DE741789C

DE741789C - Mit einer Anzeigevorrichtung gekuppeltes abgleichbares Eisenvariometer

Info

Publication number: DE741789C
Application number: DEN42535D
Authority: DE
Inventors: Igor Miller; Vladimir Trofimoff
Original assignee: "NEOSID" HANSGEORG PEMETZRIEDER
Current assignee: "NEOSID" HANSGEORG PEMETZRIEDER
Priority date: 1938-10-09
Filing date: 1938-10-09
Publication date: 1943-11-17

Description

Mit einer Anzeigevorrichtung gekuppeltes abgleichbares Eisenvariometer Die Erfindung betrifft ein mit einer Anzeigevorrichtung gekuppeltes abgleichbares EisenvarIometer, insbesondere für Hochfrequenz, das aus einer Induktionsspule und einem magnetisierbaren Massekern, durch dessen Verlagerung in der Spule die Induk-. tionsänderung erfolgt, besteht.
In den Variometern bekannter Bauart werden meist Kerne benutzt, die zuvor durch Ausbohren oder Abschleifen auf das dem festgelegten Änderungsbereich entsprechende Permeabilitätsmaß gebracht werden. Die Nachbearbeitung ist zeitraubend und trotzdem selten ausreichend.
Gemäß der Erfindung wird das Ausgleichen der Permeabilitätstoleranzen dadurch erzielt, daß die Weglänge des Kerns zwischen seiner Anfangs- und seiner Endstellung einstellbar ist, und zwar in -der Weise, daß der Änderungsbereich des Variometers stets innerhalb zweier vorher festgelegter Grenzwerte liegt, und daß Einrichtungen vorhanden sind, mit denen dann die hierbei auf der Skala angezeigten Marken oder Werte mit den tatsächlich eingestellten Sendern oder Frequenzen in Übereinstimmung gebracht werden.
Zum sicheren und vollständigen Ausgleichen der Permeabilitätsunterschiede ist es zweckmäßig, den tatsächlich ausgenutzten Änderungsbereich des Variometers kleiner zu wählen, als den gesamten möglichen Bereich, und den Weg des Abstimmker ns kleiner zu machen, als der Kern bzw. die Spulenwicklung lang ist.

Die Abb. r veranschaulicht schematisch, in welcher Weise die Anpassung eines Abstimmkerns, dessen Permeabilität dem Normwert nicht ganz entspricht, vor sich geht. Auf

der Abszisse ist die Weglänge des Kerns ab-

getragen. Die Ordinate zeigt die Selbstin-

duktionswerte der Spule. Der Punkt A sei

der Aus#an-spunlct des Kerns h, der in die

Wicklung w l:inein-°seiiobeit wird. Die Or-

dinate L, gibt somit die Selbstinduktion dE.-i-

eis:nfreieri Spule ar. Dieselbe ist bei ge-

gebener Parallellcapazit ät dein Quadrat der

kleinsten erreichbaren Wellenlänge propor-

tional und entspricht mithin dein Anfang des

zu überstreichenden Wellenbeieiches. Wird

.11e Parallelkapazität in geringen Grenzen

regelbar, z. T. als Trimmer, ausgebildet, so

1::!3t sieh der Anfang des Bereiches in ge-

wissen Grenzen willkürlich festlegen, oder

es können Toleranzer in den Leitungskapazi-

täten usw. damit ausgeglichen werden. Wird

nun, nachdem die Einstellung des Anfangs

fies Abstinnnbereiches erfolgt ist, der Kern

tun die Länge 1 bis zur Stelle B in die Spule

hineingeschoben, so erreicht die Selbstinduk-

tion der Spule mit dein eingeschobenen Kern

einen Wert L_. Dieser Wert ist bei gegebe-

nem W--rt L I und bei konstanter Kapazität

nur von der wirksamen Pernieabilität ,cs des

Kerns abhängig (rc = LziLi). Der Wert L;

