DEP0003832BA

DEP0003832BA - Induction variometer, especially for short-wave transmitters

Info

Publication number: DEP0003832BA
Authority: DE
Inventors: Herbert Burchard; Rudolf Dipl.-Ing. Osterburg
Original assignee: C. Lorenz AG, Stuttgart-Zuffenhausen
Publication date: 1951-02-15

Description

Es ist bereits ein Induktionsvariometer bekannt, das aus einer Zylinderspule und einem innerhalb dieser auf einer stromführenden Mittelachse schraubenlinienförmig bewegbaren Kurzschlußkörper besteht. Die Verbindung zwischen der Mittelachse und der Zylinderspule kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Bei drehbarer Mittelachse wird vorteilhafterweise die eine Verbindung mechanisch fest mit dieser Achse hergestellt, während die Verbindung mit der Spule über einen Rollen- oder Schleifkontakt erfolgt, welcher an der Windung entlanggleitet. Bei feststehender Mittelachse, um die der Kurzschlußkörper sich dreht, müssen beide Verbindungen über Rollen- oder Schleifkontakte hergestellt werden. Der Kurzschlußkörper füllte bei der bekannten Anordnung den Raum innerhalb der Spule voll aus. Dabei tritt der Übelstand auf, daß sich die Feldlinien in der Nähe des Kurzschlußkörpers sehr dicht zusammendrängen und dadurch die Spannungsbelastung und die Strombelastung an den in unmittelbarer Nähe des Kurzschlußkörpers liegenden Windungen der Variometerspule sehr hoch wird. Da die Spannung ungleich auf die einzelnen Windungen verteilt ist, können Überschläge eintreten und Schmelzstellen entstehen.An induction variometer is already known, which consists of a solenoid and a short-circuit element which can be moved in a helical manner on a current-carrying central axis within the solenoid. The connection between the central axis and the solenoid can be established in various ways. In the case of a rotatable central axis, one connection is advantageously made mechanically fixed with this axis, while the connection with the coil is made via a roller or sliding contact which slides along the winding. With a fixed central axis around which the short-circuit body rotates, both connections must be made using roller or sliding contacts. In the known arrangement, the short-circuit body completely filled the space inside the coil. The inconvenience of this is that the field lines in the vicinity of the short-circuit body huddle together very closely and the voltage load and the current load on the turns of the variometer coil in the immediate vicinity of the short-circuit body are very high. Since the voltage is unevenly distributed over the individual windings, flashovers can occur and melting points can occur.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Bei dem erfindungsgemäßen, insbesondere für Kurzwellensender vorgesehenen Induktionsvariometer mit einer Zylinderspule und einem innerhalb dieser auf einer stromführenden Mittelachse schraubenlinienförmig bewegbaren Kurzschlußkörper, der z.B. zwei elektrisch miteinander verbundene Schleifkontakte trägt, von denen der eine gegen die Zylinderspule, der andere gegen die stromführende Achse drückt, ist der Kurzschlußkörper im Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Zylinderspule und exzentrisch zu dieser geführt. Der Vorschub des Kurzschlußkörpers kann z.B durch die Spulenwindungen selbst herbeigeführt werden. Der Kurzschlußkörper wird durch die Achse, die die Mitte der Zylinderspule durchsetzt, mitgenommen, indem ein Abnehmerkontakt an den Windungen der Spule angreift und beim Drehen den Körper auf der Achse verschiebt. Diese Anordnung bedingt, daß die beiden Variometerendplatten Lager für die drehbare Mittelachse tragen müssen, wodurch Stromübertragungsschwierigkeiten entstehen. Durch geeignete, von der Zylinderform abweichende Gestalt kann die Spannungsbelastung an den Windungen der Spule in der Nähe des Kurzschlußkörpers weiter verkleinert werden. Z.B. kann der Kurzschlußkörper ein im Verhältnis zum Durchmesser kurzer ( kleiner 1:2) Zylinderkörper sein, dessen eine in Achsrichtung nach den kurzzuschließenden Windungen der Variometerspule zu liegende Fläche senkrecht zur Zylinderachse steht und dessen andere nach den kurzgeschlossenen Windungen zu liegende Fläche derart zur Zylinderachse geneigt ist, daß die längste Mantellinie des Kurzschlußkörpers an der Seite des die Spulenwindungen berührenden Schleifkontaktes, die kürzeste Mantellinie diametral zur längsten liegt und die Neigung etwa der Steigung der Drahtwindungen der Variometerspule entspricht und der Übergang von der Mantelfläche zu den Grundflächen des Zylinderkörpers abgerundet ist. Praktisch wird der vorerwähnte Kurzschlußkörper so ausgeführt, daß die geneigte Fläche materiell nicht ausgeführt wird, sondern nur die zur Mittelachse senkrechte Fläche und die Mantelfläche mit den gewölbten Rändern, so daß das Gebilde etwa wie ein schräg abgeschnittener flacher Topf aussieht. Dadurch ist es möglich, bequem die im Hohlraum des Kurzschlußkörpers untergebrachten Schleifkontakte zu erreichen und nach Abnutzung auszuwechseln.The invention avoids these disadvantages. In the induction variometer according to the invention, provided in particular for short-wave transmitters, with a solenoid and an inside This short-circuit body, which can be moved helically on a current-carrying central axis and carries, for example, two electrically connected sliding contacts, one of which presses against the cylinder coil and the other against the current-carrying axis, the short-circuit body is smaller in diameter than the inside diameter of the cylinder coil and eccentrically guided to it . The advancement of the short-circuit body can, for example, be brought about by the coil windings themselves. The short-circuit body is carried along by the axis that passes through the center of the solenoid, in that a pickup contact engages the turns of the coil and moves the body on the axis when it is turned. This arrangement means that the two variometer end plates have to carry bearings for the rotatable central axis, as a result of which current transmission difficulties arise. By means of a suitable shape deviating from the cylindrical shape, the voltage load on the turns of the coil in the vicinity of the short-circuit body can be further reduced. For example, the short-circuit body can be a cylinder body that is short in relation to the diameter (less than 1: 2), one surface of which is perpendicular to the cylinder axis after the turns of the variometer coil to be short-circuited in the axial direction and the other surface of which is inclined to the cylinder axis after the short-circuited turns is that the longest surface line of the short-circuit body on the side of the sliding contact touching the coil windings, the shortest surface line is diametrically to the longest and the slope corresponds approximately to the slope of the wire windings of the variometer coil and the transition from the jacket surface to the base of the cylinder body is rounded. In practice, the aforementioned short-circuit body is designed so that the inclined surface material is not carried out, but only the surface perpendicular to the central axis and the outer surface with the curved edges, so that the structure looks something like a flat pot cut at an angle. This makes it possible to comfortably reach the sliding contacts accommodated in the cavity of the short-circuit body and to replace them when they are worn out.

