DE670181C

DE670181C - Variable high frequency inductance device

Info

Publication number: DE670181C
Application number: DEJ47073D
Authority: DE
Original assignee: Johnson Laboratories Inc
Current assignee: Johnson Laboratories Inc
Priority date: 1932-05-04
Filing date: 1933-04-28
Publication date: 1939-01-13

Description

Veränderliche Hochfrequenzinduktanzvorrichtung Die Erfindung betrifft veränderliche, insbesondere zum Arbeiten bei hohen. Frequenzen geeignete Indttktanzvorrichtungen, bei welchen die Induktanzveränderung durch die Bewegung von magnetischen Massekernen bewirkt wird. Bei solchen Vorrichtungen werden Kern und Spule gewöhnlich zylindrisch ausgeführt, und die ,erzielte Induktanzverän.derung ist im wesentlichen proportional der linearen Verstellung des Kernes oder der Spule.Variable Radio Frequency Inductance Device The invention relates to changeable, especially for working at high altitudes. Frequencies suitable inductance devices, in which the change in inductance due to the movement of magnetic mass cores is effected. In such devices, the core and coil usually become cylindrical performed, and the change in inductance achieved is essentially proportional the linear adjustment of the core or the coil.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis .aus, daß es bei derartigen Hochfrequenzinduktanzvorrichtungen in gewissen Fällen vorteilhaft ist, daß die Induktunz mit der Bewegung der Spule oder des Kernes stärker als linear vermehrt bzw. verringert wird. Infolge des Umstandes, daß die Frequenz umgekehrt proportional zur Quadratwurzel. der Induktanz ist, ergab nämlich eine linear znit der Kernbe@@7egung vor sich gehende Induktanzänderung bei gleichen Frequenzinterwallen. der Sender auf der Abstimmskala eine Anhäufung von Stationen an dem einen Ende bei langen Abständen .am ,anderen Ende.The present invention is based on the knowledge that there is such high frequency inductance devices is advantageous in certain cases, that the inductance with the movement of the coil or the core is stronger than linear is increased or decreased. As a result of the fact that the frequency is reversed proportional to the square root. of the inductance resulted in a linear znit the inductance change taking place at the same frequency intervals. the transmitter on the tuning dial has a cluster of stations at one end long intervals. at the other end.

Es ist bekannt, Kerne von sich verjüngender Form oder zylindrische Kerne mit sich verjüngenden. Absätzen in Induktanzvorrichtungen mit zylindrischen Spulen zu verwenden, um bei Bewegung derselben gegenüber der Spule ungleichmäßige Induktanzänderungen zu erzielen.It is known to have cores of tapered shape or cylindrical Cores with tapered. Paragraphs in inductance devices with cylindrical Use coils to avoid uneven movement of the same relative to the coil To achieve inductance changes.

Die vorliegende Erfindung gründet sich .auf die Erkenntnis, daß eine besondere Ausgestaltung nur eines der beiden zusammenarbeitenden Teile, nämlich des Kernes oder der Spule, wie man es etwa ,aus dem Stande der Technik .ableiten könnte, die nachteilige Ungleichförmigkeit der Abstände der verschiedenen Stationen auf der Abstimmskala zwar teilweise korrigieren, dafür-aber ein ungemein schädliches Ergebnis zeitigen, würde, nämlich eine beträchtliche Verringerung des von der Vorrichtung iiberbrückbaren Abstimmbereiches. Dieser Nachteil ist dadurch bedingt, weil bei Verjüngung nur eines der vorerwähnten Teile das Eisen, sich stets in einem gewissen Abstande von der Spule befindet, selbst dann, wenn sich bei dem höchsten Induktanzwert der Kern vollkommen innerhalb der Spule befindet.The present invention is based. On the recognition that a special design of only one of the two cooperating parts, namely of the core or the coil, as one would derive from the state of the art could, the disadvantageous non-uniformity of the distances between the various stations Correct in part on the voting scale, but an extremely harmful one Result would be a considerable reduction in the power of the device bridgeable tuning range. This disadvantage is due to the fact that Rejuvenation of only one of the aforementioned parts the iron, always in a certain way Distances from the coil, even when at the highest inductance value the core is completely inside the coil.

