DE1004249B - An ihren Stromzufuehrungen frei tragend aufhaengbare Schwing- oder Filterkreisspule - Google Patents

Description

• An ihren Stromzuführungen frei tragend aufhängbare Schwing- oder Filterkreisspule Bei Schaltungsanordnungen in elektrischen Geräten, wie sie insbesondere in der Fernmeldetechnik verwendet werden, bemüht man sich im Interesse einer Kleinheit des Gerätes, die Anordnungen möglichst gedrängt aufzubauen. Diesem Wunsche kommen die heutigen Einzelteile, die zum Aufbau der Schaltung benutzt werden, weitgehend entgegen, weil sie meist so klein hergestellt werden können, daß sie frei tragend an ihren Stromanschlüssen in den Zug einer Leitung eingelötet werden können. Nicht nur, daß die gesamte Schaltanordnung dadurch kompakter und kleiner wird, wird auch der Platz für die sonst notwendige Befestigung dieser Schaltelemente auf einer tragenden Grundplatte od. dgl. eingespart. Einige Bauelemente jedoch benötigen nach wie vor eine Festsetzung auf einem Träger, beispielsweise Transformatoren, größere Kondensatoren u. dgl., weil sie allein schon durch ihr Gewicht eine frei tragende Aufhängung unmöglich machen. Zu diesen Bauelementen gehören auch Spulen, wie sie in Schwingkreisen, Filterkreisen u. dgl. benötigt werden. Einer frei tragenden Aufhängung solcher Spulen steht auch entgegen, daß sie gegenüber Fremdfeldern bzw. deren Änderungen sehr empfindlich sind.
• Bekannt ist zwar eine an ihren Stromanschlüssen frei tragend aufhängbare Drosselspule, bestehend aus auf einem Glasrohr aufmetallisierten Windungen. Diese Spule hat ein so großes Streufeld, daß Fremdfelder bzw. deren Änderungen die Eigenwerte der Drosselspule beeinträchtigen. Die Verwendung dieser Drosselspule ist im übrigen durch die starke unerwünschte Beeinflussung benachbarter Bauelemente sehr eingeschränkt.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Schwingkreis- oder Filterspule so auszugestalten, daß sie in ähnlicher '\Veise wie andere Bauelemente, beispielsweise wie Widerstände, Kopplungskondensatoren usw., frei tragend in die Schaltung eingefügt werden kann. Wird hierzu die Spule mit einem sie auf allen Seiten umgebenden magnetischen Rückschluß, z. B. in Form eines Schalenkerns, versehen, so wird das äußere Streufeld dadurch stark verringert. Wird der Kern aus Ferrit hergestellt, ist auch ein genügend geringes Gewicht zu erzielen. Eine völlige Beseitigung des Streufeldes ist jedoch mit dem Rücksc'hluß allein noch nicht erreicht, da insbesondere an den Kanten des Kernes unerwünschte Streufeldlinien auftreten. Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung dadurch, daß die Oberfläche des Kernes leitend gemacht wird, und zwar durch kurzzeitiges Anreduzieren der Ferritkernoberfläche. Die leitende Schicht kann durch kurzzeitiges Nachsintern in reduzierender Atmosphäre, Tauchen in reduzierende Flüssigkeit oder auch auf elektrolytischem Wege erzeugt werden. Die gekennzeichnete Abschirmung, die zur Vermeidung eines störenden Streufeldes erforderlich ist, muß deswegen vorhanden sein, weil ein frei tragender Einbau sonst zwar möglich, aber technisch unzulänglich bleiben würde. Kleinste Lageveränderungen der Spule, wie sie allein schon durch Erschütterungen eintreten können, würden Schwankungen, im Induktivitätswert der Anordnung hervorrufen. Bei einem Transport können derartig bleibende Änderungen eintreten, daß die im Herstellungswerk festgelegten Werte völlig vernichtet werden. Eine technisch sinnvolle Ausführung ist also erst dann gegeben, wenn man auf Grund der hochwertigen Kernwerkstoffe die Spule so verkleinert, daß ihr Gewicht die frei tragende Aufhängung gestattet und mit dieser Ausbildung gleichzeitig die Abschirmung kombiniert, die die frei tragende Aufhängung von der elektrischen Seite her zuläßt.
• Je nach dem Verwendungszweck der Spule bzw. der Spulenkombination wird man dann, wenn diese unterhalb von 100 kHz betrieben werden soll, zur Erzielung der kleinen Abmessungen Kernwerkstoffe benutzen, die eine Anfangspermeabilität von etwa 1000 oder auch darüber besitzen. Umgekehrt wird man bei Spulen im Verwendungsbereich über 100 kHz bis zu etwa 1 MHz Kernwerkstoffe mit einer Anfangspermeabilität von wenigstens 100 bis zu einigen 100 verwenden.
• Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, den Spulenkern aus mehreren Teilen, wobei diese aus verschiedenartigen Stoffen mit verschiedenartigen Eigenschaften bestehen können, zusammenzusetzen.
• Der magnetische Rückschluß kann auch einen Luftspalt aufweisen. Dieser Luftspalt ist bei Spulen mit hochpermeablen Kernen für Schwingkreise und Filter an sich erwünscht, weil er die Wechselfeldverluste im Spulenkern vermindert. Der Spalt beträgt dabei einige zehntel Millimeter bis zu einigen Millimeter und ist im Kern zweckmäßig so angebracht, daß er das äußere Streufeld der Spule verringert. Bei einem Schalenkern z. B. ist hierbei der Luftspalt im Mittelbutzen angeordnet.
• Es empfiehlt sich auf den Kern außen, da er mit einer leitenden Schicht versehen ist, eine Isolierhülle in Form einer Lackschicht oder eines Gewebeschlauches od. dgl. aufzubringen, damit bei zufälliger Berührung mit Teilen der Schaltung keine Änderung der wirksamen Spulenkapazität eintritt.
• Die äußeren Stromzuführungen zur Spule, an welchen diese frei tragend im Schaltungszug aufgehängt'werden soll, können in bekannter Weise, wie bei anderen elektrischen Bauelementen, ausgebildet sein. Sie können beispielsweise aus starken Anschlußdrähten oder aus Lötfahnen bestehen, die nun ihrerseits an der Spule gehaltert sein müssen. Dies ist durch Befestigung am Spulenkörper oder aber auch am Spulenkern möglich. Benutzt man für den Spulenkern einen, die Spule durchdringenden Hohlzylinder, der auch Teil eines komplizierteren Kernes sein kann, dann ist es beispielsweise möglich, in diesem einen Isolierstoffbolzen zu lagern, an welchem andererseits die äußeren Stromzuführungen angebracht sind. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann der den zylindrischen Kernteil durchdringende Isolierstoffträge,r ein Rohr sein, innerhalb welches ein Abgleichstift, beispielsweise ein Gewindestift, verstellbar angeordnet ist, um den Indukivitätswert der Spule oder des Spulensystems abgleichen zu können. Der Abgleichstift bzw. die Abgleichschraube kann dabei ebenfalls ein Ferritkörper sein, es kann auch ein Körper aus Massekernwerkstoff od. ä. sein.
• Um eine größere Sicherheit für die Aufrechterhaltung der elektrischen Werte einer solchen frei tragenden Spule zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, diese mit Wachs oder thermoplastischen oder auch härtbaren Kunststoffen oder anderen in dieser Technik bekannten Isoliermitteln zu imprägnieren, wodurch das Bauelement weiterhin verfestigt wird.
• Die Erfindung kann auch bei solchen Spulenkombinationen und Aggregaten Anwendung finden, bei denen mehrere Kerne oder Spuleneinheiten in beliebiger magnetischer Kopplung zu einer Einheit vereinigt sind. Beispielsweise lassen sich sämtliche für eine Filterkette benötigten Spulenein'heiten zu einer einzigen Einheit zusammenfassen, die dann naturgemäß mehr als zwei Anschlüsse aufzuweisen hat. Es liegt im Sinne der Erfindung, die Spulen ohne Spulenkörper direkt im Kern zu lagern, um Raum und Gewicht einzusparen. Dabei kann es zweckmäßig sein, den den Spulenkörper aufnehmenden Hohlraum mit einer isolierenden Lackschutzschicht zu versehen.
• In der Zeichnung ist ein Beispiel, in dem die Erfindung verwirklicht ist, wiedergegeben. Der Abbildungsmaßstab ist der Anschaulichkeit wegen groß gehalten. In Wirklichkeit handelt es sich bei den Spulen um Körper, deren Volumen lediglich in der Größenordnung bis höchstens 2 ccm liegt. Mit 1 ist die Spulenwicklung bezeichnet, während 2 einen Teil und 3 den anderen Teil des Schalenkernes bedeutet, welcher, da es sich bei der Abbildung urn einen axialen Schnitt handelt, in Wirklichkeit ein rotationssymmetrisches Gebilde ist. Dieser Kern 2, 3 nimmt die Spule 1 vorzugsweise ohne Spulenkörper in sich auf. Die gesamte Außenfläche des Kernes 2, 3 ist, durch 4 angedeutet, mit einer abschirmenden leitenden Schicht bedeckt. Die Gesamtanordnung ist in einem Isolierstoffrohr 5 untergebracht, an welchem gleichzeitig die äußeren Anschlüsse 6 befestigt sind, die mit den Enden der Spulenwicklung 1 in Verbindung stehen. Mit 7 ist ein im Mittelbutzen des Schalenkernes vorgesehener Luftspalt bezeichnet.