Der Aufbau des Induktionsvariometers nach der Erfindung wird am besten so vorgenommen, daß in der Stellung der kleinsten Selbstinduktion die Mittelachse eine Kurzschlußverbindung über den Anschlußkörper H und Abschirmkörper J (Abb.1) zu den Zuleitungen D(sub)1, D(sub)2 herstellt. In dieser Stellung überwiegt die kapazitive Wirkung des Variometers die induktive, da nur noch die enge Schleife aus den Leitungen D(sub)1 und D(sub)2 über die Verbindungspunkte C und G (vergl. Abb. 1 und 2) kapazitiv über den Kurzschlußkörper wirksam ist. Die Variometeranordnung geht dabei in eine Lecherleitung bzw. eine kurzgeschlossene Z-Leitung über, an deren einer Leitungsschiene das kurzgeschlossene Variometer hängt.The construction of the induction variometer according to the invention is best made so that in the position of the smallest self-induction the central axis is a short-circuit connection via the connection body H and shielding body J (Fig. 1) to the leads D (sub) 1, D (sub) 2 manufactures. In this position, the capacitive effect of the variometer outweighs the inductive one, since only the narrow loop from the lines D (sub) 1 and D (sub) 2 via the connection points C and G (see Fig. 1 and 2) is capacitive via the Short-circuit body is effective. The variometer arrangement merges into a Lecher line or a short-circuited Z-line, on one line of which the short-circuited variometer hangs.

