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Spule mit einem magnetisierbaren Kern aus mehreren Teilen von Werkstoffen
verschiedener Temperaturkoeffizienten Für viele Zwecke ist es erwünscht, daßeine
Spule einen bestimmten Temperaturkoeffizienten. der Änderung ihrer Induktivität
aufweist. Solche Fälle können z. B. eintreten, wenn,die Spule zusammen mit einem
andere elektrischen Schaltelement in irgendeinem Kreis benutzt wird und die" Summe
der temperaturabhängigen Änderungen der Scheinwiderstände der Schaltelemente entweder
auf einem konstanten Wert gehalten oder einen bestimmten temperaturabhängigen Verlauf
aufweisen muß. Auf diese Weise gelingt es z. B., die Temperaturabhängigkeit - eines
Schwingungskreises auf den Wert Null zu kompensieren, wenn der Temperaturkoeffizient
der Wicklung entgegengesetzt demjenigen des benutzten Kondensators gewählt wird.
Es ist an sich bekannt, Spulen mit einem solchen magnetisierbaren Kern auszustatten,
daß der genannte Temperaturkoeffizient entw eder Null wird .oder einen bestimmten
erwünschten Verlauf aufweist. Bei dieser bekannten Anordnung wurde ein Ringspulenkern
senkrecht zur Feldrichtung aus Lagen verschiedenen magnetisierbaren Werkstoffes
zusammengesetzt, wobei die Temperaturkoeffizienten der einzelnen Werkstoffe einen
solchen Wert haben, daß ihre Summenwirkung den gewünschten Temperaturkoeffizienten
für die Änderung der Induktivität in der Spule bzw. den für diesen Koeffizienten
erwünschten Verlauf aufweist. Bei einem solchen Aufbau einer Wicklungsanordnung
müssen. aber die Teile verschiedenen magnetisierbaren Werkstoffes von vornherein
genau aufeinander abgestimmt sein, damit der gewünschte Temperaturkoeffizient für
die Wicklungsanordnung erre=icht wird. Der wirkliche Verlauf des Temperaturkoeffizienten
läßt sich aber naturgemäß erst dann feststellen, wenn die Wicklung
mit
dem Kern zusammengebracht ist, so daß bei dem bekannten Aufbau eines Ringkernes
sich Schwierigkeiten in der Erzielung des gewünschten Temperaturkoeffizienten ergeben.
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Diese Nachteile lassen sich gemäß der Erfindung vermeiden, indem nach
dieser die Anordnung des magnetisierbaren Kernes in der Wicklung derart getroffen
wird, daß er in dieser auch nach dem Zusammenbringen mit der Wicklung verstellbar
ist und durch diese Verstellung :eine Änderung des Temperaturkoeffizienten herbeigeführt
werden kann. Hierdurch ist es dann möglich, Differenzen auszugleichen, welche sich
zwischen dem erwarteten und dem tatsächlich vorhandenen Temperaturkoeffizienten
oder seinem Verlauf ergeben, und es besteht ferner die weitere Möglichkeit, den
Temperaturkoeffizienten bzw. seinen Verlauf nach Wahl von einem vorliegenden Wert
auf einen anderen zu ändern. Die Anordnung muß natürlich .hierbei die Bedingung
erfüllen, daß durch die Einstellung des magnetisierbaren Kernes für die Änderung
des Temperaturkoeffizienten die Induktivität der Wicklung nicht geändert wird. Eine
praktische Ausführung dieser Lösung läßt sich dadurch verwirklichen, d.aß der Bern
in !der Verstellungsrichtung aus Teilen besteht, die aus magnetisierbaren Werkstoffen
verschiedener Temperaturlko,effizilenten, jedoch gleicher Ringkernpermeabilität
hergestellt sind. Die wirksame Permeabilität der Wicklungsanordnung bleibt dann
bei der Verstellung des zusammengesetzten magnetisierbaren Kernes die gleiche und
sinngemäß auch die Induktivität der Wicklung. Eine weitere Lösung läßt sich dadurch
erreichen, daß. die Teile aus Werkstoffen verschiedener Temperaturkoeffizienten
bei verschiedener Ringkernpermeabilität entsprechend verschiedene Abmessungen besitzen,
so daß die wirksame Permeabilität für die Wicklungsanordnung die gleiche bleibt.
