat, daß hierbei die Toleranzgrenzen bei
der Herstellung der Kernteile und bei der Montage des Transformators einfacher
eingehalten
werden können, als bei einer anderen möglichen Aus-
führungsform mit
koaxial angeordneten Kernteilen. Die Vorteile
der Erfindung kommen aber auch.
bei der zuletzt genannten Aus-
führungsform in vollem Maße zur Geltung.