DE29608779U1

DE29608779U1 - Solenoid

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Publication number: DE29608779U1
Application number: DE29608779U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2006-05-16

Description

ZylinderspuleCylinder coil

Die Erfindung betrifft eine Zylinderspule. Zylinderspulen aus Draht gewickelt sind aus der Technik allgemein bekannt.The invention relates to a cylinder coil. Cylinder coils wound from wire are generally known in the art.

Darüber hinaus ist es allgemein bekannt, den Spulenwindungen die unterschiedlichsten Verläufe zu geben, um bestimmte Eigenschaften zu erreichen. Beispielsweise zeigt die DE PS 519 782 eine in besonder Form gewickelten Drahtschleife zur Messung des Erdmagnetfeldes. Ebenso die US PS 512 340, die eine Spule für einen Elektromagneten beschreibt, wobei zwei Windungsdrähte parallel geführt sind.In addition, it is generally known to give the coil windings a wide variety of courses in order to achieve certain properties. For example, DE PS 519 782 shows a wire loop wound in a special shape for measuring the earth's magnetic field. The same applies to US PS 512 340, which describes a coil for an electromagnet, with two winding wires running parallel.

In allen Bereichen der Technik, Medizin und im biologischen Bereich besteht ein Bedarf an verschiedensten Spulen, um kompliziert Felder zu erzeugen. Dies gilt beispielsweise für Spulen für die Supraleitung.In all areas of technology, medicine and biology, there is a need for a wide variety of coils to generate complex fields. This applies, for example, to coils for superconductivity.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Zylinderspule zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und einfacher Variation des Aufbaus vielfältigste Feldstrukturen zuläßt.Therefore, it is the object of the invention to create a cylinder coil which allows a wide variety of field structures with a simple design and easy variation of the design.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Zylinderspule gelöst, die mehrere Tei!wicklungen aufweist, wobei zwei benachbarte Teilwicklungen ein gegenläufige Wicklungsrichtungen aufweisen.According to the invention, the object is achieved by a cylinder coil which has several partial windings, wherein two adjacent partial windings have opposite winding directions.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zylinderspule nach der Erfindung;Fig. 1 is a perspective view of a cylinder coil according to the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Spule aus Fig.4;Fig. 2 is a side view of the coil of Fig.4;

Fig. 3 eine Teilansicht der Spule mit Ringspulen;Fig. 3 is a partial view of the coil with toroidal coils;

Fig. 4 erfindungsgemäß verknotete Windungen der Ringspulen, undFig. 4 shows windings of the toroidal coils knotted according to the invention, and

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Aufbau eines Drahtes.Fig. 5 shows a structure of a wire according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Zylinderspule 10. Längs und um eine Achse X sind auf einem Spulenkörper 18 eine erste, zweite und dritte Zylinderwicklung in Form von Teilwicklungen 13, 14, 15 aufgebracht. Die einzelnen Teilwicklungen 13, 14, 15 sind über Wendeschleifen 16, 17 elektrisch miteinander so verbunden, daß jeweils die Wicklungsrichtung zwischen zwei benachbarten Wicklungen um die Achse X gegenläufig sind, was durch Pfeile angedeutet ist. Fig. 1 shows a preferred embodiment of a cylinder coil 10. A first, second and third cylinder winding in the form of partial windings 13, 14, 15 are applied to a coil body 18 along and around an axis X. The individual partial windings 13, 14, 15 are electrically connected to one another via turning loops 16, 17 in such a way that the winding direction between two adjacent windings is opposite around the axis X, which is indicated by arrows.

So ist die Wicklung 14 in Richtung des Kreispfeiles W (Uhrzeigersinn) gewickelt und die beiden zur Wicklung 14 außen liegenden Wicklungen entgegengesetzt (Gegenuhrzeigersinn). Bevorzugt sind drei, also immer eine ungerade Anzahl von Teilwicklungen 13, 14, 15 vorgesehen.Thus, winding 14 is wound in the direction of the circular arrow W (clockwise) and the two windings on the outside of winding 14 are wound in the opposite direction (counterclockwise). Preferably, three, i.e. always an odd number of partial windings 13, 14, 15 are provided.

