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Wechselstromdurchflossene Spule Zusatz-anmeldung zur Paten.tanme1dunq
P 23 50 805.6 Das Hauptpatent ....................(Patentanmeldung P 23 50 805.6)
betrifft eine wechselstromdurchflossene Spule mit einer aus einem im wesentlichen
elektrisch leitenden, vorzugsweise gutleitenden Material gebildeten Abschirmung
in Form einer den Außenumfang der Spule enganliegend
umgebenden
und deren Stirnflächen freigebenden Hülle, bei der durch eine elektrische Unterbrechung
ein induktiver Kurzschluß der Spulenwicklung ausgeschlossen ist. Hierbei erstreckt
sich die elektrische Unterbrechung über die gesamte Länge der Hülle, und zwar in
Richtung des - im von der Hülle bzw. Spulenwicklung umschldssenen Raum verlaufenden
- Magnetflusses. Vorzugsweise ist die elektrische Unterbrechung durch einen Überlappstoß
der Hülle mit einem elektrisch nichtleitenden Material zwischen den betreffenden
gegeneinanderstoßenden Verbindungsflächen hergestellt.
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Wie bei üblichen Abschirmungen für hochfrequente elek tromagnetische
Felder werden in der (Schirin-)Hülle einer Spule der vorbeschriebenen Art Wirbelströme
induziert, die durch das von ihnen erzeugte magnetische Feld dem einwirkenden magnetischen
Feld des in der Spulenwicklung fließenden Stromes in dem Maße entgegenwirken, daß
durch die Hülle (bei entsprechender Dicke) praktisch kein magnetischer Fluß hindurchtreten
kann. Infolge der Hülle wird also bei der Spule praktisch nur durch die Durchtrittsöffnungen
ein magnetischer Fluß verlaufen, mit anderen Worten, der magnetische Fluß wird in
definierter Weise geführt. Dabei ist im Rahmen der Gestaltungsmöglichkeiten des
von Fr Hülle umschlossenen Raues jede gewünschte Führung des magnetischen Flusses
realisierbar.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß die vorbeschriebene Konzeption der
(Schirm-)Hülle, namlich mit einer in Richtung des Magnetflusses sich erstreckenden
elektrischen Unterbrechung, bei Spulen von komplizierter Form insbesondere bei geringen
Abmessungen zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Hülle führen kann. Dles
soll
durch die Erfindung weitgehend ausgeschlossen werden.
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Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patent an spruchs 1 gelöst.
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Bei der Spule gemäß der Erfindung verläuft somit die elektrische Unterbrechung
der Hülle schraubenlinienförmig um den - im von der Hülle bzw. Spulenwicklung umschlossenen
Raum vorhandenen - Magnetfluß. Die Wirkung dieser Hülle ist dieselbe wie bei der
Hülle der eingangs beschriebenen Spule. Es wird eine wirksame Abschirmung zur Reduktion
des Streuflusses erzielt, die sowohl bei Spulen ohne Kern als auch bei Spulen mit
Kern verwendbar ist, wobei die Abschirmung an eine spezielle Form weder der Spulenwicklung
noch eines ggf.
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vorhandenen Kernes gebunden ist.
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Ein Austreten von magnetischem (Streu-)Fluß an der elektrischen Unterbrechung
kann in einfacher Weise dadurch verhindert werden, daß benachbarte Windungen (der
Hülle) sich überlappen und zwischen den betreffenden gegeneinanderstoßenden Flächen
der Windungen ein nichtleitendes Material eingefügt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und der im Unteranspruch gekennzeichneten
Weiterbildung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht einer aus Darstellungsgründen
teilweise aufgebrochenen Spule, welche beispielsweise als Kopplungselement zwischen
einer ein Signal in Form eines hochfrequenten
Wechselstromes erzeugenden
Sendeeinrichtung eines spurgebundenen Fahrzeuges und einer längs seines Fahrweges
sich erstreckenden Leitung verwendbar ist.
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Diese Spule besteht aus einem Kern 1 vorzugsweise aus ferromagnetischem
Material (z. 8. Ferrit) mit einer nur im mittleren Bereich desselben aufgebrachten
Wicklung 2 aus isolierten Windungen, beispielsweise Kupferdraht mit einer Lackierung.
Die gesamte Anordnung ist von einer enganliegenden Schirm-Hülle 3 aus einem elektrisch
gutleitenden Material (Kupfer o..dgl,) umgeben, welche nur die Polflächen 4 des
Kernes 1 freigibt. Hierbei ist die Schirm-Hülle 3 in Form einer Wicklung mit flachen,
bandförmigen Windungen 5 ausgebildet die freien Enden 6 dieser Wicklung sind verjüngt.
Infolge der (nicht ersichtlichen) Isolation der Windungen der (Spulen-) Wicklung
2 sind diese nicht nur gegeneinander, sondern zwangsläufig auch gegenüber der Schirm-Hülle
3 isoliert.
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Die gewählte Ausbildung der Schirm-Hülle 3 hat einerseits den Vorteil,
daß sie sich ohne Schwierigkeiten auf dem Kern 1 bzw. der Wicklung 2 aufbringen
läßt. Andererseits läßt sich in einfacher Weise ausschließen, daß die Schirm-Hülle
3 als eine die Wicklung 2 induktiv kurzschließende Wicklung wirkt. Dazu ist zwischen
den gegeneinanderstoßenden Flächen der Windungen 5 der Schirm-Hülle 3 ein nichtleitendes
Material 7 eingefügt, beispielsweise ein Klebstoff. Somit weist die Schirm-Hülle
3 eine elektrische Unterbrechung (nichtleitendes Material 7) auf, die schraubenlinienförmig
um den von jener umschlossenen Raum bzw. - sobald die Wicklung 2 von einem Wechselstrom
durchflossen wird - um den in diesem Raum vorhandenen Magnetfluß verläuft.
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Natürlich können die Windungen 5 der Schirm-Hülle 3 einseitig über
die gesamte Breite mit dem nichtleitenden Material 7 beschichtet sein.
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Wie aus der Zeichnung noch ersichtlich ist, überlappen sich benachbarte
Windungen 5 der Schirm-Hülle 3. Hierdurch wird ausgeschlossen, daß zwischen diesen
Windungen 5 ein magnetischer Streufluß austreten kann. Durch die Schirm-Hülle 3
wird bei der vorbeschriebenen (wechselstromdurchflossenen) Spule erreicht, daß praktisch
nur an den freien Polflächen 4 des Kernes 1 ein magnetischer Fluß austreten kann,
also nur an solchen Stellen, wo ein magnetischer (Nutz-)Fluß erwünscht ist. Um die
Wirkung der Schirm-Hülle 3 als Abschirmung noch zu verstärken, kann man sie auch
aus einem Material mit zusätzlich ferromagnetischen Eigenschaften ausbilden, etwa
aus Eisen. Was den Kern 1 betrifft, so kann auf diesen auch ganz verzichtet werden;
die Wicklung 2 wird man dann auf einem Spulenkörper ggf. aus Kunststoff anordnen.
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Selbstverständlich ist die dargestellte Form der Spule für eine Abschirmung
der vorbeschriebenen Art nicht bindend; die Spule kann z. B. auch einen Rahmenkern
aufweisen. Des weiteren ist die Spule nicht nur als Kopplungselement verwendbar,
sondern beispielsweise auch als induktiver Meßwertgeber zum berührungslosen Erfassen
des Abstandes zweier Objekte.
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- Pa-tentansprüche -