entspricht also dein Ende des Abstimmbe-

r eiches. Die Abstiminkurve verläuft somit

vom Punkt A' bis B' und sei der Einfachheit

lialb°r zunächst als Gerade dargestellt. Diese

Gerade :-1'-1' mag für einen Normalkern fest-

gelegt sein. Wird nun nach erfolgter Fest-

leguüg dies°r Abstimm.geraden ein anderer

Abstinimkern benutzt, dessen Permeabilität

von der des -Normalkerns abweicht, so wird

auch seine Abstimmhurv e von der Gera-

den .-1'-B' abweichen. Hierbei bleibt jedoch

der Ausgangspunkt A' der gleiche, weil Lt

die Selbstinduktion der eisenfreien Spule dar-

Stellt, die von den Permeabilitätstoleranzen

cles Kerns unabhängig ist. Dagegen ändert

:ich der Wert L., weil L. --- ,it Lt ist und Y

in diesem Falle ein anderes ist als vorher,

z. B. in der Abb. L., > L.. Es ändert sich also

notwendigerweise der Abstimmbereich und es

ergibt sich etwa die Abstimmkurve A'-B".

Damit die Grenzen des gegebenen Abstimm-

bereiches eingehalten werden, ist es somit

notwendig, den Abstimmkern mit zu hoher

Permeabilität nur bis zum Punkt C einzu-

tauchen. Man erhält dann die Abstini.?nge-

rade A'-C. Mit anderen Worten: Hat der

Kern eine zu hohe Iferrneabilität, so muß

s II

uin - ub verkürzt werden, z. B. auf der

Strecke C,; hat er eine zti kleine Permeabilität,

So müßte umgekehrt sein Hub verlängert

werden.

Soll nun die Bewegung des Kerns auf eine

Anzeigevorrichtung übertragen werden, so

sind einige Vorkehrungen notwendig, damit

trotz der veränderlichen @,@Te-länge des Kerns

die -Markierungen bzw. Frequenz- oder We 1-

lenlängenangaben auf der Skala den tatsäch-

lichen jeweils erzielten Resonanzwerten des

Schwingungskreises entsprechen. Denn ohne

besondere Vorkehrungen würde i. der voni

Zeiger auf der Skala zurückgelegte Gesamt-

weg zu klein oder zu groß sein und 2. würden,

da die Abstimmkurve in Wirklichkeit ge-

krümmt ist, auch die Abstände der Markie-

rungen untereinander den tatsächlichen Re-

sonanzwerten des Kreises nicht mehr ent-

sprechen. Die Vorrichtungen, die die Über-

einstimmung der tatsächlichen Resonanz-

werte mit den angezeigten Resonanzwerten

bewerkstelligen, können hierbei grundsätzlich

zweifacher Art sein: Es kann i. der Weg des

Zeigers auf der Skala konstant gehalten

werden, dadurch, daß zwischen dein Kern

und dein Zeiger eine veränderliche Über-

setzung eingeschaltet wird, es kann 2. dit

Weglänge des Zeigers z. B. bei starrer Ver-

bindun- zwischen Zeiger und Kern veränder-

lich sein und damit auch die Lage der Mar-

kierungen auf der Skala entsprechend ver-

änderlich gemacht werden muß.

Auf diese beiden Arten lassen sich die tat-

sächlichen Resonanzwerte am Anfang und ani

Ende des Abstimmbereiches stets mit

den angezeigten Werten zur Übereintini-

nuing bringen.

um auch eine Übereinstimmung der Zwi-

schen-werte zu erzielen, ist auch die Krüni-

inung der Abstirnmkurve zu berücksichtigen.

Die Abb. Z zeigt die gekrümmte Abstimm-

kurv e a., die auf einem Weg A-B eines 111r

Stimmkerns von normaler Permeabilität er-

zielt werden möge. Es ist zu beachten, daß

cler Verlauf der Kurve a, wie es den Tat-

sachen entspricht, an seinem Anfang bei < I'

ttnd an @eincin Ende bei B' flacher ist als ii.

seinem mittleren Teil. Wird nun ein -anderer

Kern von größerer Permeabilität in der Spu-

lenwicklung von A' nach B verschoben, So

erhält man die Abstiminkurv e A'-B" = b.