In Fig. 1 gestrichelt angedeutet, sind nach einer Weiterbildung Ringspulen 21, 22, 23 vorgesehen, die die Teilwicklungen 13, 14, 15 und den Spulenkörper 18 mit seiner äußeren und inneren Wandungen 19, 20 umlaufen, zwar sind nur drei Ringspulen 21, 22, 23 aus Gründen übersichtlicherer Darstellung gezeigt, jedoch ist jede beliebige Anzahl von Ringspuien vorsehbar. Indicated by dashed lines in Fig. 1, according to a further development, ring coils 21, 22, 23 are provided which run around the partial windings 13, 14, 15 and the coil body 18 with its outer and inner walls 19, 20. Although only three ring coils 21, 22, 23 are shown for reasons of clarity, any number of ring coils can be provided.

Bevorzugt sind immer eine ungerade Anzahl vorgesehen, wobei sich die Wicklungsrichtung zwischen zwei benachbarten Ringspulen 21, 22, 23 gegenläufig umkehrt. Vorzugsweise sind fünf Ringspulen vorgesehen.Preferably, an odd number is always provided, with the winding direction between two adjacent toroidal coils 21, 22, 23 reversing in the opposite direction. Preferably, five toroidal coils are provided.

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An die Tei !wicklungen 15 und 13 sind die Antenne 11 und die Erde 12 angeschlossen. The antenna 11 and the earth 12 are connected to the partial windings 15 and 13.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht mit einem Teilschnitt des Spulenkörpers 18 in einer Detailansicht die Wendeschleifen 16, 17. Zusätzlich ist erkennbar, daß die Teilwicklungen 13, 14, 15 aus zwei parallelen Drähten 24, 25 gewickelt sind. Die elektrische Verschaltung erfolgt vorzugsweise so, daß alle Teil wicklungen 13, 14, 15 mit den in Reihe geschalteten Ringspulen 21, 22, 23 einen durchgehenden Strang bilden. Angeschlossen sind die Ringspulen 21, 22, 23 in den Punkten C, D an den Punkten A, B der Drähte 24, 25, die die Tei !wicklungen 13, 14, 15 aufbauen. Fig. 2 shows a side view with a partial section of the coil body 18 in a detailed view of the turning loops 16, 17. It can also be seen that the partial windings 13, 14, 15 are wound from two parallel wires 24, 25. The electrical connection is preferably made in such a way that all partial windings 13, 14, 15 form a continuous strand with the series-connected toroidal coils 21, 22, 23. The toroidal coils 21, 22, 23 are connected at points C, D to points A, B of the wires 24, 25 that make up the partial windings 13, 14, 15.

In anderen Ausführungsformen können die Ringwicklungen 21, 22, 23, nur z.B. mit den Enden des Drahtes 24 verbunden sein, während der Draht 25 mit seinen freien Enden den Antennenanschluß AT und den Erdeanschluß E bilden. Auf diese Weise bildet der Draht 25 einen Serienschwingkreis und die Kopplung erfolgt über den Draht 24 und die Verkettung zu den Ringspulen 21, 22, 23.In other embodiments, the ring windings 21, 22, 23 can only be connected, for example, to the ends of the wire 24, while the wire 25 with its free ends forms the antenna connection AT and the ground connection E. In this way, the wire 25 forms a series resonant circuit and the coupling takes place via the wire 24 and the chaining to the ring coils 21, 22, 23.

Die Wahl der Anschlüsse kann in beliebiger und zweckmäßiger Weise erfolgen, die vom jeweiligen Anwendungsfall abhängen.The choice of connections can be made in any convenient way, depending on the specific application.

Aufgrund der gegenläufigen Wicklungs- und Spulenabschnitte läßt sich bei einer bestimmten Wicklungs-ZSpulen-lnduktivität eine bestimmte Eigenkapazität der gesamten Zylinderspule 10 erzielen, die je nach Anwendungsfalls festleg bar ist.Due to the opposing winding and coil sections, a certain self-capacitance of the entire cylinder coil 10 can be achieved for a certain winding-Z-coil inductance, which can be determined depending on the application.

An dem Spulenkörper 18 wird nachfolgend die obere Seite als Kopfseite 26 und die Unterseite als Bodenseite 27 der Zylinderspule 10 bezeichnet.On the coil body 18, the upper side is referred to as the head side 26 and the underside as the bottom side 27 of the cylinder coil 10.

