DE475223C

DE475223C - Self-supporting ring coil

Info

Publication number: DE475223C
Application number: DEA44269D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-03-05
Filing date: 1925-02-22
Publication date: 1929-04-20

Description

Selbsttragende Ringspule Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Ringspule (Toroidspule ) sowie eine Vorrichtung zum Wickeln solcher Spulen, die insbesondere für funktechnische Zwecke Verwendung finden. Die Eigenart der Spule liegt darin, daß die Windungen auf dem inneren Ringumfang in -einer größeren Anzahl von Lagen übereinanderliegen als auf dem äußeren Ringumfange, und zwar entsprechend dem Verhältnis zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser des Ringes.Self-supporting toroidal coil The invention relates to a self-supporting one Ring coil (toroidal coil) and a device for winding such coils, the are used in particular for radio-technical purposes. The quirk of the coil is that the turns on the inner circumference of the ring in a larger number of layers are on top of each other than on the outer circumference of the ring, and that accordingly the ratio between the outer and inner diameter of the ring.

Dabei können die Windungen an der Innenseite oder der Außenseite oder auch an beiden Seiten gleicherweise mit einem Klebestreifen versehen werden, dessen Enden zur Verbindung der Spulenenden benutzt werden können. Die zur Herstellung der Spule dienende Vorrichtung 'besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen, geradachsigen, nach dem Wickeln der Spule entfernbaren Dorn von kreisförmigem oder auch anders gestaltetem Querschnitt, dessen Umfläche mit exzentrischen, im Querschnitt sägezahnförmigen Nuten versehen ist und der aus einem zylindrischen Kernstück mit lose aufgesetzten Segmenten bestehen kann, die durch abnehmbare Endkappen mittels an ihnen vorgesehener radialer Rippen auf dem Durchmesser der zu wickelnden Spule auseinandergehalten werden. Die Zeichnung veranschaulicht außer der Spule diese Vorrichtung in mehreren Ausführungsformen, und zwar sind Abb. i ein Querschnitt der Ringspule auf einem Träger, Abb. a eine Draufsicht und AM. 3 eine Seitenansicht der Spule.The turns can be provided with an adhesive strip on the inside or the outside or on both sides, the ends of which can be used to connect the coil ends. The device used to produce the coil consists essentially of a multi-part, straight-axis mandrel, removable after winding the coil, of circular or different cross-section, the surface of which is provided with eccentric, sawtooth-shaped grooves and which has a cylindrical core piece loosely attached segments can exist, which are held apart by removable end caps by means of radial ribs provided on them on the diameter of the coil to be wound. In addition to the coil, the drawing illustrates this device in several embodiments, namely Fig. I is a cross-section of the ring coil on a carrier, Fig. A is a plan view and AM. 3 is a side view of the spool.

Abb. q. veranschaulicht in einem vergrößerten Querschnitt das übereinandergreifen der Windungen.Fig.q. illustrates in an enlarged cross-section the overlap of the turns.

Abb.5 ist eine Ansicht des Dornes zur Herstellung der Spule bei teilweisem Schnitt. Abb.6 ist ein Querschnitt nach 6-6 der Abb. 5.Figure 5 is a view of the mandrel for making the spool at partial Cut. Figure 6 is a cross-section along 6-6 of Figure 5.

Abb.7 ist ein Querschnitt nach 8-8 der Abb. 5.Fig.7 is a cross-section according to 8-8 of Fig. 5.

Abb. 8 veranschaulicht in einer vergrößerten Teildarstellung das Aufwickeln des Drahtes auf den Dorn nach Abb.6.Fig. 8 illustrates the winding in an enlarged partial representation of the wire on the mandrel as shown in Figure 6.

Abb.9 ist eine der Abb.8 gleiche Darstellung bei abgeänderter Ausführungsform des Dornes.Fig.9 is a representation similar to Fig.8 with a modified embodiment of the thorn.

Abb. io veranschaulicht in einer der Abb. 8 gleichen Dornform eine andere Art der Wicklung.Fig. 10 illustrates a mandrel shape similar to Fig. 8 different type of winding.

Abb. n veranschaulicht in einer schematischen Darstellung die Art der Verbindung der Lagen bei der Ausführung nach Abb.9, und Abb. i z ist eine der Abb. 9 gleiche Darstellung in kleinerem Maßstabe, die eine weitere Wicklungsform veranschaulicht.Fig. N shows the species in a schematic representation the connection of the layers in the execution according to Fig.9, and Fig. i z is one of the Fig. 9 same representation on a smaller scale, the one more Winding shape illustrated.

