Induktivitätsspule mit Abschirmkäfig. Die Abschirmung von Selbstinduktions- spulen gegen fremde elektrische Felder, ins besondere von Kopplungsspulen, wie zum Bei spiel Goniometerspulen, ist in der Hochfre quenztechnik eine häufig auftretende Auf gabe.
Die dabei zu erfüllenden physikalischen Forderungen sind in der Regel: 1. möglichst geringe kapazitive Belastung des Selbstinduktionskreises, 2. die Vermeidung der Beeinflussung der Spuleninduktivität durch die Abschirmung, 3. die Vermeidung einer Abschirmung des magnetischen Feldes und 4. die Gewährleistung einer möglichst geringen Dämpfung des Spulenkreises durch die Abschirmung.
Die genannten Erfordernisse sind in der Regel um so schwieriger zu erfüllen, je gerin ger die Wellenlängen der auftretenden Hoch frequenzschwingungen in dem Spulenkreis sind.
Die der Erfindung gemässe Ausbildung der Abschirmung stellt eine vorteilhafte Lösung der genannten Aufgabe dar, da sie technisch leicht herstellbar ist. Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Abschirmung mittels eines Käfigs, der aus untereinander elektrisch ver bundenen Drahtwindungen besteht, .die ein zeln in sich elektrisch geschlossen sind und in. zu den magnetischen Kraftlinien des Spu- lenfeldes parallelen Ebenen liegen.
Zur Vermeidung von Rückwirkungs- und Dämpfungserscheinungen im Spulenkreis ist bei der genannten Anordnung zweckmässig darauf zu achten, dass die elektrische Verbin dung der einzelnen Drahtwindungen unter einander so ausgebildet wird, dass die Ent stehung einer geschlossenen, mit dem Spulen feld verketteten Windung verhindert wird.
Bei der praktischen Erprobung von Ab schirmanordnungen, wie sie vorstehend ge kennzeichnet sind, hat sich beispielsweise vor allen Dingen ein solcher Drahtkäfig für die serienmässige Herstellung von abgeschirmten Spulen bewährt, der aus einer Drahtwicklung besteht, deren einzelne Windungen schrau- benlinienförmib verlaufen.
Wenn auch diese Windungen geometrisch nicht genau in einer Ebene liegen, so ist dennoch die vorher ver wendete Ausdrucksweise, dass sie in zuein ander parallelen Ebenen liegen, wegen ihres näherungsweisen Zutreffens und der elektri schen Xquivalenz als erfüllt zu betrachten. Die Windungen sind bei dieser Ausführungs form durch mindestens eine von Windung u Vindung durchgehende leitende Verbin- z <B>N</B> dung miteinander elektrisch verbunden.
Diese Art der Ausführung des Abschirmkä,figs ist besonders leicht herzustellen und eignet sich besonders für Kopplungsspulen, die zur Her stellung eines veränderlichen Kopplungs- grades drehbar anzuordnen sind.
Bei den vorgeschlagenen Abschirmungs- massnahmen werden lange Leiterteile zweck mässig vermieden. Es können dann keine Re sonanzerscheinungen an den Abschirmleitern auftreten, was zum Beispiel denkbar wäre, wenn ein einzelner kurzgeschlossener Leiter teil etwa eine Viertellänge der auftretenden Nutzwellen lang wäre. Es kann unter Um ständen hierbei noch von Vorteil sein, wenn der die einzelnen Abschirmwindungen verbin dende Leiter nicht senkrecht zu den Windun gen, sondern schräg zu diesen verläuft.
Auf diese Weise erhält man eine weitgehend elek trisch ausbalancierte Abschirmanordnung, bei der die durch die Abschirmung hervor gerufene kapazitive Belastung der Spule gleichmässig verteilt ist und bei der nicht irgendwelche ungewollten Nebenerscheinun gen auftreten, die mit der Erdung des Ab schirmkäfigs in Zusammenhang stehen.
Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dar gestellten Ausführungsbeispiele der Erfin dung seien im folgenden näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine Spule angenommen, deren Wicklung 1 schraubenlinienförmig um ihre Achse \? verläuft. Die Spule wird nach aussen hin durch die Drahtwindungen 3 ab geschirmt. Die Ebenen, in denen diese Draht windungen liegen, liegen sämtlich parallel zu den Kraftlinien des Spulenfeldes, wobei die Winkel, die die Ebenen miteinander ein schliessen, untereinander gleich gross sind und zusaininen 360" ergeben. Sämtliche Win- dungsebenen schneiden sich in der Spulen achse 2.
An den Stellen 4 bezw. 4' kreuzen sich dieWindungen. Diese Stellen sind daher besonders dazu geeignet, die elektrische Ver bindung der Windungen untereinander her zustellen. Im vorliegenden Fall ist diese Ver bindung an der Stelle 4 vorgenommen und an diesen Verbindungspunkt die Ableitung 5 angeschlossen worden, die den Abschirmkäfig an Erdpotential legt.
Im Falle, dass die Spule nach innen ab geschirmt werden müsste, wäre der Abschirm- käfig im Innern der Spule anzuordnen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 handelt es sieh um eine Spule, wie sie zum Beispiel in Gonionieterauordnungen verwen det wird. Die Wicklung 1 ist rahmenartig ausgebildet, die Achse des Spulenfeldes ist mit 2 bezeichnet. Es kann angenommen wer den, dass die Spule um die dazu senkrechte Achse 6 drehbar gelagert ist. Die Abschir mung besteht in dem zylindrischen Draht käfig, der um die Spule herum angeordnet ist und der aus der Drahtwicklung 3 besteht, die schraubenlinienförmig und gleichmässig die Spule in Richtung der Systemachse 6 ein hüllt. Durch den Lötstreifen 4 werden die einzelnen Abschirmwindungen untereinander verbunden.
