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Elektrischer Transformator, insbesondere für Fernsprechzwecke. Die
Erfindung betrifft einen Transformator oder eine Übertragerspule, insbesondere für
Telephonzwecke, mittels welcher Ströme mit stark wechselnder Spannung, Stromstärke
oder Frequenz «virkungsvoll übertragen «-erden sollen.
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Um eine Übermittlung auf große Entfernungen zu ermöglichen, ist es
notwendig geworden, auf immer größere Stabilität der Induktanz in dein für die Stromübermittlung
benutzten Apparat zu achten oder, mit anderen Worten, Sorge zu tragen, daß der Magnetisnius
beim Aufhören des magnetisierenden Stromes verschwindet.
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Es ist bekannt, daß magnetisches Material von hoher Permeabilität,
wie z. B. reines Eisen oder Siliziumstahl, großen Änderungen in der Permeabilität
unterworfen sein kann, und zwar abhängig voin reinanenten Magnetismus. Die Kerne
von Telephonübertragern «-aren bisher aus einem Bündel feiner Eisendrähte in Ringform
zusammengesetzt oder bestanden aus einer Schicht dünner ringförmiger Platten. Derartige
Spulen waren sowohl für die Ü bermittlung von Sprechströmen wirksam als auch für
die eine verhältnismäßig geringe Frequenz aufweisenden Rufströme. Durch die in den
Windungen fließenden Ströme, von denen die Rufströme einen verhältnismäßig hohen
Wert haben, wurde jedoch die Permeabilität des Kernmaterials in bezug auf die Sprechströme
zeitweise ganz bedeutend v erändert, wodurch die Stabilität des Svsten!s gestört
und infolgedessen die GespräcÜsübermittlung über große Entfernungen beeinträchtigt
wurde.
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Uni eine größere Induktanzstabilität zu erzielen, d. h. um beim Aufhören
des magnetisierenden Stromes den Magnetismus des Kerns rascher zum Verschwinden
zu bringen, ist es bei Transformatoren bekannt, den ringförmigen Kern mit kurzen
Luftzwischenrätiinen oder »Enden« zu versehen. Eine derartige Anordnung hat jedoch
den Nachteil, daß die magnetischen Kraftlinien nicht alle durch die Luftzwischenräume
in gerader Linie hindurchgehen, sondern in bemerkenswertem Maße ausbiegen und so
benachbarte Kreise schädigen, sei es durch Ül:ersprechen oder in anderer störender
Weise.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den magnetischen Eisenkreis
eines für den obenerwähnten Zweck bestimmten Cbertragers so auszubilden, daß er
bei der Übertragung der v erschiedenwertigen Ströme, z. B. Sprechströme, Telegraphierströine,
Rufström" eine möglichst große Stabilität in hezug auf seine Remanenz aufweist,
ohne daß eine wesentliche Streuung von Kraftlinien stattfindet. Diese Aufgabe ist
nach der Erfindung dadurch gelöst, daß derverhältnismäßig kurze Abschnitt oder die
verhältnismäßig kurzen Abschnitte, die in dein eisenmagnetischen Kreis von hoher
Permeabilität vorgesehen sind, mit einem Eisenmaterial niederer Perineabilität ausgefüllt
sind. Durch diese Schicht von eiseninagmetischein. Material, «-elche geringere Permeabilität
als die Permeabilität des übrigen magnetischen Kreises, jedoch größere Pernieabilität
als diejenige der Luft besitzt, wird die durch die sogenannten »Enden« hervorgerufene
Induktanzstabilität nicht beeinträchtigt, während ein solches Material gleichzeitig
eine Kraftlinienstreuung in der Lücke verhindert. Auf dies-, Weise erhält der Transformator
einen hohen Grad der Wirksamkeit sowohl für niedrigfrequente Rufströme als auch
für Sprechströme von höherer Frequenz.
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Anordnungen, lief denen die Eisenkerne aus Strecken von al;wechselnd
hoher und niederer Permeabilität bestehen, sind bekannt, und zwar ist es auch bekannt,
die Strecken niederer Permeabilität aus zusammengepreßten Eisenteilchen zu bilden.