Grundsätzlich läßt sich :die Erfindung sowohl verwirklichen durch einen magnetisierbaren
Kern, der in der Achsrichtung der Wicklung verstellbar ist, als auch durch einen
solchen, der nur in dem Hohlraum der Wicklung in seiner Umfangsrichtung verstellbar
ist. Im ersten Fall besteht die Möglichkeit, -einen solchen Kern zu wählen, der
den lichten Querschnitt der Spule vollständig ausfüllt. Im letzteren Fall kann für
den magnetisierbaren Kern nur ein Querschnitt gewählt werden, der kleiner als der
lichte Querschnitt der Spule ist, wobei ferner die Bedingung besteht, daß der Kern
in dem Hohlraum exzentrisch zur Wicklungsachse liegen muß. Der in der Achsrichtung
verstellbare magnetisierbare Kern besteht sinngemäß aus in der Achsrichtung aneinandergesietzten
Teilen aus magnetisierbaren Werkstoffen verschiedener Temperaturkoeffizienten, während
sinngemäß der nur gegenüber der Wicklungsachse verstellbare magnetisierbare Kern
in seiner Umfangsrichtung aus Stücken verschiedenen magnetisierbaren Werkstoffes
zusammengesetzt ist, die z. B. die Form von Sektoren haben können. U m einen kontinuierlichen
Übergang in der :1nderung des Temperaturkoeffizienten zu erreichen, können sich
die verschiedenen magnetisierbaren Kernstücke in der Verstellungsrichtung überlappen
bzw. ineinandergreifen. Bei einem in der Achsrichtung der Wicklung verstellbaren
magnetisierbaren Kern empfiehlt es sich, zur Vermeidung einer Änderung der wirksamen
Perm@eabilität der Wicklungsanordnung den bewegbaren Kern wesentlich länger als
die Spule herzustellen, damit durch die Verstellung des magnetisierbaren Kernes
die äußere Feldverteilung der Wicklung nicht verändert wird. Zur Unterstützung der
Vermeidung einer Änderung der wirksamen Permeabilität bei. der Verstellung des magnetisierbaren
Kernes kann die Wicklung an ihren Stirnseiten auch mit Flanschen aus magnetisierbarem
Werkstoff versehen sein, welches dann für die wirksame Piermeabilität der Wicklungsanordnung
mit dem verstellbaren magnetisierbaren Kern zusammenwirkt. Hierbei ergibt sich sinngemäß
die Notwendigkeit, für den Werkstoff dieser Flansche einen solchen zu wählen, der
einen Temperaturkoeffizienten Null oder nahezu- Null aufweist.
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Die Anwendung der Erfindung mit in der Achsrichtung der Wicklung verstellbarem
magnetisierbarem Kern ist natürlich nicht beschränkt auf Wicklungen mit geradliniger
Wicklungsachse, sondern ebenso verwirklichbar bei Wicklungen, deren Wicklungsachse
einer Kurvenform folgt, z. B. also ein Bogenstück eines Kreisringes bildet. Im letzteren
Fall ist sinngemäß -der magnetisierbare Kern ebenfalls bogenförmig hergestellt,
oder er kann schließlich auch die Form eines geschlossenen Ringes besitzen. Hierbei
unterscheidet sich aber die erfindungsgemäße Anordnung von der obenerwähnten bekannten
dadurch, daß die Stücke aus magnetisierbaren Werkstoffen verschiedener Temperaturkoeffizienten
in der Achsrichtung aneinandergereiht und der magnetisierbare Kern gegenüber dieser
Wicklung verstellbar ist. Wenn oben für eitle weitere Lösung gemäß der Erfindung
bei der Benutzung von Teilen des magnetisierbaren Kernes aus Werkstoffen verschiedener
Ringkernpermeabilität bei entsprechend verschiedener Bemessung gesprochen worden
ist, so wird noch ergänzend bemerkt, daß wegen der verschiedenen Feldverteilung
im Innern der Spule die Bemessung
der Teile nicht einfach im umgekehrten
Verhältnis ihrer Ringkernpermeabilität gewählt werden kann, indem man z. B. dem
einen Kernteil einen entsprechend verringerten Durchmesser gegenüber dem anderen
Kernteil gibt. Dieser Einfluß läßt sich: jedoch weitgehend dadurch herabsetzen,
daß man die verschiedenen Querschnittformen der Teile mit Rücksicht auf die verschiedene
Permeabilität so wählt, @daß das magnetisierbare Material z. B. im Bereich des dichtesten
Feldes im Hohlraum der Wicklung bleibt. Da das dichteste Feld bekanntlich nahe der
inneren Mantelfläche der Wicklung besteht, werden zweckmäßig nicht Kernstücke verschiedenen
Durchmessers genommen, sondern die Kernstücke werden für die gewünschte Anpassung
mit einer zentralen Aussparung entsprechenden Wertes versehen.
