DE820912C

DE820912C - Induction coil with variable tap

Info

Publication number: DE820912C
Application number: DET1308A
Authority: DE
Inventors: Curt Dipl-Ing Protze; Kurt Schubert
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1950-06-15
Filing date: 1950-06-15
Publication date: 1951-11-15

Description

Induktionsspule mit veränderlichem Abgriff Die Erfindung bezieht sich auf eine Induktionsspule mit veränderlichem Abgrii£, welche besonders für Hochfrequenzströme großer Stärke geeignet ist. Es ist bekannt, die Stromabnahme mittels eines auf den blanken Windungen der Spule federnd schleifenden Kontaktstückes zu bewirken. Derartige Konstruktionen haben sich aber für große Stromstärken nicht bewährt, weil infolge der Stromverdrängung, besonders bei hohen Betriebsfrequenzen, die Stromdichte an derartigen Flächenkontakten sehr ungleichmäßig über die Berührungsfläche verteilt ist. Man hat daher die Kontaktfläche zu verkleinern versucht; bei den für diese Konstruktionen erforderlichen hohen Kontaktdrücken wird jedoch die Reibung zu groß und ein entsprechend hoher Verschleiß ist die Folge.Variable Tap Induction Coil The invention relates to on an induction coil with variable dimensions, which is particularly suitable for high-frequency currents great strength is suitable. It is known that the power consumption by means of a to cause bare turns of the coil resilient wiping contact piece. Such However, constructions have not proven themselves for large currents because as a result the current displacement, especially at high operating frequencies, the current density such surface contacts distributed very unevenly over the contact surface is. Attempts have therefore been made to reduce the contact area; at the for this However, constructions required high contact pressures, the friction becomes too great and a correspondingly high level of wear is the result.

Es sind auch Stromabnehmer in Rollenform bekannt. Die damit ausgerüsteten Konstruktionen weisen aber verschiedene Nachteile auf. Besonders fällt die Zahl der hintereinander geschalteten Kontaktflächen bei den Rollenabnehmern ins Gewicht. Es sind nämlich die Übergangswiderstände zwischen der Windung und der Rolle, zwischen der Rolle und ihrem Führungsarm und zwischen dem Führungsarm und seiner Achse als feststehendem Teil zu berücksichtigen. Dabei konnte an den Übergangsflächen von der Rolle über den Führungsarm zur fest stehenden Achse die für die Herabsetzung des Übergangswiderstandes erforderliche Flächenpressung nicht aufgenommen werden wegen der dann zu erwartenden hohen Abnutzung. Es waren daher stets erhebliche Widerstände vorhanden, so daß bei Konstruktionen für 'höhere Stromstärken Einrichtungen zur Wasserkühlung der Rollenachsen vorgeschlagen worden sind.There are also known current collectors in roll form. Those equipped with it However, constructions have various disadvantages. Especially the number falls of the contact surfaces connected one behind the other at the roll pick-ups. It is namely the contact resistance between the winding and the roll, between the role and its guide arm and between the guide arm and its axis as fixed part to be taken into account. At the transition areas of the role over the guide arm to the fixed axis for the reduction of the contact resistance required surface pressure are not absorbed because of the high wear and tear then to be expected. There was therefore always considerable resistance available, so that in constructions for 'higher currents facilities for Water cooling of the roller axles have been proposed.