An dem Verbindungsstreifen ist die Ableitung 5 angeschlossen, die die Ab schirmwicklung an Erdpotential legt.
Auch bei der zuletzt beschriebenen Aus führung sind die technischen Voraussetzun gen für die Herstellung der Abschirmung die denkbar günstigsten. Wie ohne weiteres den Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, werden die physikalischen Forderungen, die an, derartige Abschirnieinrichtungen zu stel len sind, in jeder Hinsicht erfüllt. Die Her stellung des Abschirmkäfigs im einzelnen wird jeweils von der Ausführungsart der Spule selbst abhängig sein. Als einfache, zweckmässige Massnahme hat sich zum Bei spiel die Verwendung von Papier als Wick lungsträger für seidenisolierten dünnen Ab schirmdraht bewährt.
Mit einem so aufge bauten Abschirmmantel durchgeführte Ver- suche bestätigen einerseits die Erfüllung der anfangs aufgestellten Forderungen, ander seits zeigten sie, dass solche Hilfsmittel die Dämpfung der Kopplungsspule nur unwesent lich beeinflussen.
Inductance coil with shielding cage. The shielding of self-induction coils against external electrical fields, in particular coupling coils such as goniometer coils, is a frequently occurring task in high-frequency technology.
The physical requirements to be met are as a rule: 1. the lowest possible capacitive load on the self-induction circuit, 2. avoidance of the shielding of the coil inductance, 3. avoidance of shielding the magnetic field and 4. ensuring the lowest possible attenuation of the coil circuit through the shield.
The requirements mentioned are generally all the more difficult to meet, the lower the wavelengths of the high-frequency oscillations occurring in the coil circuit.
The design of the shield in accordance with the invention represents an advantageous solution to the stated problem, since it is technically easy to manufacture. The invention solves the problem by shielding by means of a cage which consists of wire windings which are electrically connected to one another, which are individually electrically closed and lie in planes parallel to the magnetic lines of force of the coil field.
To avoid reaction and damping phenomena in the coil circuit, it is advisable to ensure that the electrical connec tion of the individual wire windings with one another is designed in such a way that the development of a closed turn linked to the coil field is prevented.
In the practical testing of shielding arrangements, as identified above, such a wire cage for the serial production of shielded coils, for example, which consists of a wire winding, the individual turns of which run in a helical shape, has proven particularly successful.
Even if these windings do not lie geometrically exactly in one plane, the previously used expression that they lie in planes parallel to one another is to be regarded as fulfilled because of its approximate application and electrical equivalence. In this embodiment, the windings are electrically connected to one another by at least one conductive connection extending through the winding and the winding.
This type of design of the shielding cage is particularly easy to manufacture and is particularly suitable for coupling coils which are to be rotatably arranged in order to produce a variable degree of coupling.
With the proposed shielding measures, long conductor parts are expediently avoided. No resonance phenomena can then occur on the shielding conductors, which would be conceivable, for example, if a single short-circuited conductor were part of about a quarter of the length of the useful waves that occur. Under certain circumstances, it may still be advantageous if the conductor connecting the individual shielding windings is not perpendicular to the windings, but rather runs obliquely to them.
In this way, one obtains a largely electrically balanced shielding arrangement in which the capacitive load on the coil caused by the shield is evenly distributed and in which no unwanted side effects occur that are related to the grounding of the shield cage.
The in Figs. 1 and 2 is schematically provided embodiments of the inven tion are explained in more detail below.
In Fig. 1, a coil is assumed, the winding 1 helically around its axis \? runs. The coil is shielded from the outside by the wire windings 3 from. The planes in which these wire windings lie are all parallel to the lines of force of the coil field, with the angles that the planes enclose with each other being equal and totaling 360 ". All winding planes intersect in the coil axis 2.
At the points 4 respectively. 4 'the windings cross. These points are therefore particularly suitable for establishing the electrical connection between the windings. In the present case, this connection is made at point 4 and the discharge line 5 has been connected to this connection point, which connects the shielding cage to ground potential.
In the event that the coil had to be shielded from the inside, the shielding cage would have to be arranged inside the coil.
In the embodiment according to FIG. 2, it is a matter of a coil such as is used, for example, in Gonionieterauorders. The winding 1 is designed like a frame, the axis of the coil field is denoted by 2. It can be assumed that the coil is rotatably mounted about the axis 6 perpendicular thereto. The shielding consists in the cylindrical wire cage which is arranged around the coil and which consists of the wire winding 3, which envelops the coil in a helical and uniform manner in the direction of the system axis 6. The individual shielding turns are connected to one another by the soldering strip 4.
On the connecting strip, the derivation 5 is connected, which puts the shield winding from the ground potential.
Even in the case of the last-described execution, the technical requirements for producing the shield are the most favorable conceivable. As can be readily seen from the exemplary embodiments, the physical requirements that are to be met by such shielding devices are met in every respect. The manufacture of the shielding cage in detail will depend on the design of the coil itself. As a simple, expedient measure, for example, the use of paper as a winding carrier for thin silk-insulated shield wire has proven itself.
Tests carried out with a shielding jacket constructed in this way confirm, on the one hand, the fulfillment of the requirements set out at the beginning, and on the other hand they showed that such aids only have an insignificant effect on the damping of the coupling coil.