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Da, bekanntermaßen Wicklungen nach ihrer Fertigstellung und dem Zusammenbringenmit
dem magnetisierbaren Kern vielfach unerwünschte Abweichungen ihres Induktivitätswertes
aufweisen, welche durch Fabrikationsdifferenzen bei der Herstellung der Wicklung
bzw. des Kernwerkstoffes begründet sind, so kann in Verbindung mit der geschilderten
Erfindung weiterhin an der Wicklungsanordnung ein verstellbarer Teil vorgesehen
sein, welcher eine Nachregelung der Induktivität ermöglicht. Um hierbei keine Veränderung
des Temperaturkoeffizienten der Wicklung bzw. seines Verlaufes herbeizuführen, ist
es vorteilhaft, diese Regelglieder aus einem Werkstoff mit einem Temperaturkoeffizienten
Null oder nahezu Null zu wählen. Eine @erfindungsgemäße Wicklungsanordnung kann
schließlich entweder als selbständige Induktivität benutzt werden .oder als zusätzliche
Induktivität zu einer anderen Wicklung, für welche sie dann ein Element zur Einstellung
des Temperaturkoeffizienten der gesamten Anordnung bildet.
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Beispielsweise Anordnungen für die Anwendung der Erfindung sind in
den Figuren .der Zeichnung dargestellt. In Fig. i bezeichnet i die Wicklung auf
dem Spulenträger 2 aus vorzugsweise verlustarmem Isolierstoff. In dem Spulenträger
2 ist der inagnetisierbare Kern verstellbar, der in der Achsrichtung der Wicklung
aus zwei Teilen 3 und q. gleicher Ringkernpermeabilität, jedoch verschiedener Temperaturkoeffizienten
zusammengesetzt ist. ; Durch die axiale Verstellung des magnetisierbaren Kernes
kann also der Temperaturkoeffizient der Wicklungsanordnung ohne Änderung ihres Induktivitätswerte.s
verändert werden., In den Fig.2 bis q. sind einige Ausführungsformen gezeigt für
einen solchen Aufbau des magnetisierbaren Kernes, bei welchem die Teile 3 und 4.