Wird das Kernmaterial als homogen voraus-

gesetzt, was für jeden einzelnen Kern in

praktisch ausreichendem Maße zutrifft, so ist

die Abstimmkurve b der Abstimmkurve a

ähnlich. Wird nun der Kern, um das t I)er-

inaß :in Permeabilität auszugleichen, mir his

zuni Punkt C in die Wicklung hineingeführt,

so erhält man die Abstimmkurve A'-C. Es ist

leicht einzusehen, daßKurve A'-C'derKurve a

nicht mehr ähnlich ist. Debet nian die neue

Abstimmkurve etwa mit Hilfe einer veränder-

liehen Übersetzung zwischen Kern und An-

zeigevorrichtung auf der Skala so weit aus,

daß ihr Anfangs- und Endpunkt mit lein An-

fangs- und Endpunkt der Kurve a. zusammen-

fallen, so erhält man die Kurve e. ll-Ian sieht,

.laß (a und c sich nicht decken. Zwischen

beiden Kurven besteht eine Fehlerfläche, die in der Abbildung schraffiert dargestellt ist.

Gemäß weiterer Erfindung wird die Fehlerfläche dadurch beseitigt oder hinreichend klein gehalten, daß eine Abstimmkurve von besonderer Form gewählt wird. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß eine Fehlerfläche nicht entsteht, wenn die Abstimmkurv e eine Gerade ist. Wird also nicht der gesamte mögliche Abstimmbereich etwa zwischen A und B ausgenutzt, sondern ein geringerer Bereich in der Mitte der Kurve a, wo dieselbe im wesentlichen gerade ist, so wird die Fehlerfläche praktisch verschwindend klein. Ebenfalls wird die Fehlerfläche klein, wenn die Abstimmung im wesentlichen im Anlaufgebiet der Abstimmkurve, wo dieselbe keinen Wendepunkt aufweist, erfolgt. Die Abb.3 zeigt eine Kurvenfarm, durch die eine Fehlerfläche vermieden wird. Dieser Fall tritt dann ein, wenn die Abstimmkurve y = f (x) = c, f (c2 x) ist, wobei cl und c2 Konstanten sind. Diese Bedingung wird beispielsweise von allen Kurven der Form 'y = a xn erfüllt; denn es ist a xn = cl a (c2 xn), wenn cl cJ = z gesetzt wild. Man sieht hieraus, daß die Abstimmgerade hierbei nur einen Spezialfall darstellt, wenn yt = i gesetzt wird. Auch die Abstimmkurven von .der Form y = b - erfüllen die geforderte Bedingung.
Gemäß Abb. q. und 5 ist der Zeiger z mit dem Kern k starr verbunden. Si, S2, S$ usw. stellen die Markierungen auf der Skala dar. Das Skalenschild g kann in Pfeilrichtung verschoben werden. Vor diesem Skalenschild befinden sich die beiden Abdeckplatten i und ot, die derart angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Stück des Zeigers z zu sehen ist. Wird die Weglänge des Kerns derart verändert, daß die Anfangs- und Endstellung des Zeigers mit den äußersten Markierungen nicht mehr übereinstimmt, so braucht das Skalenschild g nur in Pfeilrichtung verschoben zu werden, damit eine vollkommene Übereinstimmung der Markierungen mit der Zeigerstellung erzielt wird, was wegen der schrägen Lage der Markierungsstriche ohne weiteres verständlich ist. Die Markierungsstriche brauchen hierbei nicht als gerade Linien ausgeführt zu werden, sondern können auch gekrümmt sein, um etwaige Ungenauigkeiten bei Vorhandensein einer Fehlerfläche auszugleichen.
Die Abb. 6 und 7 zeigen eine veränderliche Übersetzung zwischen Kern und Anzeigevorrichtung: Auf einer Grundplatte p ist die Spulenwicklung w2 angeordnet, in die ein langer zylindrischer Kern k eingetaucht werden kann. Die Bewegung des Kerns kann mit Hilfe eines Drahtseils d erfolgen, das über zwei Rolleu r1, r2 geführt und mittels einer Feder f straff gespannt wird. Das Drahtseil d ist ferner um die Trommel t geschlungen, deren Umfang aus Lamellen besteht, die mit Hilfe einer konischen Schraube R1 gespreizt werden können. Die Trommel t ist mit der Anzeigevorrichtung derart verbunden, daß einem bestimmten Drehwinkel der Trommel t ein bestimmter Weg des Zeigers auf, der Skalenfläche entspricht. Wird die konische Schraube k1 mehr oder weniger in die Trommel hineingeschraubt, so verändert sich dadurch der Umfang