Fig.3 zeigt eine Teilansicht des Spulenkörpers 18 längs des Kreispfeiles W, der zur vereinfachten Darstellung geradlinig ausgebildet ist. Die Querschnittsform der Zylinderspule 10 kann flach, eckig, rund, dreieckförmig usw. sein. Fig. 3 zeigt an dem geraden Teilstück des Spulenkörpers 10, wie der Richtungswechsel zwischen zwei benachbarten Ringspulen 22, 23 mittels einer Wendeschleife 28 erfolgen kann. Fig.3 shows a partial view of the coil body 18 along the circular arrow W, which is designed to be straight for simplified representation. The cross-sectional shape of the cylinder coil 10 can be flat, square, round, triangular, etc. Fig.3 shows on the straight section of the coil body 10 how the change of direction between two adjacent ring coils 22, 23 can take place by means of a turning loop 28.

Fig. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung vier Windungsabschnitte zweier benachbarter Ringspulen. Wichtig ist, daß an der Kopfseite 26 der Zylinderspule 10 bzw. des Spuienkörpers 18 (strichpunktiert dargestellt), die Windungen pro Umlauf verknotet sind. Somit werden die Knoten 31, 32 ausgebildet. Fig. 4 shows an enlarged view of four winding sections of two adjacent toroidal coils. It is important that the windings are knotted per revolution on the head side 26 of the cylinder coil 10 or the coil body 18 (shown in dash-dotted lines). This forms the nodes 31, 32.

Weiter ist wichtig, daß diese Knoten 31, 32 von Ringspule zu Ringspule eine gegenläufige Verschlaufung aufweisen können. So wird bei dem Knoten 31 der innere Windungsabschnitt 29 umschlungen und bei dem Knoten 32 der äußere Windungsabschnitt 30.It is also important that these nodes 31, 32 can have an opposite looping from ring coil to ring coil. Thus, in the case of node 31, the inner winding section 29 is looped around and in the case of node 32, the outer winding section 30 is looped around.

Derartige Schleifen oder Knoten 31, 32 sind in der Knüpftechnik oder in der Seefahrt als halber Schlag bekannt. Im mathematischen Sinn werden diese Knoten 31, 32 bzw. Schleifen nach dem Mathematiker Felix Klein, als Klein-Spulen bezeichnet.Such loops or knots 31, 32 are known in knotting techniques or in seafaring as half hitches. In mathematical terms, these knots 31, 32 or loops are called Klein coils after the mathematician Felix Klein.

Fig. 5 zeigt vergrößert einen bevorzugten Aufbau des Drahtes 33, der zu den Ringspuien 21, 22, 23 verwickelt wird. Eine Seele 35 wird in der HaIbschlag-technik oder der Kiein-Spule fortlaufend von der Litze 34 umgeben. In Fig. 6 ist nur eine sehr kurzes Stück des Drahtes 33 aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt. Fig. 5 shows an enlarged view of a preferred structure of the wire 33 which is wound into the ring coils 21, 22, 23. A core 35 is continuously surrounded by the strand 34 in the half-lay technique or the Kiein coil. In Fig. 6, only a very short piece of the wire 33 is shown for reasons of clarity.

An einem freien Drahtende können die Seele 35 und die in zahlreichen Klein-Spulen gewundene Litze 34 elektrisch in dem Punkt 37 miteinander verbunden sein. Zur mechanischen Festigkeit und zum Schutz kann eine Umhüllung oder Isolierung 36 vorgesehen sein.At a free wire end, the core 35 and the strand 34 wound in numerous small coils can be electrically connected to one another at point 37. A sheath or insulation 36 can be provided for mechanical strength and protection.

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Bezeichnet man die einzelnen Wicklungsrichtungen als Freiheitsgrade, soIf the individual winding directions are referred to as degrees of freedom,

besitzt die Litze 34 drei Freiheitsgrade: einen um die Seele einen orthogonal über die Doppelwicklung (Teilwicklungen) einen als Kronenwicklung über die Verknotung.the strand 34 has three degrees of freedom: one around the core, one orthogonally via the double winding (partial windings) one as a crown winding via the knot.