Darüber hinaus macht die Erfindung von der Entdeckung Gebrauch, daß der Grad der Induktanzvermehrung von der Größe des Verjüngungswinkels ,abhängt.In addition, the invention makes use of the discovery that the degree of inductance increase depends on the size of the taper angle.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine veränderliche Hochfrequen.zinduktanzvorrichtung mit sich verjüngendem Massekern eine Induktanzspule, die dein gleichen Verjüngungswinkel wie der Massekern aufweist, und dieser Verjüngungswinkel ist derart gewählt, daß bei linearer Verstellung des Kernes eine gewünschte, stärker ;als lineare Induktanzvermehrung erzielbar ist. Da sowohl Kern als auch Spule genau den gleichen Verjüngungswinkel erhalten, so daß beide bei ihrer der Höchstinduktanzentsprechenden Stellung innig ,aneinanderlicgen, so wird bei entsprechender Wahl des Verjüngungswinkels eine in gewünschtem Maße stärker als lineare Induktanzvermehrungohne Preisgabe eines Teiles der gesamten wirksamen Permeabilität des Kernes und damit der Größe des Abstimmbereiches erzielt werden.According to the present invention has a variable radio frequency inductance device with a tapered ground core an inductance coil that has the same taper angle as the mass core has, and this taper angle is such chosen that with linear adjustment of the core a desired, stronger; than linear Increased inductance can be achieved. Because both core and coil are exactly the same Taper angle obtained so that both are at their maximum inductance The position is intimate, close to one another, if the angle of taper is chosen accordingly a greater than linear inductance increase to a desired extent without sacrificing any Part of the total effective permeability of the core and thus the size of the tuning range be achieved.

Um nun die stärker als lineare Indttktanzvermehrung zwecks Erreichung der Quadratgesetzwirkung, die in gewissen Fällen sehr wünschenswert ist, da sie gleiche Abstände der Stationen . auf der Abstimmskala sichert, noch weiter zu erhöhen, kann der Kern so ausgeführt werden, d.aß er in seiner Längsrichtung untereinander verschiedene magnetische Dichtigkeiten besitzt, welche derart angeordnet sind, daß die geringste Dichtigkeit zuerst in die Spule eintritt.To now the stronger than linear increase in inductance for the purpose of attainment the effect of the law of the square, which in certain cases is very desirable because it equal distances between the stations. on the voting scale ensures that we can increase even further, the core can be designed so that it is in its longitudinal direction one below the other has different magnetic tightnesses, which are arranged such that the least tightness enters the coil first.

In Fällen, wo ein Höchstwert von -,virksamer Permeabilität zwecks Abstimmung über ein verhältnismäßig breites Frequenzband erwünscht ist, wird der Innenkern von veränderlichen Induktanzvorrichtungen gewöhnlich von ,einer Schale umgehen. Die Verwendung der in der Technik bekannten homogenen, zylindrischen Schalen würde die wirksame Permeabilität des Kerngebildes an sich und damit auch den Bereich der Induktanzänderung zwar vergrößern, die stärker als lineare In:duktanzvermehrung indessen merklich verflachen. Um daher dieses wertvolle Ergebnis beizubehalten und dennoch den Abstimmb:.reich zu vergrößern, soll gemäß weiterer Erfindung auch die Schale .an ihrer Innenwandung etwas verjüngt sein.In cases where a maximum value of -, more effective permeability for the purpose of Voting over a relatively wide frequency band is desired, the Inner core of variable inductance devices usually consists of a shell bypass. The use of the homogeneous, cylindrical shells known in the art would be the effective permeability of the core structure itself and thus also the area of the change in inductance, the greater than the linear increase in inductance but noticeably flatten. Therefore, to maintain this valuable result and Nevertheless, to enlarge the vote, according to a further invention, the Shell. Be slightly tapered on its inner wall.

