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Induktionsspule mit veränderlichem Abgriff Es ist bereits eine Induktionsspule
bekannt, welche besonders für die Verwendung mit Hochfrequenzströmeu bestimmt ist
und einen veränderlichen Abgriff durch mindestens eine auf der Innenseite der Windungen,
laufende Rolle aufweist, die einseitig federnd gegen die Spulenwindung und auf ihrer
anderen diametral gegenüberliegenden Seite federnd gegen eine drehbare, mit den
Spulenwindungen koaxiale kreiszylindrische Mittelachse anliegt. Durch diese Ausbildung
dies Stromabnehmers ergeben sich Vorteile in dem elektrischen und mechanischen Verhalten,
da die Anzahl der hinterreinandergeschalteten Kontaktflächen von gegeneinander beweglichen
Teilen nur zwei beträgt und der Antrieb der Rollen konstruktiv besonders einfach
wird.
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Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Abänderung einer derartigen
Induktionsspule mit Antrieb einer Rolle durch zwei sich gegeneinander drehende,
koaxiale Kreiszylinderflächen, zwischen denen die Rolle federnd eingeklemmt ist.
Die Abänderung besteht darin, daß die Rolle nicht wie bei der bekannten Anordnung
innen, sondern vielmehr außen auf den Spulenwindungen läuft und sich auf ihrer anderen,
diametral gegenüberliegenden Seite federnd gegen die Innenfläche eines die Spule
umgebenden Hohlzylinders anlegt, und die Spule und der Hohlzylinder um die gemeinsame
Achse gegeneinander drehbar sind. Durch diese Abänderung der Anordnung ist es möglich,
den Innenraum der Spule, in welchem die größte magnetische Feldstärke auftritt,
frei von allen störenden Konstruktionsteilen zu halten. Die bei der bekannten Konstruktion
vorhandene, die Spulenmitte einnehmende Antriebswelle für die Rollen fällt weg und
die Rollen nebst den zu ihrer Führung vorgesehenen Konstruktionsteilen
werden
nach außen in einen Raum geringerer Feldstärke verlegt. Der Hohlzylinder, der die
äußere Rollenbahn bildet, kann in vorteilhafter Weise gleichzeitig als äußeres Stromzuführungselement
und zur magnetischen Abschirmung der " Spule dienen. Es ergibt sich durch die Erfindung
eine- in verschiedenen Richtungen überaus günstige Anordnung, die besonders zur
Verwendung als Selbstinduktionsspule für sehr hohe Frequenzen geeignet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Induktionsspule
nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Ansicht der Spule mit im Schnitt dargestellter Umhüllung;
Abb. 2 ist eine Ansicht der inneren Teile ohne die Umhüllung von oben; Abb. 3 läßt
erkennen, wie unter der Wirkung einer in Richtung der Pfeile wirkenden Feder ein
festes Anlegen der Rolle an die Spulenwindung und an die Innenfläche des umgebenden
Zylinders erfolgt; Abb. 4 zeigt schematisch eine Anordnung, in welcher der umgebende
Zylinder als federndes Element ausgebildet ist.
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Aus Abb. i ist ersichtlich, daß bei der dargestellten bevorzugten
Konstruktion drei Rollen 4 vorgesehen sind, die auf den Windungen i außen umlaufen,
wenn der Hohlzylinder :2 um die Spule herum gedreht wird. In Abb. 2 ist dieser Vorgang
durch die eingezeichneten Pfeile verdeutlicht. Wenn der äußere, in Abb. 2 nicht
dargestellte Zylinder :2 in Richtung der außerhalb, der Rollen 4 gezeichneten Pfeile
gegenüber i gedreht wind, ergibt sich eine Bewegung der Rollen 4 in der gleichen
Richtung, wobei sie eine Drehung um die Achsren 5 im Sinne der auf die Rollen aufgezeichneten
Pfeile ausführen. Die drei Rollen sind bezogen auf die Mittelachse um 12o0 gegeneinander
versetzt, so daß sich die auf den Windungskörper der Spule ausgeübten radialen Kraftkomponenten
gegenseitig aufheben und keine Verdrängung der Spule aus der Mittellage heraus eintritt.
