DE1004249B

DE1004249B - Oscillating or filter circuit coil that can be suspended from its power supply lines

Info

Publication number: DE1004249B
Application number: DES27342A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Max Kornetzki
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-02-23
Filing date: 1952-02-23
Publication date: 1957-03-14

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.Oscillating or filter circuit coil that can be freely suspended from its power supply lines With circuit arrangements in electrical devices, such as those in telecommunications technology in particular are used, efforts are made in the interest of a smallness of the device that Build arrangements as tightly as possible. Today's individual parts come to this wish, which are used to build the circuit, largely contrary, because they mostly can be made so small that they are cantilevered at their power connections can be soldered into the train of a cable. Not only that, the entire circuit arrangement thereby becoming more compact and smaller, there is also space for what is otherwise necessary Fixing of these switching elements on a load-bearing base plate or the like saved. However, some components still need to be fixed on a carrier, For example, transformers, larger capacitors and the like, because they alone make a self-supporting suspension impossible due to their weight. About these components also include coils such as those required in resonant circuits, filter circuits and the like. A cantilever suspension of such coils is also opposed to the fact that they are opposite External fields or their changes are very sensitive.

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.Although one is known to be cantilevered at its power connections Choke coil, consisting of turns metallized on a glass tube. These The coil has such a large stray field that external fields or their changes affect the eigenvalues affect the choke coil. The use of this choke coil is otherwise very limited by the strong undesirable influence on neighboring components.

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.The invention has set itself the task of a resonant circuit or To design the filter coil so that it works in a similar way to other components for example, such as resistors, coupling capacitors, etc., self-supporting in the Circuit can be inserted. To do this, the coil with a them on all sides surrounding magnetic yoke, e.g. B. in the form of a shell core, provided, this greatly reduces the external stray field. The core is made of ferrite produced, a sufficiently low weight can also be achieved. A total elimination of the stray field is not yet reached with the return circuit alone, since in particular undesirable stray field lines occur at the edges of the core. This disadvantage eliminates the invention by making the surface of the core conductive, namely by briefly reducing the ferrite core surface. The senior Layer can be dipped by briefly re-sintering in a reducing atmosphere be generated in reducing liquid or by electrolytic means. The marked shielding, which is used to avoid a disruptive stray field is required, must be available because otherwise a self-supporting installation although possible, it would remain technically inadequate. Smallest changes in position the coil, as they can occur through vibrations alone, would fluctuate, in the inductance value of the arrangement. During a transport, such Permanent changes occur that the values specified in the manufacturing plant completely be destroyed. A technically sensible execution is only given if if, due to the high-quality core materials, the coil is so reduced that their weight allows the self-supporting suspension and at the same time with this training the shield combines the cantilever suspension from the electrical Side allows.

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.Depending on the intended use of the coil or coil combination you will then, if this is to be operated below 100 kHz, to achieve of small dimensions use core materials with an initial permeability of have about 1000 or more. The opposite is true for coils in the area of use over 100 kHz up to about 1 MHz core materials with an initial permeability of use at least 100 to a few 100.

Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, den Spulenkern aus mehreren Teilen, wobei diese aus verschiedenartigen Stoffen mit verschiedenartigen Eigenschaften bestehen können, zusammenzusetzen.It can also prove to be advantageous to make the coil core from several Parts, these being made of different substances with different properties can exist, put together.

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.The magnetic yoke can also have an air gap. This There is an air gap in coils with highly permeable cores for resonant circuits and filters at desirable because it reduces the alternating field losses in the coil core. The gap is a few tenths of a millimeter to a few millimeters and is in the core expediently attached so that it reduces the external stray field of the coil. at a pot core z. B. in this case, the air gap is arranged in the central nozzle.

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.It is best to use the core outside as it has a conductive layer is provided, an insulating sleeve in the form of a layer of lacquer or a fabric tube or the like, so that no accidental contact with parts of the circuit occurs Change in effective coil capacity occurs.

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.The external power supply lines to the coil, on which it is self-supporting should be hung up in the circuit cable in a known manner, as with others electrical components, be formed. For example, you can make strong Connection wires or solder tails, which in turn are now held on the coil must be. This is done by attaching it to the bobbin or also to the bobbin possible. If a hollow cylinder penetrating the coil is used for the coil core, which can also be part of a more complex core, then it is for example possible to store an insulating bolt in this, on which the other hand external power supply lines are attached. In a particularly expedient embodiment The insulating material penetrating the cylindrical core part can be a tube be, within which an adjustment pin, for example a threaded pin, adjustable is arranged to adjust the inductance value of the coil or the coil system to be able to. The adjustment pin or the adjustment screw can also be a Be ferrite body, it can also be a body made of earth core material or the like.

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.To provide greater security for the maintenance of the electrical To ensure values of such a self-supporting coil, it is appropriate to use these with wax or thermoplastic or hardenable plastics or other in this technique to impregnate insulating means, whereby the component continues to solidify.

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.The invention can also be applied to such coil combinations and units Find application where multiple cores or coil units in any magnetic Coupling are combined into one unit. For example, all of them can be used for combine a filter chain required coil units into a single unit, which then naturally has to have more than two connections. It is in the sense of the invention to store the coils directly in the core without a bobbin to save space and Save weight. It can be expedient to have the one receiving the bobbin To provide cavity with an insulating paint protection layer.

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.In the drawing is an example in which the invention is implemented is reproduced. The reproduction scale has been kept large for the sake of clarity. In reality, the coils are bodies whose volume is only of the order of magnitude up to a maximum of 2 ccm. With 1 the coil winding is referred to, while 2 means one part and 3 the other part of the shell core, which, since the image is an axial section, in reality is a rotationally symmetrical structure. This core 2, 3 takes the coil 1 preferably without a bobbin in itself. The entire outer surface of the core 2, 3 is through 4 indicated, covered with a shielding conductive layer. The overall arrangement is housed in an insulating tube 5, on which at the same time the outer Connections 6 are attached, which are connected to the ends of the coil winding 1 stand. 7 with an air gap provided in the central section of the shell core is designated.

Claims

PATEN TANSPRÜCIIr: 1. Vibration or filter circuit coil that can be suspended cantilevered on its power supply lines with an external magnetic yoke made of ferrite, e.g. B. in the form of a pot core, characterized in that the core surface is made conductive by briefly reducing it.

2nd coil according to claim 1, characterized in that the core of a thin insulating Sheath, for example a lacquered fabric tube, is surrounded.

3. Coil after Claim 1, characterized in that the core has a protective lacquer coating on the outside is provided.

4. Coil according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the external power supply lines or the like consist of solid wires or soldering lugs, the on the bobbin or bobbin by gluing, riveting or the like. Mechanically are held.

5. Coil according to claim 4, characterized in that for the holder of the external power connections a piece of insulating material fixed in a hole in the core serves.

6. Coil according to one of claims 1 to 5, characterized in that several core or coil units are combined in any magnetic coupling to form a self-supporting unit. Documents considered: German Patent No. 559 815; Swiss Patent No. 263 410; French Patent Nos. 700 008, 784 702; British Patent No. 616 240; U.S. Patent No. 2,036,709; "Funkschau" magazine, 1950, p. 146; Electronics magazine, June 1950, p. 155; Communication news magazine, Sept. 1950, pp. 76, 80 and 84; Publication from Vogt: "Ferrocart, the material for high-frequency technology", 1939, p. 5.