Die Erfindung ist auf den. Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht, auf denen zeigt: Fig. i eine Seitenansicht der Induktanzvorrichtung, und zwar mit Kern und Spule voneinander getrennt, Fig.2 einen Längsschnitt der genannten Teile im zusammengesetzten Zustande, Fig.3 eine Schnittansicht einer Einzelheit der Erfindung.The invention is based on the. Drawings, for example, illustrate on which shows: FIG. i a side view of the inductance device, specifically with Core and coil separated from one another, FIG. 2 a longitudinal section of the parts mentioned in the assembled state, Figure 3 is a sectional view of a detail of the invention.

Der Kern besteht aus einer äußeren Schale i und einem inneren Dorn--. Die Innenwandung 3 der .äußeren Schale und die Außenwandung q. des inneren Dornes sind verjüngt, und die Dichtigkeiten dieser Teile und folglich ihre Permeabilitäten sind nach den dickeren Enden, iR, 2a hin vermehrt, so daß an diesen dickeren Enden die größere und daher wirkungsvollere Masse magn_tischen. Materials durch die Verdichtung noch tvirkungsvoller gemacht wird. Umgekehrt sind die dünneren Enden iv, 2b, an denen die Masse magnetischen Materials verhältnismäßig klein ist, durch ihre geringere Verdichtung noch weniger wirkungsvoll gemacht.The core consists of an outer shell i and an inner spine -. The inner wall 3 of the outer shell and the outer wall q. of the inner thorn are tapered, and the densities of these parts and, consequently, their permeabilities are increased towards the thicker ends, iR, 2a, so that at these thicker ends the larger and therefore more effective mass of magnetic tables. Material through compaction is made even more effective. Conversely, the thinner ends are iv, 2b, an where the mass of magnetic material is relatively small, due to its lower mass Compaction made even less effective.

Zweckmäßig werden die Schale i und der Dorn 2 unabhängig voneinander hergestellt und bei 5 miteinander verbunden, wobei der Dorn 2 eine Verbreiterung 6 besitzt, welche den Schalen- und den Dornteil im gegenseitigen Abstande voneinander hält, um dadurch einen ringförmigen Hohlraum 7 zu bilden, in welchen eine Induktanzspule 8 gebracht werden kann, die auf einem Spulenkürper 9 sitzt. Letzterer besitzt eine schraubenförmige Nut io, in der die vorzugsweise verlustarm angeordneten Windungen der Induktanz liegen können.The shell i and the mandrel 2 are expediently independent of one another produced and connected to one another at 5, the mandrel 2 being a widening 6 has, which the shell and the mandrel part at a mutual distance from each other holds to thereby form an annular cavity 7 in which an inductance coil 8 can be brought, which sits on a bobbin 9. The latter has one helical groove io, in which the preferably low-loss arranged turns the inductance can lie.

Bisher wurden solche Spulen zylindrisch gemacht; um indessen aus einem sich verjüngenden magnetischen Kern den größten Vorteil zu ziehen, wird erfindungsgemäß eine sich verjüngende Spule benutzt, deren Verjüngung derart ist, daß die Wandungen der Spule, wenn diese innerhalb des ringförmigen Schlitzes des Kernes bewegt wird, sowohl parallel als auch in möglichst großer Nähe zu der Außenfläch.- des inneren Dornes des Kernes liegen.Heretofore, such coils have been made cylindrical; to meanwhile from one to take the greatest advantage of the tapered magnetic core, according to the invention uses a tapered coil whose taper is such that the walls the coil when it is moved within the annular slot of the core, both parallel and as close as possible to the outer surface of the inner one The thorn of the core.

Wenn der Kern zwecks Einstellung auf höhere Induktanzwerte allmählich in die Spule eingeschoben wird, so wird zum Anfang ein sehr geringer Betrag des weniger dichten Eisens in das größer-- End° der Spule eingeführt. Bei weiterem Hineinbewegen des Kernes in die Spule werden größere und dichtere Massen des Eisens veranlaßt, mit den kleiner und kleiner werdenden Windungen d:r sich verjüngenden Spule zusammenzufallen, wodurch im ansteigenden Maße größere und wirksamere Massen von Eisen bei der geradlinigen Verstellung der Spule eingeführt werden. .When the core gradually adjusts to higher inductance values is inserted into the coil, a very small amount of the less dense iron inserted into the larger end of the coil. As you move in further the core into the coil causes larger and denser masses of iron, to coincide with the smaller and smaller turns of the tapered coil, whereby, in increasing measure, larger and more effective masses of iron in the rectilinear Adjustment of the coil are introduced. .