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Die Rollren 4 laufen. auf den Achsen 5, welche an einem mit den- Rallen
umlaufenden, innerhalb des Zwischenraumes zwischen der äußeren Begrenzung der Spulenwindungen
i und der Innenfläche des umgebenden Zylinders 2 beweglichen Ring 8 befestigt sind.
Die Rollenachsen" 5 sind gegenüber der Mittelachse um den Steigungswinkel der Spulenwindüngen
i schräg gestellt. Da die Rollen in an sich bekannter Weise so ausgebildet sind,
daß zwei Platten mit abgeschrägten Rändern in den in Abb. 3 durch Pfeile angedeuteten
Richtungen mittels einer Feder unter Spannung gesetzt sind, ergibt sich ein Abgleiten
der schrägen Plattenränder an der Spulenwindung i und damit eine Verlagerung der
Führungsachsen 5 radial nach außen, bis eine feste Berührung der Rollen sowohl mit
der Windung i als auch- mit dem umgebenden Zylinder :2 erreicht ist. Um die dazu
notwendige freie Einstellung der Rollen in rardialer Richtung zu ermöglichen, sollen
zweckmäßigenveise die Rollenachsen an dem Ring 8 so befestigt sein, daß eine Nachgiebigkeit
in radialer Richtung, bezogen auf die Zylinderachse als Mittelpunkt, vorhanden ist;
beispielsweise können die Achsen 5 in dem Ring 8 in radialer Richtung kippbar befestigt
sein.
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Da die Rollen 4 an Punkten verschiedener Höhe die Windung i berühren,
ruß bei- der Bemeseung der Länge der Achsen bzw. der Art ihrer Befestigung an dem
Ring 8 entsprechend Rücksicht ' auf diese Tatsache genommen werden, wenn der Ring
8 senkrecht zur Mittelachse stehlen und bei der Drehung keine Taumelbewegung ausführen
soll. In der Zeichnung ist, um alle Teile übersichtlich darstellen zu können, die
Länge der Achsstummel von den Rollen 4 bis zu dem Ring 8 übertrieben groß gewählt
worden. Bei der praktischen Ausführung empfiehlt es sich aber, die Rollein näher
an den Ring heranzubringen bzw. auf beide Seiten des Ringes zu verteilen.
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Diese Maßnahme besitzt nicht nur Bedeutung für die Erzielung der besten
Laufeigenschaften für die Rollen; in der in Abb. i dargestellten Konstruktion hat
der Ring 8 nämlich auch noch eine elektrische Aufgabe. Er ist aus. gut leitendem
Material, beispielsweise Aluminium, hergestellt und bewirkt eine magnetische Abschirmung
für das nicht eingeschaltete bzw. lcuTzgeschlossene Stück der Spule.
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Dadurch können auch bei sehr hohen Frequenzen die sonst oft erheblich
störenden Schwingungen des freien Spulenendes praktisch ohne Schwierigkeiten unterdrückt
oder doch auf-ein nicht störendes Maß gedämpft -werden. Diese Wirkung kann auch
für den Innenraum der Spul dadurch erreicht werden, daß an dem umlaufenden Ring
8, beispielsweise mittels zwischen den Spulenwindungen hindurchgreifender Stützen,
eine Scheibe aus elektrisch vorzugsweise gut leitendem Material befestigt ist, welche
im Spuleninnenraüm eine entsprechende Abschirmung zwischen dem eingeschalteten und
dem nichtbenutzten Teil der Spule bildet bzw. die durch den umlaufenden Ring 8 gegebene
Abschirmung ergänzt. Der Zylinder 2 ist an seiner unteren Stirnfläche durch eine
kreisförmige Deckfläche geschlossen und. über diese elektrisch mit dem auf der gleichen
Seite liegenden Windungsende i" verbunden und an" dieser Verbindungsstelle geerdet.