In Abb. i, a und 3 ist die allgemeine Form einer selbsttragenden Ringspule dargestellt, deren Außenumfang io etwa das Dreifache des Innenumfanges beträgt und die durch einen Streifen 12, der um den Außenumfang gelegt ist, zusammengehalten wird. Die Enden der Spule liegen bei 13 frei. Die dargestellte Spule wird auf einem Gestell angeordnet, das aus einem Paar Scheiben 14 und 15 besteht, die den Innenumfang der Spule abschließen und durch einen Schraubbolzen 16 mit Mutter verbunden sind, der die Scheiben fest gegen den Ring gepreßt hält und dazu dient, die Spule in den Apparat einzubauen. Der Aufbau der Ringspule wird aus dem Verfahren ihrer Herstellung ersichtlich, das zuerst beschrieben werden soll.In fig. I, a and 3 is the general shape of a self-supporting toroidal coil shown, the outer circumference io is approximately three times the inner circumference and which are held together by a strip 12 which is laid around the outer circumference will. The ends of the coil are exposed at 13. The coil shown is on a Frame arranged, which consists of a pair of discs 14 and 15, the inner circumference complete the coil and are connected to a nut by a screw bolt 16, which keeps the discs firmly pressed against the ring and serves to move the coil into the To install the apparatus. The structure of the toroidal coil is derived from the process of its manufacture apparent to be described first.

Der mehxteüige Dorn, auf dem der Ring erzeugt wird, besitzt Wicklungsrinnen oder Nuten 21', die exzentrisch zum Dornumfang liegen und im Querschnitt sägezahnförmig gestaltet sind, so daß jede Nut von einer senkrecht liegenden, mondsichelförmigen Fläche 21 und ,einer Kegelsichelfläche 25 begrenzt wird, wie man aus Abb. 5 bis 8 ersieht. Die Nuttiefe nimmt vom Außenumfange a-a, wo sie den Höchstwert hat, bis auf o am Innenumfange b-b (Abt. 8) ab, wähnend ihre Breite ebenfalls entsprechend sich verringert. Der Rand 23 der Fläche 25 geht in die Zylinderfläche 24 über, die ihre größte Breite bei b-b, ihre .geringste Breite gleich o bei a-a (Abt. 8) hat.The multi-part mandrel on which the ring is created has winding grooves or grooves 21 'which are eccentric to the circumference of the mandrel and are sawtooth-shaped in cross-section are designed so that each groove of a perpendicular, crescent-shaped Surface 21 and, a conical sickle surface 25 is limited, as can be seen from Fig. 5 to 8 sees. The groove depth increases from the outer circumference a-a, where it has the maximum value, to on o on the inner circumference b-b (section 8), while their width also corresponds accordingly decreases. The edge 23 of the surface 25 merges into the cylindrical surface 24, which its greatest width at b-b, its smallest width equal to o at a-a (section 8).

Der ' Dorn wird m einer Drehbank o. dgl. eingespannt und der Draht 26, der aueewunden werden soll, am Grunde einer der Nuten 21' aufgelegt. Wird der Dorn nunmehr gedreht, so wird der Draht in Schraubenform aufgewickelt, indem die aufeinanderfolgenden Windungen an der Stelle b-b des Dornes in seitliche Berührung miteinander treten, während an der diametral gegenüberliegenden Seite a-a die aufeinanderfolgenden Windungen, wie 27' und 28', die Schrägfläche 25 belegen, bis nach der größten oder hcchstliegenden Windung 28' die nächste Windung 26' in den Grund der folgenden Nut einfällt, worauf der Wicklungsweg in gleicher Weise sich wiederholt.The 'mandrel is clamped in a lathe or the like and the wire 26, which is to be wound on the outside, is placed at the bottom of one of the grooves 21 '. Will the The mandrel is now rotated, the wire is wound up in a helical shape by the successive turns at point b-b of the mandrel in lateral contact step with each other, while on the diametrically opposite side a-a the successive Windings, such as 27 'and 28', occupy the inclined surface 25 until after the largest or highest turn 28 'the next turn 26' in the bottom of the following groove occurs, whereupon the winding path is repeated in the same way.