Claims (6)

1. PATEN TANSPRÜCIIr: 1. An ihren Stromzuführungen frei tragend aufhängbare Schwing- oder Filterkreisspule mit sie auf allen Seiten umgebendem äußerem magnetischem Rückschluß aus Ferrit, z. B. in Form eines Schalenkernes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernoberfläche durch kurzzeitiges Anreduzieren leitend gemacht ist.
2. 2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern von einer dünnen isolierenden Hülle, beispielsweise einem lackierten Gewebeschlauch, umgeben ist.
3. 3. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern außen mit einer Lackschutzschicht versehen ist.
4. 4. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Stromzuführungen aus festen Drähten oder Lötfahnen od. dgl. bestehen, die am Spulenkörper oder Spulenkern durch Ankleben, Annieten od. dgl. mechanisch gehaltert sind.
5. 5. Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der äußeren Stromanschlüsse ein in einer Bohrung des Kernes festgelegtes Isolierstoffstück dient.
6. 6. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kern- bzw. Spuleneinheiten in beliebiger magnetischer Kopplung zu einer frei tragenden Einheit vereinigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 559 815; schweizerische Patentschrift Nr. 263 410; französische Patentschriften Nr. 700 008, 784 702; britische Patentschrift Nr. 616 240; USA.-Patentschrift Nr. 2 036 709; Zeitschrift »Funkschau«, 1950, S. 146; Zeitschrift »Electronics«, Juni 1950, S. 155; Zeitschrift »Communication news«, Sept. 1950, S. 76, 80 und 84; Druckschrift der Fa. Vogt: »Ferrocart, der Werkstoff für die Hochfrequenztechnik«, 1939, S. 5.