der Trommel, so d.aß bei einem konstanten Drehwinkel der Trommel t sich verschiedene Weglängen für den Kern k ergeben. Diese Vorrichtung hat noch den Vorteil, daß bei gewissen Stellungen des Kerns die Einstellung der konischen Schraube bzw. des Trommelumfangs auf die Lage des Kerns keinen Einfluß ausübt; d. h. an Hand der Abb. i oder 2 erläutert, daß eine Verstellung der konischen Schraube z. B. im Anfang des Bereiches auf die Lage des Kerns und somit auf den AusgangspunktA' der Abstimmkurve überhaupt ohne Einfluß bliebe. Dagegen würde die Lage des Punktes B' ordnungsgemäß ausgeglichen werden. Es hat sich herausgestellt, daß es in der Praxis günstiger ist, den umgekehrten Weg zu gehen und den Punkt B' -unverändert zu lassen, dagegen die Lage des Punktes A' zu verändern. Die Abstimmung der in Abb. 7 dargestellten Anordnung erfolgt somit folgendermaßen: Der Kern wird in die Spule voll eingetaucht. Hierbei ist im Punkte P der Trommel dasjenige Ende des Seiles befestigt, das über die Rolle r. läuft, dagegen wird die Trommel von dem der Feder f zugekehrten Seilende umschlungen und - dann befestigt. Es ist leicht einzusehen, daß bei einer Veränderung des Trommeldurchmessers in dieser Lage nur eine Dehnung der Feder f, jedoch keine Verschiebung des Kerns erfolgt. Nunmehr wird die Trommel z. B. um eine halbe Umdrehung nach links gedreht. Hierbei wird der Kern aus der Spulenwicklung herausgerückt. In dieser Lage ist"die Veränderung des Trommeldurchmessers auf die Lage des Kerns selbstverständlich von Einfluß. Es kann somit bei eingetauchtem Kern mit Hilfe der konischen Schraube k1 das Ende des Abstimmbereiches und bei herausgezogenem Kern durch Verstellung des Trommeldurchmessers der Anfang des Bereiches eingestellt werden.
Die Abb.8 und 9 veranschaulichen eine zweite Ausführungsmöglichkeit der gleichen Anordnung. Die Bewegung des Kerns wird in diesem Fall durch Drehung eines Zylinders q mit einer spiralförmigen Nut erreicht, ähnlich wie die Bewegung der Mine in einem Drehbleistift. Die Abb. 8 zeigt den mit einer Niit at versehener, Zylinder q im Schnitt, der in einem zweiten Zylinder v drehbar, aber in Achsrichtung nicht verschiebbar angeordnet ist. Der Zylinder v trägt an einem Ende den Spulenkörper mit der M'icklung w, die von Abschirmgehäuse o umgeben ist. Der Kern k ist im Spulenkörper verschizbbar, aber nicht drehbar angeordnet. An seinem unteren Ende weist er einen Ansatz e auf, der in die Nut ii, eingreift. Wird nun der Knopf u. um einen durch die Markierung der Skala festgelegten Winkel (r. gedreht, so wird der Kern 1. uni ein entsprechendes Stück in .die Spule w eingeschoben oder aus ihr herausgezogen. Um den Hub des Kerns bei unveränderlichem Winkel q. veränderlich machen zu können, kann die Nut st eine veränderliche Steigung aufweisen, d. h. ihre Abwicklung ist keine Gerade mehr, sondern eine Kurve. Die Abb. o zeigt den aufgerollten Zylinder q mit der gekrümmten Tut ii. Die Veränderung der Weglänge des Kerns bei konstantem Drehwinkel erfolgt dadurch, daß verschiedene Teile der Nut st für die Bewegung des Kerns ausgenutzt werden. So ergibt sich beiBewegung des Kerns im unteren Teil der Nut der Hub h1, bei Bewegung im oberen Teile .der Nut der Hub 1i. bei gleichem Winkel 99. Die veränderliche Steigung der Nut wird stetig fortschreitend gewählt, derart, daß fehlerhafte Verzerrungen der Abstimmkurve nicht auftreten.
Die Ausführungsformen des Eisenvariometers sind auf die abgebildeten und beschriebenen Formen nicht beschränkt. So können beispielsweise auch Kerne in Pilzform mit oder ohne Mantel, auch bogenförmige, konische oder anders gestaltete Kerne zur Verwendung kommen. Wird die Bewegung des Kerns durch ein Seil bewirkt, so- kann das Seil bei der Herstellung des Massekerns unz_erschnitten mit eingepreßt werden. Es braucht auch nicht der Kern in der Spulencvicklung verschoben zu werden, sondern es kann auch die Spulenwicklung über den fest angeordneten Kern geschoben werden.