Der Aufbau der aufeinanderfolgenden Windungen wird bei verschiedenen Dornformen verschieden ausfallen, aber immer werden die auf dem Grund der Nuten liegenden Windungen mit der größten Exzentrizität in die ursprüngliche Zylinderform des Dornes eingreifen und exzentrisch liegen, während!die größte Windung 28' ohne Exzentrizität kreisförmig liegt, da sie, wie zu ersehen, vollständig auf einem nicht abgefrästen Teil des Dornumfangs ruht. Da der Dorn zerlegbar ist, wie sich aus den Abb. 5, 6 und 7 ersehen läßt, so kann er, nachdem der Klebestreifen 12 auf den Windungen in der Bahn der Linie b-b (Abt. 8) angebracht worden ist, aus der Spuleleicht entfernt und die rohrförmige Spule in die Ringform gebogen werden, um die beiden Drahtenden zusammenzubringen, worauf die Streifenenden durch ein kurzes Verbindungsstück 12' (Abt. 3) untereinander und mit den vorragenden Drahtenden 13 verbunden werden. Es wird zweckmäßig auch ein Streifen i2o gleich dem Streifen 12 auf der Innenseite des Außenumfangs des Ringes vorgesehen, und zwar wird dieser Streifen 12o an dem Dorn befestigt, bevor der Draht gewickelt wird. Die Klebestreifen dienen dazu, die Drahtwindungen während und nach der Wicklung in ihrer Läge zu sichern.The structure of the successive turns is different in the case of different Pin shapes turn out to be different, but they will always be at the bottom of the grooves lying turns with the greatest eccentricity into the original cylindrical shape of the mandrel engage and lie eccentrically, while! the largest turn 28 'without The eccentricity is circular because, as can be seen, it is entirely on one not milled off part of the mandrel circumference rests. Since the mandrel can be dismantled, as can be seen from the Fig. 5, 6 and 7 can be seen, so he can after the adhesive strip 12 on the turns in the path of the line b-b (section 8) has been removed from the spool easily and bending the tubular coil into the ring shape around the two wire ends to bring together, whereupon the strip ends by a short connector 12 ' (Section 3) are connected to one another and to the protruding wire ends 13. It a strip i2o is also expediently the same as the strip 12 on the inside of the outer circumference of the ring is provided, namely this strip 12o on the Mandrel attached before the wire is wound. The adhesive strips are used to fix the To secure wire turns during and after the winding in their position.

Bei der dargestellten Ringspule beträgt der Innenumfang 1/3 des Außenumfangs, so daß am Innenumfang nur 1/3 soviel Windungen nebeneinanderliegen können als am Außenumfang. Dementsprechend liegen die Windungen am Außenumfang in seitlicher Berührung miteinander, während sie am Innenumfang in mehreren (drei) Schichten übereinanderliegen. Dies ist in Abb. q. im Schnitt dargestellt, wo die Lage der aufeinanderfolgenden Windungen c am Innenumfang und Außenumfang durch die angefügten Indexziffern deutlich erkennbar ist. Zwischen dem Innen- und Außenumfang des Ringes wird je_ nach der Breite und Tiefe der Nuten des Dornes der Grad des übergreifens zwischen den aufeinandertolgenden Gruppen von Windungen entsprechend dem Durchmesser des Ringes verschieden sein, jedoch immer so weit gehen, daß sich die Spule selbst trägt und nicht zusammen- oder auseinanderfällt. Nötig ist!dazu nur,'daß die Wiudimgsanzahl auf jeder Nutschräge 25 annähernd dem Verhältnis des Außen- zum Innenumfang des Ringes entspricht. Bei Verwendung eines Dornes von großer Nutbreite oder' Fläche 25 in Bezug auf den Durchmesser des Drahtes kann aber auch eine Ringspule von beliebigem Verhältnis zwischen Außen- und Innendurchmesser hergestellt werden. Die Windungen greifen am Innenumfang teleskopartig @ übereinarider, wenn die Spule zur Ringform! gekrümmt wird, so -daß keine wesentliche Beanspruchung auf den Draht ausgeübt und keime Reibung erzeugt wird, die die Drahtisolierung zerstören könnte. Es braucht daher auch kein besonders stark isolierter Draht verwendet zu werden; es kann selbst der bei drahtlosen Empfangsapparaten für Amateure benutzte Draht benutzt werden, und selbst dieser verhältnismäßig dünne Draht bildet eine dauerhafte, sich selbst tragende Ringspule, wenn sie nur an ihren Außenumfang durch einen Klebestreifen o. dgl. gebunden wird, wobei sogar dies nicht einmal nötig ist, wenn ein innerer Bindestreifen verwendet wird.In the case of the toroidal coil shown, the inner circumference is 1/3 of the outer circumference, so that on the inner circumference only 1/3 as many turns can lie next to each other than on the Outer circumference. Accordingly, the turns on the outer circumference are in lateral contact with each other, while they lie on top of each other in several (three) layers on the inner circumference. This is shown in Fig. Q. shown in section where the location of the successive Windings c on the inner circumference and outer circumference are clearly indicated by the appended index numbers is recognizable. Between the inner and outer circumference of the ring is depending on the Width and depth of the grooves of the mandrel the degree of overlap between the successive ones Groups of turns may be different according to the diameter of the ring, but always go so far that the coil is self-supporting and not or falls apart. All that is necessary for this is that the number of turns on each groove slope 25 corresponds approximately to the ratio of the outer to the inner circumference of the ring. at Use of a mandrel with a large groove width or area 25 in relation to the diameter of the wire, however, a ring coil of any ratio between the external and inner diameter can be made. The windings grip the inner circumference like a telescope @ matched when the coil is in the form of a ring! is curved so that no essential Stress is exerted on the wire and germ friction is created which affects the wire insulation could destroy. It is therefore not necessary to use a particularly strongly insulated wire to become; it can even be used in wireless receivers for amateurs Wire can be used, and even this relatively thin wire forms one permanent, self-supporting toroidal coil, if only to yours The outer circumference is bound by an adhesive strip or the like, although even this is not is necessary once if an inner binding tape is used.