Die Erfindung erzielt eine befriedigende Wirkungsweise ohne derartige Schwierigkeiten mittels einer sehr einfachen Konstruktion. Erfindungsgemäß soll bei einer Spule mit im Innern des Spulenzylinders atrf den Windungen laufender Rolle diese auf ihrer einen Seite federnd gegen die Spulenwindung und auf ihrer anderen, diametral gegenüberliegenden Seite federnd gegen eine drehbare, kreiszylindrische Mittelachse anliegen. Wenn die Mittelachse durch das mit ihr verbundene Antriebsmittel, beispielsweise ein Handrad, in Drehung versetzt wird, tritt ein beiderseitiges Abrollen der Rolle auf der Mittelachse einerseits und auf der Spulenwindung andererseits ein. Ist D der innere Durchmesser der Spulenwindung und d der Durchmesser der Mittelachse, so ist n = D die Zahl der Achsend drehungen für einen Rollenumlauf um 36o°. Es 'ergibt sich also eine fein regelbare Einstellung. Da ferner auf den Spulenwindungen reines Abrollen erfolgt, ist die Abnutzung an dieser Stelle selbst bei höchsten Flächendrücken sehr gering. Da die Antriebskraft an der Rolle am längsten gebotenen Hebelarm angreift, nämlich an der diametral gegenüberliegenden Stelle, so ist auch kein Ecken oder Klemmen der Rolle möglich wie bei anderen Konstruktionen mit durch Führungsarme bewegten Rollen. Der Bewegungsvorgang zwischen der Mittelachse und der Rolle ist kein reines Abrollen, da die freie Rollrichtung durch den Anstieg der Windungen in einem spitzen Winkel zur Umlaufsrichtung eines Oberflächenpunktes der Mittelachse liegt. Es tritt also ein Radieren der Rolle auf der 20ittelachse auf, was in erwünschter Weise zum Sauberhalten der Oberfläche beiträgt. Der Anteil des Gleitens im Verhältnis zur Rollenbewegung ist aber so gering und wird über derartig große Flächen (Rollenrand, Achsenoberfläche) verteilt, daß die Abnutzung vernachlässigbar klein bleibt Lind eben nur eine ständige Säuberung der Oberflächen zur Folge 'hat. Dabei sind von der Windung zur Achse nur zwei Kontaktflächen hintereinandergeschaltet, die beide unter hohemAuflagedruck stehen undweit voneinander entfernt liegen, so daß für eine gute Wärmeabfuhr gesorgt ist. Daher bleiben die Verluste und die Erwärmung klein.The invention achieves a satisfactory operation without such difficulties by means of a very simple construction. According to the invention, in the case of a spool with a roll running inside the spool cylinder atrf the turns, this is to rest resiliently against the spool turn on one side and resiliently against a rotatable, circular-cylindrical central axis on its other, diametrically opposite side. If the central axis is set in rotation by the drive means connected to it, for example a handwheel, the roll will roll on both sides on the central axis on the one hand and on the coil winding on the other hand. If D is the inner diameter of the coil winding and d is the diameter of the central axis, then n = D is the number of axis end rotations for one roller revolution by 36o °. The result is a finely adjustable setting. Furthermore, since pure unrolling takes place on the coil windings, the wear at this point is very low, even at the highest surface pressures. Since the drive force acts on the longest lever arm, namely at the diametrically opposite point, the roller cannot be cornered or jammed, as is the case with other constructions with rollers moved by guide arms. The movement process between the central axis and the roller is not just rolling, since the free rolling direction is at an acute angle to the direction of rotation of a surface point on the central axis due to the increase in the number of turns. There is thus an erasure of the roller on the central axis, which contributes in a desirable manner to keeping the surface clean. The proportion of sliding in relation to the roller movement is so small and is distributed over such large areas (roller edge, axle surface) that the wear remains negligibly small and only results in constant cleaning of the surfaces. There are only two contact surfaces connected in series from the winding to the axis, both of which are under high contact pressure and are far apart, so that good heat dissipation is ensured. Therefore, the losses and the heating remain small.

Das Anpressen der Rolle gleichzeitig an die Spulenwindung und an die Mittelachse bedingt die Anwendung eines federnden Organs. Dies könnte beispielsweise die Spulenwindung selber sein, indem sich diese unter dem Rollendruck leicht nach außen durchbiegt, wie etwa eine Eisenbahnschiene sich unter der Radlast durchbiegt. Dabei ist es jedoch nicht ganz einfach, eine gleichmäßige Federung über alle Windungen und ihre Unterstützungspunkte hinweg zu erzielen: Es ist daher vorteilhafter, die Rolle selbst als federndes Organ auszubilden, indem diese aus zwei federnd zusammengedrückten Scheiben aufgebaut wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das dritte der zusammen arbeitenden Teile, nämlich die Achse, federnd gegen die Rolle zu pressen,etwa durch eine federndeLagerung derselben in mit der Rolle umlaufenden exzentrisch gebohrten Lagerkörpern.The pressing of the role at the same time on the coil winding and on the Central axis requires the use of a resilient organ. This could be, for example be the coil winding itself by moving it slightly under the roller pressure sags on the outside, such as a railroad track sags under the wheel load. However, it is not that easy to achieve an even suspension across all coils and to achieve their support points: it is therefore more advantageous to use the Train role itself as a resilient organ by this from two resiliently compressed Discs is built up. But there is also the possibility of the third of the together working parts, namely the axle, to press resiliently against the role, for example through a resilient mounting of the same in eccentrically drilled holes rotating with the roller Bearing bodies.

Aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgedankens an Hand von Zeichnungen wird die vorteilhafte Wirkungsweise im Vergleich zu den bekannten Konstruktionen noch deutlicher werden.From the following description of exemplary embodiments of the inventive concept on the basis of drawings, the advantageous mode of action compared to the known constructions become even clearer.

Abb. r zeigt in zwei Schnittzeichnungen die einfachste Verwirklichung des Erfindungsgedankens in einer Spule mit den Windungen r aus Kupferrohr. Zwischen diesen Windungen und der Achse 2, die in den Platten 3 drehbar gelagert ist, läuft die Rolle 4 um, wenn die Achse in Drehung versetzt wird. Die Rolle ,4 ist aus zwei Scheiben aufgebaut, die in Richtung .der seitlich von den Scheiben gezeichneten Pfeile federnd zusammengedrückt werden. Durch das Abgleiten der Scheiben an den Flanken der Windung legt sich die Rolle von selbst federnd gegen diese und die Achse. Um zu zeigen, daß sich die Rolle dabei gegenüber der durch ihre Mitte gehenden Parallelen zur Mittelachse unter einem bestimmten Winkel schräg einstellt, welcher dem Steigungswinkel der Spulenwindungen entspricht, ist diese Steigung in Abb. r übertrieben groß dargestellt. plan erkennt aus dem rechten Teil der Abbildung, wie durch Drehen der Achse 2 in Richtung des Pfeiles die Rolle ebenfalls tun sich selbst und um die Achse in Richtung der beiden anderen Pfeile in Bewegung kommt. Die Schrägstellung der Rolle aegeniiber der Mittelachse führt dabei zu dem erwähnten Reiben zwecks Blankltaltung der Oberfläche.Fig. R shows the simplest implementation in two sectional drawings of the inventive concept in a coil with the turns r made of copper pipe. Between these turns and the axis 2, which is rotatably mounted in the plates 3, runs the roller 4 to when the axis is set in rotation. The role, 4 is made up of two Discs built up in the direction of the side of the discs Arrows are resiliently compressed. By sliding the discs on the On the flanks of the winding, the roller lays itself resiliently against this and the axle. To show that the role is opposite to the parallels running through its center to the central axis at a certain angle, which is the slope angle corresponds to the coil windings, this slope is shown exaggerated in Fig. r. plan recognizes from the right part of the figure how by turning axis 2 in Direction of the arrow the role also do itself and around the axis in the direction the other two arrows start moving. The inclination of the roll in relation to it the central axis leads to the aforementioned rubbing in order to make the surface shiny.

Abb. 2 zeigt eine Konstruktion der Rolle, welche das federnde Zusammendrücken der Scheiben 4a und 41' bewirkt. Auf der mit einem Bund versehenen Achse 5 gleitet die Hülse 6. die darin liegende Schraubenfeder drückt die Achse 5 nach links und die Hülse 6 nach rechts. Von der Hülse 6 wird diese Kraft unmittelbar auf die Scheibe 4a und von der Achse 5 über die Glocke 7 auf die Scheibe 4b übertragen. Die Achse hat auf beiden Seiten Ansätze, um sie in einer Gabel halten zti können. Die Scheiben 4a, 4b haben einen wulstartigen Rand, der sich sowohl an die \Vindung als auch an die Mittelachse gut anlegt.Fig. 2 shows a construction of the roller, which allows the resilient compression of the disks 4a and 41 '. Slides on the axis 5 provided with a collar the sleeve 6. the coil spring located therein pushes the axis 5 to the left and the sleeve 6 to the right. This force is applied directly to the disk by the sleeve 6 4a and transferred from the axis 5 via the bell 7 to the disk 4b. The axis has approaches on both sides in order to be able to hold them in a fork. The disks 4a, 4b have a bead-like edge that is attached to both the \ Vidian and the the central axis is well laid out.