Beim Vorhandensein einer Rückkupplungsc-,der Ankupplungsspule hat es sich als prak. tisch erwiesen, die Ankupplungswindungen dicht gedrängt an einem Ende der Abstimnispule anzuordnen.
Das Eisenvariometer läßt sich bequem, mit einer abgleichbaren oder festen Kapazität zu einer baulichen Einheit vereinigt, auf einer Grundplatte gemäß Abb. 7 oder in einem zylindrischen Körper nach Abb.8 montieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Mit -einer Anzeigevorrichtung gekuppeltes. abgleichbares Eisenvariometer, bestehend aus einer Induktionsspule und einem inagnetisierbaren Abstimnikern, durch dessen Verlagerung in der Spule die Induktionsänderung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Weglänge des Kerns zwischen seiner Anfangs- und seiner Endstellung zwecks Ausgleich von Permeabilitätstoleranzen in der Weise einstellbar ist, daß der Änderungsbereich des Variometers stets innerhalb zweier vorher festgelegter Grenzwerte liegt, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen .dann die hierbei auf der Skala angezeigten Marken oder Werte finit den tatsächlich eingestelllten Sendern oder Frequenzen in Übereinstimmung gebracht werden. :
2. Eisenvariometer nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der tatsächlich ausgenutzte Änderungsbereich des Variometers kleiner ist als der gesamte mögliche Änderungsbereich.
3. Eisenv ariometer nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der @`-eg des Abstimmkerns kleiner ist als dessen Länge. d..
Eisenvariometer nach Anspruch oder 3, dadurch gekennzeichnet. daß der Weg des Abstimmkerns kleiner ist als (11e Länge der Spulenwicklung. j.
Eisenvariorneter nach - Anspruch i bis d., dadurch gekennzeichnet. daß die Grenzstellungen des Zeigers auf der Skala entsprechend den Grenzstellurgen de; Kerns einstellbar sind, und daß die Skala nebst Marken so eingerichtet und auf den veränderlichen Weg des Zeigers einstellbar ist, daß die angezeigten Werte finit den tatsächlichen übereinstimmen.
6. Eisenv ariometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken auf der Skala eire Schar von Fluchtlinien bilden, über die der Zeiger hinwegstreicht, der durch Verschieben gegenüber der Skalenfläche in seinen Grenzstellungen stets auf die beiden äußersten Fluchtlinien einstellbar ist.
7. Eisenvarionieter nach Anspruch i bis d, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung mit dem Abstiinnikern über eine Übersetzung gekuppelt ist, deren Übersetzungsverhältnis in bestimmten Grenzen beliebig derart einstellbar ist, daß bei veränderlicher Weglänge fies Kerns die Weglänge der Anzeigevorrichtung konstant bleibt. B. Eisenvariometer nach Anspruch ; , dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderung der Weglänge des Abstimmkerns Zwischen seinen beiden Grenzstellungen eine dieser Grenzstellungen als Ausgangsstellung unveränderlich bleibt und nur die andere Grenzstellung einstellbar ist. g. Eisenvariometer nach Anspruch i bis e, dadurch gekennzeichnet, daß ;ler Kern mit einem Schraubenantrieb; insbesondere in Form einer steilgängigen Spirale, mit veränderlicher Steigung versehen ist. . io. E.isenvariometer nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit einem Seil oder biegsamen Band versehen ist, mittels dessen seine Bewegung in der Spule erfolgt. i i. Eisenvariometer nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus spreizbaren Lamellen bestehende Trommel vorgesehen ist, um deren mittels einer Einstellschraube veränderbaren Umfang das den Kern bewegende Seil oder Banal geschlungen ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: »Amateur Wireless« i. 9. 34 S. 238 (»New tuner for constant selectivitp«) ; britische Patentschrift Nr. 405 623.