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List of reference symbols

10 = Zylinderspule 11= Antenne10 = cylindrical coil 11 = antenna

12 = Erde12 = Earth

13 = erste Zylinderspule (Teilwicklung)13 = first cylinder coil (partial winding)

14 = zweite Zylinderspule (Teilwickl.)14 = second cylinder coil (partial winding)

15 = dritte Zylinderspule (Teilwickl.)15 = third cylinder coil (partial winding)

16 = Wendeschleife16 = Turning loop

17 = Wendeschleife17 = Turning loop

18 = Spulenkörper18 = Coil body

19 = äußere Wandung19 = outer wall

20 = innere Wandung20 = inner wall

21 = erste Ringspule21 = first toroidal coil

22 = zweite Ringspule22 = second toroidal coil

23 = dritte Ringspule23 = third toroidal coil

24 = erster Draht24 = first wire

25 = zweiter Draht25 = second wire

26 =Kopfseite26 =Head side

27 = Bodenseite27 = bottom side

28 = Wendeschleife28 = Turning loop

29 = innerer Windungsabschnitt29 = inner winding section

30 = äußerer Windungsabschnitt30 = outer winding section

31 = Knoten (halber Schlag/Kleinspule)31 = knot (half hitch/small spool)

32 = Knoten (halber Schlag/Kleinspule)32 = knots (half hitch/small spool)

33 = Draht33 = Wire

34 = Litze34 = strand

35 = Seele/Ader35 = Soul/Vein

36 = Isolierung36 = Insulation

37 = Verknüfung/Verbindung37 = Link/Connection

P511-125TP511-125T

Claims

Cylinder coil

01. Cylinder coil, the layers of which extend along an axis, characterized in that

that the individual windings consist of two parallel wires (24, 25),

that partial windings (13, 14,15) are provided, and

that the winding direction of two adjacent partial windings around the axis X is opposite.

02. Cylindrical coil according to claim 01, characterized in that the reversal of the winding direction between two adjacent partial windings takes place by means of reversing loops LM) .

03. Cylinder coil according to claim 01 and 02, characterized in that an odd number of partial windings (13, 14, 15), preferably three, are provided.

04. Cylinder coil according to claim 01 to 03, characterized in that several ring coils (21, 22, 23) are arranged around the partial windings (13, 14, 15).

05. Cylinder coil according to claim 01 to 04, characterized in that the winding directions of two adjacent ring coils around the partial windings are opposite.

06. Cylindrical coil according to claim 01 to 05, characterized in that an odd number of ring coils (21, 22, 23), preferably five are provided.

07. Cylinder coil according to claims 01 to 06, characterized in that the ring coils (21, 22, 23) on the head side (26) of the cylinder coil (10) are provided with a loop-shaped node (31, 32) per turn around the partial windings (13, 14, 15).

08. Cylinder coil according to claim 07, characterized in that the direction of the looping between two adjacent ring coils is opposite.

09. Cylinder coil according to claim 01 to 08, characterized in that the wire (33) from which the ring coils (21, 22, 23) are wound consists of a core (35) around which a strand (34) is wound, which is provided with a loop-shaped knot (30, 31) for each turn around the core (35).

10. Cylinder coil according to claim 09, characterized in that the wire (33) is surrounded by an insulation (36).

11. Cylindrical coil according to claim 08 and 09, characterized in that the core (35) and the strand (34) are electrically connected to one another at a free end of the wire (33).

12. Cylinder coil according to claim 01 to 11, characterized in that one free end of the first wire (24) forms an antenna connection AT, and that the other end at the opposite coil end of the first wire (24) or the second wire (25) forms an earth connection E.

13. Cylindrical coil according to claim 12, characterized in that the first wire (25) has the antenna connection AT at one end and a connection B at the other end, that the second wire (24) has the earth connection E at a free end and a connection A at the other end, and that the free ends of the series-connected ring coils (21, 22, 23) are electrically connected between A and B.

14. Cylinder coil according to claim 13, characterized in that the connection A is arranged in the region of the antenna connection AT, and the connection B is arranged in the region of the earth connection E.

15. Cylindrical coil according to claims 01 to 14, characterized in that all partial windings (13, 14, 15) and all ring coils (21, 22, 23) are connected in such a way that a series or parallel resonant circuit is formed together with the winding capacitances.

16. Cylinder coil according to claim 01 to 15, characterized in that all partial windings (13, 14, 15) and all ring coils (21, 22, 23) are connected in series.

17. Cylinder coil according to claim 01 to 16, characterized in that the windings (13, 14, 15) and the coils (21, 22, 23) are wound onto a common coil body (18).

18. Cylinder coil according to claim 01 to 17, characterized in that the cylinder coil (10) preferably has a round cross-section.