Es ist -aber natürlich ebensogut möglich, eine Erdung zu vermeiden und die äußere
Abschirmung mit einem anderen geeigneten Punkt der Schaltung zu verbinden. Die obere
Stirnfläche ist bei der dargestellten Konstruktion durch einen aufgesetzten Deckel
abgeschlossen, durch dessen Mittelöffnung das andere Windungsenide i' hindurchgeleitet
ist. Der Antrieb des äußeren Zylinders 2 erfolgt an dem Zahnkranz 14, beispielsweise
durch einen Schneckentrieb. Zur Aufnahme nicht ausgeglichener radialer Kraftkomponenten
zwischen der Spule und dem äußeren Zylinder dient das mitgroß:em Durchmesser ausgeführte
Lager mittels der Bodenplatte 3'. Diese kann im Bedarfsfall auch die Stützen für
die Spulenwindungen i tragen, welche im Innern der Spule liegen müssen. Für die
Verwendung bei sehr hohen Frequenzen wird aber bei den in Betracht
kommenden
geringen Windungszahlen und großen RohTquersch.nitten die Spule im allgemeinen eine
so hohe mechanische Steifigkeit aufweisen, daß in Anbetracht der geringen tangentialen
Reibungskräfte durch die umlaufenden Rollen auf solche Stützen ganz verzichtet werden
kann.
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Anstatt federnde Rollen von der in Abb. 3 angedeuteten Ausführung
zu verwenden, ist es auch möglich, den umgebenden Zylinder 2 oder die Spulenwindungen
i oder beide in radialer Richtung derartig federnd auszubilden, daß eine nicht federnde
Rolle bei ihrer Bewegung in fester Berührung sowohl mit der Windung i als auch mit
dem umgebenden Zylinder 2 geführt wird. Eine derartige konstruktive Ausbildung besitzt
den Vorzug, besonders einfach und mechanisch außerordentlich robust zu sein. Der
Rollendurchmesser wird dabei derartig gewählt, daß die Summe der beiden zu dem AbTollvorgang
auf den Spulenwindungen i und dem Abrollvorgang auf dem umgebenden Zylinder 2 gehörenden,
gegebenenfalls untereinander verschiedenen Rollkreishalbmesser etwas größer ist
als der Abstand zwischen den beiden als Spurkurven der Rolle 4 auf den Spulenwindungen
i und dem umgebenden Zylinder 2 beschriebenen Schraubenlinien an den durch den Rollendru@ek
nicht -verformten Stellen.
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Die Rollen werden dann zwischen der Spulenwindung und dem äußeren
Zylinder federnd gehalten. Abb.4 zeigt schematisch, wie der äußere Zylinder 2 durch
den Druck der Rollen 4 von seiner Kreiszylinderform 2' abweicht. Da der Zylinder
2 das Bestreben hat, elastisch in seine Ursprungsform 2' zurückzukehren, werden
von ihm radial nach innen gerichtete Kräfte auf die Rollen ,4 ausgeübt, so daß diese
fest geigen die Spulenwindungen i gedrückt werden.
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Es ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Induktionsspule
nach der Erfindung vorgesehen, daß die Spule mit den Windungen i feststeht, während
der äußere Zylinder 2 um sie herumgedreht wird. Der gleiche Abrol.lvorgang und vergleichbare
kinematische Verhältnisse werden aber auch erzielt, wenn. die Spule innerhalb des
feststehenden Zylinders 2 gedreht wird. Es bleibt dem Konstrukteur überlassen, welche
der beiden Möglichkeiten der Anwendung des Erfindungsgedankens. er für einen bestimmten
Fall bevorzugt.