Gegen das Ende der Bewegung zu, wenn sich .also der Luftspalt zwischen der Spule und dem sichverjüngenden Mittelkern schließt, steigt die Induktanzvermehrtmg sehr schucll an. Daher wird bei einer solchen sich verjüng,enden Bauart von Spur und Kern die Induktanzzunahme dauernd vermehrt, so daß bei geeigneter Konstruktion, des Verjüngungsgrades und der veränderlichen magnetischen Dichtigkeit eine Induktanzänderung erzielt wird, welche etwa dem Quadrat der linearen Bewegung gleich ist. Wenn beispielsweise die ursprüngliche Luftindukt.anz der Induktanzvorrichtung 5o Mikrahenry beträgt, so vermehrt sich die Induktanz auf ioo Mi?trohenry, d.h. auf das Doppelte ihrs ursprünglichen Wertes, wenn. die Spule halb hineinbewegt wird, und sie vermehrt sich auf .loo Mikrohenry, wenn die verbleibende Hälfte des Spulenweges vollendet wird. In solch einem halle ist die Indukt.anzänderung proportional dem Quadrat der linearen Verstelltmg.Towards the end of the movement, when .also the air gap between of the coil and the tapered central core closes, the inductance increases very schucll. Therefore, with such a tapered, track ends and core increases the inductance increase continuously, so that with a suitable construction, the degree of taper and the variable magnetic tightness a change in inductance is achieved which is approximately equal to the square of the linear motion. For example, if the original air inductance of the inductance device is 5o micrahenry, so the inductance is increased to 100 milionry, that is, to twice its original value Worth it if. the coil is moved halfway in, and it multiplies to .loo microhenry, if the remaining half of the coil path is completed. In such a hall is the change in inductance proportional to the square of the linear adjustment.

. In den vorbekannten veränderlichen Hochfrequenzinduktanzvorrichtungen mit zylindrischen Spulen und Kernen wurden .die Streukapazitätsverluste in den gewöhnlich verlustarm ausgeführten Wicklungen, durch die unmittelbare Nähe von Spulenwicklung und Kern beträchtlich vermehrt und damit die verlustarme Beschaffenheit der Vorrichtung wesentlich verschlechtert. Bei der vorliegenden Vorrichtung wird das Auftreten dieser zusätzlichen kapazitiven Verluste infolge der verjüngten Gestalt von Kern und Spule vermieden, weil hierdurch der Kern von den Spulen nindungen bis zum letzten Augenblick, wo beide Verjün-ungen zusammenfallen, durch einen Luftraum getrennt ist.. In the prior art high frequency variable inductance devices with cylindrical coils and cores. the stray capacitance losses in the usual Low-loss windings due to the close proximity of the coil winding and core is increased considerably and thus the low-loss nature of the device significantly worsened. In the present device, the occurrence of these additional capacitive losses due to the tapered shape of the core and coil avoided, because this way the core from the coil connections until the last moment, where both tapers coincide, separated by an air space.

Claims

PATENT ANSI'IZllClll ?: i. Variable high-frequency inductance device with an inductance coil and a tapered mass core, which are movable relative to one another, characterized in that: the coil has the same angle of taper as the earth core and that the angle of taper is selected such that with linear displacement of the core in Direction to the coil a desired, stronger than linear Induktanzverinehrung can be achieved. z. Variable Ilochfrequenzin.duktanzvorrichtung according to claim i, characterized indicates overall that the stronger than linear Induktanzvermehrung further example, up to the square-law, by the use of a core finit different magnetic density in its longitudinal direction amplified, and in that the arrangement is such that the lowest density of the core enters the coil first. 3. Variable high frequency inductance device according to claims i or z, characterized in that the core ein.c has an outer shell, the inside of which is also tapered.