Bisher ist jedoch eine derartige Anordnung nur für lokale Einrichtungen für Fernsprechteilnehmer
vorgeschlagen «-orden, um Sprechströme innerhalb begrenzter Frequenzen möglichst
verzerrungsfrei zii ül:ertragen. Die Strecken abwechselnder Permeabilität sind auch
bei d:2r l:ekannten Anordnung insofern in einem wesentlich anderen Verhältnis als
beim Erfindungsgegenstand gewählt, als beide Strekken annähernd gleiche Länge besitzen.
Beim Erfindungsgegenstand sind dagegen die #iiit
Eisenmaterial von
verhältnismäßig niederer Permeabilität ausgefüllten Kernlücken verhältnismäßig kurz
in b@ezug auf den aus Material von hoher Permeabilität bestehenden Kreis ausgebildet,
wodurch eine wirkungsvolle Übertragung von Strömen mit stark wechselnder Spannung
Stromstärke oder Frequenz erreicht ist.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung erläutert. In dieser stellt
dar: _ Abt). i eine Ühertragerspule gemäß der Erfindung, zum Teil im Schnitt dargestellt,
Abb. 2 und 3 zwei Ausführungsformen, für den Abschnitt aus eine niedrige Perineabilität
aufweisendem Material.
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In Abt). i ist eine Ü l;ertragerspule dargestellt, bei welcher
der magnetische Kreis zusammengesetzt ist aus einem Abschnitt mit einem hohe Permeabilität
aufweisenden \laterial, wie z. B. Siliziumstahl, und einem Abschnitt 6 mit einem
Material niedriger Permeabilität, eingeschoben zwischen den Eiiden von Abschnitt
5. Auf diesem magnetischen Kreis liegen übereinander angeordnet die Windungen 7
und 8, welche zueinander in induktiver Beziehung stehen und die Induktionsspulen
des Übertragers darstellen.
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Der kurze Abschnitt 6 kann die Form gemäß der Abb. 2 oder gemäß der
At)b. 3 haben. In Abb. 2 ist er in Form einer Scheibe dargestellt, zusammengesetzt
aus fein verteilten Eisenteilen, jedoch isoliert und vermittels eines hohen Druckes
zu einer kompakten Masse zusammengesetzt. Die andere Ausführung nach Abb. 3 besteht
aus einer Scheibe 9 aus isolierendem Material mit einer Anzahl von Höhlungen io,
welche angefüllt sind mit einer magnetischen Materialzusammensetzung niedriger Permeabilität,
z. B. mit demselben Material, welche für die Scheibe der Abb. 2 benutzt ist.
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Die Wirkung eines solchen zusammengesetzten Kerns hängt ab von dem
Bekannten entmagnetisierenden Einfluß der Enden des inagnetisc%en Kreises und von
der Verminderung des magnetischen Widerstandes des niedrige Permeabilität aufweisenden
Abschnittes, gegenül:er einem Kern, bei dem die Enden durch unmagnetisches Material
an Stelle des oben beschriebenen niedrige Permeat)ilität aufweisenden Materials
getrennt wären. Die Wirkung der Enden des Abschnittes mit hoher Permeabilität besteht
in der Verbesserung seiner magnetischen Stabilität oder mit anderen Worten darin,
daß beim Aufhören des magnetisierenden Stromes der Magnetismus rasch und vollständig
verschwindet. Infolgedessen behält die Impeclanz des Telephonstromkreises immer
annähernd denselben Wert. Die Verminderung des magnetischen Widerstandes des Abschnittes
des magnetischen Stromkreises mit niederer Permeabilität erniedrigt im wesentlichen
die Streuungstendenz der Kraftlinien, und infolgedessen «-erden die Streuungsverluste
ausgeschaltet, so daß auch z. B. ein sonst mögliches Übersprechen auf in der Nffähe
befindliche andere Telephontransformatoren nicht auftreten kann. Es entsteht also
eine sehr wirksame Übertragerspule, die einen magnetischen Kreis von konstanter
Perineabilität und ein i\-linimum an Streuung aufweist.
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Die Erfindung ist in Anwendung auf einen L`t)ertraiger beschrieben,
der einen ringförmigen Kern aufweist, bestehend aus einem langen Abschnitt aus Siliziumstahlplatten
und einem kurzen Abschnitt aus fein verteiltem Eisen. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
daß auch anderes Material von ähnlichen Eigenschaften zur Anwendung gelangen kann
und daß die Form der Abschnitte ebenso gut anders gestaltet sein kann, als in der
Zeichnung dargestellt.