Der in Stufen abgedrehte Dorn besteht zweckmäßig aus vier Segmenten 3o, die einen festen zylindrischen Kern _3i umfassen, der aus Vulkanit besteht und mit metallenen Endzapfen 32 versehen ist. Die Segmente werden durch Endkappen 33 auf dem Kern zusammengehalten, die zweckmäßig mit radialen Rippen 34 in. die Stoßfugen 35 der Segmente greifen und sie in Abstand voneinander halten. Nach der Aufwicklung der Spule auf den- Dorn fällt dieser beim Entfernen, der Endkappen zusammen, und die Segmente können, ohne die gewickelte Spule zu beschädigen, entfernt werden.The mandrel, which is twisted off in steps, expediently consists of four segments 3o which comprise a solid cylindrical core 3i made of vulcanite and provided with metal end pegs 32 . The segments are held together on the core by end caps 33 which suitably engage with radial ribs 34 in the butt joints 35 of the segments and keep them spaced from one another. After the coil has been wound onto the mandrel, the mandrel collapses when the end caps are removed and the segments can be removed without damaging the wound coil.

In Abb. g ist eine abgeänderte Ausführungsform des Dornes gezeigt, bei der die schräge Seite 36 der Nut nicht eben, wie 25 in Abb.8, sondern im Querschnitt etwas gekrümmt ist. Durch diese Krümmung wird das Ü.bereinandergreifen der Windungen beim Biegen der Schraube in die Ringform etwas erleichtert. -Abb. i o zeigt eine Ausführungsform des Dornes 37 nach Abb. 8 oder 9 mit tiefer und breiter ausgefrästen Nuten, auf dem ein Ring mit übeneinanderliegenden Windungsschichten aus feinem Draht gebildet wird. Es wird hier eine Innenlage 39 von Windungen auf die Schräge ¢o der Dornnut gelegt und dann der Draht nach der tiefsten Stelle derselben Nut zurückgebracht, um eine zweite Lage 41 über der ersten und, wenn gewünscht, noch mehrere Lagen zu legen, wonach dann, wie vorher, die folgende Drahtlage über die Kante 42 der Dornnut fällt und auf diem Boden 43 der folgenden Nut zu liegen kommt. Nach Entfernung des Kernes wird die fertige Spule in der beschriebenen Weise in die Ringform g eb og,en.In Fig. G a modified embodiment of the mandrel is shown, in which the inclined side 36 of the groove is not flat, as 25 in Fig. 8, but somewhat curved in cross section. This curvature makes it easier for the turns to overlap when bending the screw into the ring shape. - Fig. io shows an embodiment of the mandrel 37 according to Fig. 8 or 9 with deeper and wider milled grooves, on which a ring is formed with superimposed winding layers made of fine wire. Here, an inner layer 39 of turns is placed on the slope ¢ o of the mandrel groove and then the wire is brought back to the deepest point of the same groove in order to lay a second layer 41 over the first and, if desired, several layers, after which, as before, the following wire layer falls over the edge 42 of the mandrel groove and comes to rest on the bottom 43 of the following groove. After removing the core, the finished coil is given the ring shape as described above.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-supporting ring coil, especially for radio technology Purposes, characterized in that the turns on the inner circumference of the ring in a greater number of layers on top of each other than on the outer circumference of the ring corresponding to the ratio of the outer to the inner diameter of the ring. a. Ring coil according to claim i, characterized in that the turns on the inner or outside or on both sides at the same time with an adhesive strip are provided, the ends of which are used to connect the coil ends. 3. Device for winding ring coils according to claim i, characterized by one multi-part, straight-axis mandrel, removable after winding the bobbin, of circular or other shaped cross-section, whose surface with eccentric, in cross-section sawtooth-shaped grooves are provided. q .. Device according to claim 3, characterized in that that the mandrel consists of a cylindrical core and loosely attached segments, by the removable end caps by means of the radial ribs attached to them be kept apart on the diameter of the coil to be wound.