Abb. 3 zeigt einige weitere Möglichkeiten der Gestaltung der Profile von @@'iiidungen und Rolle, durch welche ein Abgleiten der Scheiben von den Flanken der Windung und ein festes Anlegen an die Achse erreicht werden kann.Fig. 3 shows some other options for designing the profiles von @@ 'iiidungen and role, by which a sliding of the discs from the flanks the winding and a firm application to the axis can be achieved.

Abb. 4 ist die Schnittzeichnung eines sog. Gegentaktv ariometers mit Spulen nach der Erfindung. Das Variometer weist zwei gegensinnig gewundene Spulenteile mit den Windungen r auf. je eineRolle4 läuft auf den beiden Spulenteilen, und zwar so, daß beide Rollen sich in Gleichlauf befinden. Um dies zu gewährleisten, werden die Rollen mit den Achsen 5 in Gabelstücken 8 gehalten, jedoch so, daß die Achse 5 in radialer Richtung innerhalb des Gabelstückes genügend Spiel hat, um sich gleichmäßig gegen Windung und Mittelachse legen zu können. Die Gabelstucke 8 können auf der Mittelachse frei umlaufen und sind auch auf dieser längs verschiebbar. Sie werden jedoch auf ihrer von den Rollen abgewendeten Seite durch die Koppelstange 9 in Gleichlauf gehalten, auf der sie in Längsrichtung ebenfalls leicht verschiebbar sind. An den Enden ist die Koppelstange 9 in frei um die Mittelachse umlaufenden Scheiben io gelagert, von denen die links befindliche als Zahnrad ausgebildet ist, welches mit dem Zahnrad i i der Welle 12 im Eingriff steht. Das auf dieser Welle sitzende Kettenrad 13 bewirkt über eine Kette die Anzeige der jeweiligen Einstellung der Rollen, wobei die zwischengeschaltete Erbersetzung so zu wählen ist, daß die ganze Weglänge der Rollen über sämtliche Windungen auf eine Zeigerumdrehung gebracht wird. Der Antrieb der Mittelachse erfolgt ebenfalls durch Kettentrieb auf das Rad 14. In der Zeichnung wurde darauf verzichtet, die Schrägstellung der Rollen innerhalb der Gabelstücke anzudeuten. Die Gabelstücke 8 verhindern auch mit Sicherheit ein Entgleisen der Rollen, d. h. ein seitliches Herausgleiten aus der Führung zwischen der Windung und der Mittelachse. Die Rollenachse 5 ist in dem Gabelstück 8 gegenüber der durch die Rollenmitte gehenden Parallelen zur 1litt;laclise 2 unter einem Winkel gelagert, welcher dein Steigungswinkel der Spulenwindungen entspricht.Fig. 4 is a sectional drawing of a so-called push-pull variometer with Coils according to the invention. The variometer has two coil parts that are wound in opposite directions with the turns r on. One roller 4 runs on each of the two reel parts, namely so that both roles are in synchronicity. To ensure this, be the rollers with the axes 5 held in fork pieces 8, but so that the axis 5 has enough play in the radial direction within the fork piece to move evenly to be able to place against the turn and central axis. The fork pieces 8 can be on the Rotate freely around the central axis and can also be moved lengthways on this. you will be but on its side facing away from the rollers through the coupling rod 9 in synchronism held, on which they can also be easily moved in the longitudinal direction. To the end up is the coupling rod 9 in freely revolving around the central axis Discs io stored, of which the one on the left is designed as a gear, which is in engagement with the gear i i of the shaft 12. That on this wave Seated chain wheel 13 causes the respective setting to be displayed via a chain of the roles, whereby the intermediate translation is to be chosen so that the brought the entire path length of the rollers over all turns to one pointer revolution will. The central axis is also driven by a chain drive on the wheel 14. In the drawing, the inclination of the rollers within to indicate the fork pieces. The fork pieces 8 also prevent one with certainty Derailment of the rollers, d. H. a lateral sliding out of the guide between the turn and the central axis. The roller axis 5 is opposite in the fork piece 8 the parallels to the 1litt; laclise 2 running through the middle of the roll at an angle stored, which corresponds to your pitch angle of the coil turns.

