-
Hochfrequenzspule mit Eisenkern Bei Hochfrequenzspulen konnte man
bisher selbst dann, wenn sie einen aus verlustarmer Hochfrequenzeisenmasse bestehenden,
verschiebbaren Eisenkern haben, keine größere Induktivitätserhöhung erreichen- als
etwa auf den vierfachen Wert ihrer Anfangsinduktivität, ohne daß die Dämpfung der
Spulen zu groß wurde.
-
Die Induktivität eines Schwingungskreises für einen bestimmten Wellenbereich
kann auch in bekannter Weise, z. B. auf zwei Teilspulen verteilt werden, in welche
ein Hoch= frequenzeisenkern mit gleichförmigem oder veränderlichem Vorschub eingeschoben
wird, wodurch man, eine größere Induktivitätsänderung erhält. Solange sich der Kern
im Bereich der ersten Teilspule der Spulenwicklung befindet, ist nur diese und der
parallel dazu geschaltete Schwingungskreiskondensator vom Strom durchflossen. Verläßt
der Eisenkern jedoch den Bereich der ersten Teilspule, so wird beispielsweise durch
einen mit dem Antrieb gekuppelten. Schalter die zweite Teilspule mit der ersten
Teilspule in Reihe geschaltet. Zur Erzielung. einer lückenlosen Aneinanderreihung
der einzelnen Teilabstimmungsbereiche des Gesamtabstimmungsbereichs werden nun bei
einer Hochfrequenzspule mit Eisenkern, bestehend aus mehreren koaxial angeordneten
und schaltungsmäßig bei der Abstimmung aufeinanderfolgenden Teilspulen für einen
Abstimmbereich,
Bemessung und Schaltung der einzelnen Teilspulen
gemäß der Erfindung so getroffen, daß beim Durchschieben des Kerns jeweils nur eine
einzige Spule eingeschaltet ist, während die anderen entweder kurzgeschlossen oder
abgeschaltet sind, und daß die Anfangsinduktivität jeder einzelnen Teilspule ohne
Kern so gewählt ist, daß sie der Endinduktivität der benachbarten vorangehenden
Teilspule mit eingeschobenem Kern entspricht.
-
Hinsichtlich der Verteilung der Gesamtinduktivitätsvariation eines
Schwingungskreises auf mehrere Teilspulen, von. denen jeweils nur eine in,den Schwingungskreis
eingeschaltet ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Länge der Teilspulen
so. anzusetzen, daß sie etwa o,5- bis einmal so groß ist wie ihr Innendurchmesser.
-
Versuche haben ergeben, daß eine derartige Abmessung der Teilspulen
nicht nur besonders niedrige Dämpfungswerte ergibt, sondern auch hinsichtlich der
Induktivitätsvariation am günstigsten ist. Bei längeren Teilspulen wird nämlich
die Induktivitätsva.riation je Längeneinheit der Verschiebung des Eisenkerns kleiner,
während bei kürzeren. Teilspulen ihre Zahl und damit die Anzahl der Teilspulenschalter
größer wird, ohne daß eine merkliche Vergrößerung .der Induktivitätsvariation je
Längeneinheit der Verschiebung des Eisenkerns eintritt.
-
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in den Abb. i
bis q. dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Spule mit drei Wicklungsteilen und
Abb. 2 das Schaltbild eines Schwingungskreises mit einer derartigen Spule. Bei der
Schaltung nach Abb.3 ist die Anordnung der Spulenteile im Schwingungskreis in anderer
Weise vorgenommen, und in Abb. ,4a und q.b sind. zwei Spulen dargestellt, über deren
Spulenkörper besondere Abstimmkerne geschoben sind. zur Abgleichung der Induktivität
der Teilspulen auf einen bestimmten Wert.
-
In Abb. i ist a ein rohrförmiger Spulenträger, in dem der Frequenzmassekern
b linear verschiebbar oder verschraubbar angeordnet ist. Auf dem Spulenträger sind,
durch Hochfrequenzmassescheiben c voneinander getrennt, drei Teilspulen d aufgewickelt.
Die Teilspulen sind so bemessen, daß die Endinduktivität jeder Spule mit Eisenkern
gleich oder annähernd gleich der Anfangsinduktivität der nächstfolgenden ohne Eisenkern
ist und daß das Verhältnis der Induktivitätsvariation der Teilspulen gleich ist.
Verhält sich die Induktivitätsvariation im Bereich jeder Teilspule z. B. wie i :
3, so läßt sich mit zwei Teilspulen schon eine Gesamtinduktivitätsvariation von
i : 9 und mit drei Teilspulen eine Gesamtinduktivitätsvariation von i :2-7 erzielen.
Dadurch, daß in dem vorliegenden Fall die Teilspulenlänge =/3 ihres Innendurchmessers
beträgt und durch die Anordnung der Scheiben c aus Hochfrequenzeisenmasse, ist die
Dämpfung der Spulen sehr klein gehalten.
-
Eine derartige Spule wird in einen Schwingungskreis nach Abb.2 eingeschaltet.
Hier sind ei, e2 und e3 die Teilspulen, die mit ihrem einen Ende an Erde liegen.