Eine drehbare Mittelachse bringt in der Praxis Schwierigkeiten mit sich. Da die Mittelachse stromführend ist und der Übergangswiderstand von dieser zu dem Anschlußkörper H (Abb. 1) möglichst gering gehalten werden muß, ist zwischen diesem und der Achse eine Schleifkontaktüberbrückung erforderlich. Außerdem müssen Verbindungsstreben den Anschlußkörper H und den Abschirmkörper J haltern und dem Variometeraufbau die nötige Festigkeit geben, während bei fester Verbindungsachse darauf verzichtet werden kann. Da die Antriebsachse über Federkeile den Kurzschlußkörper mitnimmt und antreibt, um mit dem Drehen des Kurzschlußkörpers auch eine Fortbewegung in axialer Richtung zu erreichen, tritt eine starke Reibung zwischen Mitnehmerachse des Kurzschlußkörpers und dem Achsenfederkeil auf. Da die Achse nicht geschmiert werden darf, weil der stromführende Schleifkontakt darauf liegt, tritt starker Materialverschleiß ein.A rotatable central axis brings difficulties in practice. Since the central axis is live and the contact resistance from this to the connecting body H (Fig. 1) must be kept as low as possible, a sliding contact bridging is necessary between this and the axis. In addition, connecting struts must hold the connecting body H and the shielding body J and give the variometer structure the necessary strength, while this can be dispensed with with a fixed connecting axis. Since the drive axle takes the short-circuit body with it via spring wedges and drives it in order to achieve a forward movement in the axial direction with the rotation of the short-circuit body a strong friction between the driver axis of the short-circuit body and the axis spring wedge. Since the axis must not be lubricated because the current-carrying sliding contact is on it, the material will wear out heavily.

Daher wird nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung das Induktionsvariometer mit fester Verbindungsachse versehen und der Kurzschlußkörper von einem ihn durchsetzenden isolierten parallel zur Achse verlaufenden Mitnehmerstab um die feststehende Mittelachse geführt, der seinerseits parallel zu sich auf einem gedachten konzentrisch zur Mittelachse liegenden Zylindermantel bewegt wird. Zur Verminderung der Reibung kann der Kurzschlußkörper mit Rollen gegen die feststehende Mittelachse abgestützt werden.Therefore, according to a further object of the invention, the induction variometer is provided with a fixed connection axis and the short-circuit body is guided around the fixed central axis by an insulated driving rod extending through it which extends parallel to the axis and which in turn is moved parallel to itself on an imaginary cylinder jacket lying concentrically to the central axis. To reduce the friction, the short-circuit body can be supported with rollers against the fixed central axis.

In Abb. 1 ist schematisch ein Variometer nach der Erfindung, an dem Beispiel der Deutlichkeit wegen jedoch mit drehbarer Mittelachse, dargestellt. Die Variometerspule AC besteht aus einem schraubenförmig gewundenen runden oder kantigen Draht oder Rohr, das gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchströmt wird. Bei C schließt sich unmittelbar die Leitung D(sub)2 an, die zu einem Schwingkreiskondensator oder einem Senderöhrenanschluß (Anode, Gitter) führt. D(sub)1 ist die Parallelleitung zu D(sub)2. B ist der Schleifkontakt des Kurzschlußkörpers K, der an den Spulenwindungen schleift, F der Schleifkontakt, der auf der Spindel S schleift. E ist ein Verbindungsteil zwischen Spule und Spindel und stellt die Kurzschlußverbindung zwischen beiden dar. E kann vorteilhaft aus gewelltem federnden Kupferblech hergestellt sein. Die beiden Schleifkontakte B und F stehen mit E in unmittelbarem elektrischen Kontakt. E ist andererseits auch mit dem Kurzschlußkörper K elektrisch verbunden.In Fig. 1, a variometer according to the invention is shown schematically in the example for clarity, but with a rotatable central axis. The variometer coil AC consists of a helically wound round or angular wire or tube through which a coolant flows, if necessary. At C, the line D (sub) 2 follows, which leads to an oscillating circuit capacitor or a transmitter tube connection (anode, grid). D (sub) 1 is the parallel line to D (sub) 2. B is the sliding contact of the short-circuit body K, which slides on the coil windings, F is the sliding contact, which slides on the spindle S. E is a connecting part between the coil and the spindle and represents the short-circuit connection between the two. E can advantageously be made of corrugated resilient copper sheet. The two sliding contacts B and F are in direct electrical contact with E. On the other hand, E is also electrically connected to the short-circuit body K.