l3ei einem Einfachvariometer nach Abb. i wird die eine Stromzuführung mit der Mittelachse verbunden, was z. B. durch eine Schleifringkonstruktion bekannter Art geschehen kann. Bei dem Gegentaktvarioineter nach Abb. 4 werden die Stromzufiihrungen mit den Enden der Spulenteile verbunden, während über die Rollen 4 und die Achse 2 ver-:inderbare Teile dieser Spulen kurzgeschlossen werden. Die Älittelachse'kann zweckmäßigerweise aus einem Isolierstoff von niedrigem Verlustfaktor mit einem darübergezogenen Kupferzylinder bestehen.In the case of a single variometer as shown in Fig connected to the central axis, which z. B. known by a slip ring construction Kind of can happen. In the push-pull varioineter according to Fig. 4, the power supplies connected to the ends of the coil parts while via the rollers 4 and the axle 2 changeable parts of these coils are short-circuited. The Älittelachse 'can expediently made of an insulating material with a low loss factor with an overlay Are made of copper cylinders.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Induction coil, especially for high-frequency currents, with variable tapping by at least one roller running on the windings inside the coil cylinder, characterized in that the roller (4) is resilient on one side against the coil winding (i) and on its other, diametrically opposite one Side rests resiliently against a rotatable, circular-cylindrical central axis (2).

2. Coil according to claim i, characterized in that the role consists of consists of two resiliently compressed washers (4 °, 4b).

3, coil according to claim 2, characterized in that the coil turns (i) such, in particular have a circular cross-section that on their flanks touched by the discs there are sliding surfaces at an angle to the surface of the discs (_ °, 4b).

4. Coil according to claim 2, characterized in that the discs (4 °, 4b) with a bead-shaped edge touching the turns (i) are provided.

5th coil according to claim 2, characterized in that the discs (4 °, 4b) with an im essential conical edge touching the turns (i) are provided.

6. coil according to claim i, characterized in that the central axis (2) with the drive means (14) to adjust the Albgriffs, z. B. with a handwheel in connection.

7. Coil according to claim i, characterized in that a power supply to the Central axis (2) is connected. B.

Coil according to claim i, characterized in that that the roller axis (5) is held in a fork piece (8) which is on the central axis (2) is mounted freely rotating and longitudinally displaceable.

9. coil according to claim 8, characterized in that the roller axis (5) in the fork (8) in a radial Direction of play. ok

Spool according to Claim 8, characterized in that the roller axis (5) in the fork piece (8) opposite the parallel line passing through the center of the roller to the central axis (2) is mounted at an angle which corresponds to the pitch angle corresponds to the coil turns (i).

11. Push-pull variometer with two opposing directions wound coil parts according to claim i, characterized in that on each coil part a roller (4) supported against the common central axis (2) runs.

12. Variometer according to claim i i with rollers guided in fork pieces, characterized in that that the fork pieces (8) are kept in synchronism by a mechanical coupling, For example, a coupling rod (9) passed through parallel to the central axis (2), on which the fork pieces can be moved lengthways.

13. Variometer according to the claims i i and 12, characterized in that the coupling rod (9) at least at its one end is held in a disk (io) that otherwise rotates freely around the central axis is.

14 .. variometer according to claim 13, characterized in that of the disc (io) the position indicator for the rollers (4) is derived, preferably in such a way that that the Seheibe is designed as a gear or chain wheel and optionally over a gear drive moves the pointer mechanism.

15. Variometer according to claims i i to 14, characterized in that the central axis (2) is on a non-conductive Material of preferably low dissipation factor with an overlay highly conductive cylinder, preferably made of copper.

16. Variometer after the Claims i i to 15, characterized in that the power supply lines are connected to the two coil parts of which changeable parts are short-circuited via the rollers (4) and the central axis (2) will.

17. Roll for a spool according to claim 2, characterized by an axis (5) and a sleeve (6) sliding on it, which is separated by a helical spring be pressed, and by attaching one disc (4 °) the sleeve (6) and the other disc (4 b) on the axis (5) in such a position that the the two washers are pressed against each other by the helical spring (Fig.2).

18th Roller according to claim 17, characterized in that the sleeve (6) has a collar the axis (5) slides and the one disc (4b) by means of a sleeve (6) engaging around Bell (7) is rigidly connected to the axis (5).