Der Schwingungskreiskondensator f liegt parallel zur Teilspule ei, solange sich
der verschiebbare Massekern im Bereich dieser Teilspule befindet. Die Teilspulen
e1 und e2 sind bei dieser Stellung des Kondensators offen gehalten. Wird der Massekern
über die Teilspule e1 hinaus in den Innenraum der Spule e2 hineingeschoben, so wird
durch die Verschiebung gleichzeitig auch der Kondensator f durch den Umschalter
s umgeschaltet und parallel zur Teilspule e2 gelegt. In derselben Weise erfolgt
auch die Umschaltung der Teilspulen e2 auf die Teilspule e3.
-
Da die offenen Teilspulen räumlich eng benachbart und daher magnetisch
miteinander gekoppelt sind, beeinflussen sie sich gegenseitig ziemlich stark. Dadurch
wird aber die Induktivität der jeweils eingeschalteten Teilspule in unerwünschter
Weise verkleinert. Besonders stark ist die gegenseitige Beeinflussung der Teilspulen
dann, wenn sie eine große Eigenkapazität und eine große Induktiv ität haben.
-
Durch die in Abb.3 dargestellten Schaltanordnung läßt sich dieser
Nachteil vermeiden. Die Teilspulen g1, 921 g. und eine mit diesen nicht gekoppelte
Zusatzspule g sind in diesem Falle hintereinandergeschaltet mit der Maßgabe, daß
während des Stromdurchgangs durch die Teilspule g1 die Teilspulen 92,
93
und die Zusatzspuleg durch. den Umschalter ii kurzgeschlossen sind. Da
zwar die Kopplung der Teilspulen g2 und g1 groß, diejenige der Spulen g3 und g mit
g1 sehr klein ist, so ist auch die Rückwirkung der hintereinandergeschalteten Spulen
92, 931 g auf die Spule g1 sehr klein. Bei der Umschaltung des Kondensators k auf
eine der Teilspulen g2 oder g3 durch den beim Verschieben des Eisenkerns mechanisch
betätigten. Umschalter u ergeben sich ähnliche Verhältnisse. Gleichzeitig mit der
Umschaltung erfolgt bei dieser Schaltanordnung auch ein Wechsel des Kurzschlußpunktes,
was aus der Abbildung ohne weiteres zu entnehmen ist.
-
Aus Abb. 3 geht weiter hervor, daß in dem vorliegenden Fall bei der
Umschaltung von der Spule g1 auf die Spule g2 die Spule g1 und
bei
der Umschaltung von der Spule g2 auf die Spule g3 die Spulen g1 und 92 offen gehalten
werden. Es ist dies insofern zulässig, als Induktivität und Kapazität der Spulen
g1 und g2 klein sind im Vergleich zur Induktivität und Kapazität der Spule g3. Dadurch
wird aber auch die mögliche Rückwirkung der Spule g1 auf die Spule g2 und der Spulen
g1 und g2 auf die Spule g3 in zulässigen Grenzen gehalten. Sollte diese Voraussetzung
einmal nicht erfüllt sein, so besteht die Möglichkeit, die Schaltanordnung so abzuändern,
daß z. B. bei betriebsmäßig eingeschalteter Spule 92 nicht nur die hintereinandergeschalteten
Spulen g3 und g, sondern auch die Spule g1 kurzgeschlossen sind. Ebenso müßte dann
bei betriebsmäßig eingeschalteter Spule g3 nicht nur die Spule g, sondern auch die
hintereinander-, geschalteten Spulen g1 und 92 kurzgeschlossen sein.
-
Die Spule g, die in dem Schaltbild mit der Teilspule g3 in Reihe geschaltet
ist, hat eine merklich größere Induktivität als die Teilspule g3. Sie hat lediglich
den Zweck in der vorletzten Schaltstellung, d. h. wenn der Kondensator h -zu der
Teilspule g2 parallel geschaltet ist, die Kopplung zwischen den Teilspulen. g2 und
g3 zu vermindern. In der letzten Schaltstellung, wenn also der Kondensator h zu
der Teilspule g3 parallel geschaltet ist, muß die Spuleg kurzgeschlossen werden,
was erbenfalls durch den Umschalter u beim Verschieben des Eisenkerns erfolgt. Eine
Kopplung der Spule g mit den Teilspulen g1, g2, g. besteht nicht.
-
Wie schon erwähnt, sind die Teilspulen so bemessen, daß die Endinduktivität
jeder Teilspule mit Eisenkern. gleich oder annähernd gleich groß ist. wie die Anfa.ngsinduktivität
der nächstfolgenden ohne Eisenkern. Um diese Grenzwerte aufeinander abzugleichen
und um den Gang der Induktivitätsänderung beeinflussen zu können, sind gemäß Abb.4a
und 4b Abstimmittel aus Hochfrequenzeisenmasse vorgesehen, die mit den Teilspulen
schwach gekoppelt sind. Die Abstimmittel bestehen gemäß Abb.4a aus offenen Ringen
i, die auf einem Träger k in .der Achsrichtung der Spule i verschiebbar angeordnet
sind. Bei der Spulenanordnung nach Abb-. 4b sind die zur Abstimmung dienenden Kernteilem
auf einem zur Spule n exzentrisch gelagerten Träger o ebenfalls als offene Ringe
angeordnet. Die Abstimmung erfolgt in diesem Fall durch Verdrehen der Kerne m oder
auch durch Verschieben in der Achsrichtung der Spule.