Die Schaltung des Variometers ist aus Abb. 2 ersichtlich. In ihr sind dieselben erläuternden Buchstaben gewählt, wie in der Darstellung der Abb. 1 an den entsprechenden Kontaktstellen. Je weiter sich die Kurzschlußverbindung BEF dem Spulenende C nähert, desto geringer wird die Induktivität des Variometers und desto mehr tritt die kapazitive Wirkung des Leitergebildes D(sub)1 GCD(sub)2 gegenüber der Brücke BEF bzw. dem Kurzschlußkörper K zutage.The circuit of the variometer is shown in Fig. 2. In it the same explanatory letters are chosen as in the illustration of Fig. 1 at the corresponding contact points. The closer the short-circuit connection BEF approaches the coil end C, the lower the inductance of the variometer and the more the capacitive effect of the conductor structure D (sub) 1 GCD (sub) 2 against the bridge BEF or the short-circuit body K becomes apparent.

Die Vorteile des Variometers nach der Erfindung sind folgende: Eine günstige Feldverteilung und damit eine gleichmäßige Spannungs- und Stromverteilung auf die einzelnen Spuelenwindungen; Vermeidung von Abbrand an den Spulenwindungen; geringe Störanfälligkeit infolge robuster Ausführung und besonders leicht gängiger Antrieb bei der Ausführung mit feststehender Mittelachse und auf dieser rollenden Kurzschlußkörper.The advantages of the variometer according to the invention are as follows: a favorable field distribution and thus a uniform voltage and current distribution on the individual coil windings; Avoidance of burn-off on the coil windings; low susceptibility to failure due to the robust design and particularly easy-running drive in the version with a fixed central axis and short-circuit bodies rolling on this.

Claims

1. Induction variometer, especially for short-wave transmitters, with a solenoid and a short-circuit body which can be rotated around a current-carrying central axis and can be displaced in a helical manner on it and which carries, for example, two electrically connected sliding contacts, one of which slides along the inside of the coil winding, the other presses against the current-carrying axis, characterized in that the almost cylindrical short-circuit body, the axis of which is parallel to the coil plane, is smaller in diameter than the inside diameter of the cylinder coil and is guided eccentrically to this.

2. Induction variometer according to claim 1, characterized in that the short-circuit body in the direction of the solenoid receives a shape deviating from the cylindrical shape such that the voltage load on the turns of the coil in the vicinity of the short-circuit body is small.

3. Induction variometer according to claim 1, characterized in that the short-circuit body is a hollow cylinder body in relation to the diameter (less than 1: 2) whose base is perpendicular to the cylinder axis and whose surface to be located after the short-circuited turns is inclined to the cylinder axis in such a way that the longest surface line of the short-circuit body on the side of the sliding contacts touching the coil windings, the shortest surface line is diametrically opposite to the longest and the inclination corresponds approximately to the slope of the wire windings of the variometer coil, and that spherical surfaces form the transition from the jacket surface to the base of the cylinder body.

4. Induction variometer according to claims 1 to 3, characterized in that the short-circuit body is guided around the fixed central axis by an insulated drive rod running parallel to the central axis and penetrating it, which in turn is moved parallel to itself on an imaginary cylinder jacket concentric to the central axis.