sich in der Verstellungsrichtung überlappen bzw. ineinandergreifen. Nach Fig.5,
in welcher die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. i tragen, sind
an den StirnAiten der :Wicklung i noch Flansche 5 und 6 aus magnetisierbarem Werkstoff
vorgesehen, welche mit dem verstellbaren magnetisierbaren Kern zusammenwirken und
aus eüiem Werkstoff mit dem Temperaturkoeffizienten Null bzw. nahezu Null hergestellt
sind. Fig.6 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Wicklung 7 auf einem ringsegmentförmigen
Wicklungsträger 8 angeordnet ist. Der verstellbare magnetisierbare Kern besitzt
Kreisringform und ist aus den beiden magnetisierbaren Kernteilen 9 und i o in der
Umfangsrichtung zusammengesetzt. Hierbei besitzen die beiden Ringkernteile an der
Stoßstelle i leine gemeinsame Berührungsfläche, welche in einer radialen Ebene des
Ringkernes liegt, während an der Stoßstelle 12 die Berührungsflächen in Richtung
einer Sehne des Kreisquerschnittes verlaufen. In der gezeigten Lage wird also bei
der Verstellung der Stoßstelle aus dem Wicklungshohlraum ein allmählicherer Übergang
in der Änderung des Temperaturkoeffizienten eintreten, als wenn die Stoßstelle i
i aus der Wicklungsanordnung heraus verstellt wird. In dem Ausführungsbeispiel besteht
der Ring in :der Umfangsrichtung aus zwei Stücken. Er kann natürlich ,eb-ensogut
aus mehreren Stükken zusammengesetzt sein. Bei der Ausführung nach Fig.7 ist dem
magnetisierbaren Kern noch ein ringscheibenförmiger magnetisierbarer Kern
13 zugeordnet, welcher gegenüber der Wicklung in der Achsrichtung verstellbar
ist, so daß auf diese Weise eine Nachjustierung der Induktivität der Wicklung herbeigeführt
werden kann. Während in den vorausgehenden Ausführungsbeispielen der magnetisierbare
Kern in der Achsrichtung der Wicklung verstellt wird, zeigen die Fig.8 und 9 ein
Ausführungsbeispiel für eine solche Anordnung, bei welcher der magnetisierbare Kern
für die Änderung des Temperaturkoeffizienten nur innerhalb des Hohlraumes der Wicklung
verstellt wird, so daß sich dabei an den äußeren Abmessungen der Wicklungsanordnung
nichts ändert und ferner kein besonderer Raum außerhalb der Wicklungsanordnung vorgesehen
werden ruß mit Rücksicht auf die Verstellbarkeit des Kernes. Es bezeichnet in diesen
Figuren i ¢ den Spulenkörper mit der Wicklung 15. In dem Hohlraum der Wicklung ist
ein Körper 16 aus nichtmagnetisierharem Werkstoff angeordnet und ferner der zur
Einstellung benutzte Körper aus magnetisierbarem Material, welcher aus den Teilen
17 bis 19 besteht, die aus Werkstoffen. verschiedener T.emp@eraturkoeffiziepten,
jedoch
gleicher Ringkernpermeabilität hergestellt sind. Während der Körper 16 ortsfest
angeordnet ist, ist der Körper 17 bis i g um seine Achse verstellbar. Hierdurch
können die magnetisierbaren Teile verschiedener Temperaturkoeffizienten wahlweise
in das dichtere Feld nahe der inneren Mantelfläche der Wicklung gebracht werden,
wodurch der Temperaturkoeffizient der Wicklungsanordnung verändert werden kann,
ohne jedoch eine Änderung der Induktivität der Wicklungsanordnung wegen der gleichen
Ringkernpermeabilität,der Werkstoffe der verschiedenen Teile zu ergeben. Zur leichten
Verstellung ist der magnetisierbare Körper 17
bis i g in bekannter Weise mit
einem Schlitz 20 für die Einführung eines Schraubenziehers versehen.
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Die Fig. io und i i zeigen zwei beispielsweise Schaltungsanordnungen,
in welchen eine erfindungsgemäße Spule benutzt ist. In beiden Schaltungen ist jeweils
ein Schwingungskreis dargestellt, der aus dem Kondensator 2i, der Induktivität 22
und der erfindungsgemäßen Spule 23 besteht. Der magnetisierbare Körper mit den Teilen
verschiedener Temperaturkoeffizienten kann im Rahmender Erfindung auch ein einheitlicher
Körper sein, der durch einen Preßvorgang hergestellt wird. Hierfür können entsprechende
anteilige Mengen von Mischungen verschiedener Temperaturkoeffizienten geschichtet
in der Form angeordnet und dann zum fertigen einheitlichen Kernkörper verpreßt werden.
Statt dessen können auch sinngemäß leicht vorgepreßte Einzelkörper in die Form geschichtet
und dann zum einheitlichen Kern gemeinsam fertig, werden.