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Abgleichbarer zweiteiliger magnetischer Schalenkern, insbesondere
Ferritkern in Kleinstbauweise für Geräte der Nachrichtentechnik Die Erfindung betrifft
einen abgleichbaren zweiteiligen magnetischen Schalenkern, bei dem der Induktivitätsabgleich
durch Verdrehen der beiden Kernhälften gegeneinander um eine zu den kreiszylindrischen
Schalenteilen konzentrische Drehachse erfolgt, insbesondere Ferritkern in Kleinstbauweise
für Geräte der Nachrichtentechnik, mit im wesentlichen konzentrisch angeordneten
Mittelbutzen, deren den Luftspalt begrenzende Stirnflächen parallel zueinander und
jeweils in einer zur magnetischen Flußrichtung senkrechten Ebene liegen.
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Es ist bekannt, die Induktivität eines Schalenkernes durch einen veränderbaren
magnetischen Nebenschluß zum magnetischen Widerstand des Luftspaltes zu beeinflussen,
beispielsweise mittels eines beweglichen magnetischen Abgleichelementes (Stift,
Schraube u. dgl.).
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Es ist ferner bekannt, die den Luftspalt eines Schalenkernes unmittelbar
begrenzenden Flächen durch Abschrägen oder Abstufen so zu gestalten, daß sich eine
ungleiche Luftspaltbreite ergibt, deren Mittelwert durch Verdrehen der Kernteile
gegeneinander verändert wird.
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Diese beiden vorgenannten, bekannten Abgleichverfahren sind bei Anwendung
auf sehr kleine, beispielsweise ein Kernvolumen von unter 0,2 cm3 besitzende Kerne,
die im Zuge der ständig fortschreitenden Subminiaturisierung immer mehr an Bedeutung
gewinnen, und bei normalen Ansprüchen an die Funktion des Abgleichs in herstellungstechnischer
und wirtschaftlicher Beziehung ungünstig.
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Beim erstgenannten Verfahren besteht die Schwierigkeit, daß das Abgleichelement
und die zu seiner Bewegung erforderlichen mechanischen Teile nicht beliebig verkleinert
werden können, wenn ihre Funktionsfähigkeit gewährleistet bleiben soll.
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Beim zweitgenannten Verfahren besteht ein Nachteil darin, daß die
den Luftspalt begrenzenden, in verschiedenen Ebenen oder geneigt zueinander angeordneten
Kernflächen, deren Abstand bei Subminiaturkernen gewöhnlich nur wenige hundertstel
Millimeter beträgt, eine Schleifpräzision verlangen, die wirtschaftlich nicht mehr
tragbar ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es zwangläufig einen Einstellbereich
gibt, innerhalb dessen der Magnetfluß durch den Luftspalt auf sehr kleine übertrittsflächen
begrenzt ist und deshalb in den angrenzenden Kernteilen zu einer lokalen Flußkonzentration
mit erhöhten Hystereseverlusten und erhöhter Klirrspannung führt. Nachteilig ist
ferner, daß der in seiner Breite profilierte Luftspalt an seiner engsten Stelle
bedeutend schmaler sein muß, als es bei einem sonst gleichwertigen Spulenkern mit
gleichbleibender Luftspaltbreite der Fall wäre, also eine noch größere Schleifpräzision
erfordert.
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Diese mit den bekannten Abgleichverfahren verbundenen Schwierigkeiten
und Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß jeder der beiden Mittelbutzen
einen aus der Hälfte einer konzentrisch zur Kernschale angeordneten Kreisfläche
und einem unmittelbar angrenzenden Kreissegment kleinerer Fläche zusammengesetzten
Querschnitt sowie eine konzentrische durchgehende Bohrung aufweist und daß die beiden
Schalenkernhälften mittels eines durch die konzentrischen Bohrungen geführten Dorns
zentriert sind.
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Es ist zwar auch ein abgleichbarer magnetischer Schalenkern bekannt,
der aus zwei ovalen, gegeneinander verdrehbaren Halbschalen mit zur Kernachse symmetrisch
angeordneten kreisrunden oder ovalen Butzen besteht. Bei diesem Kern erstreckt sich
die erreichbare Veränderung der Induktivität zwangläufig auf einen Drehwinkel von
nur 90°. Außerdem decken sich - abgesehen von einer einzigen Stellung - die Außenränder
der Halbschalen nicht, und es entsteht ein störendes äußeres Streufeld. Dieser Nachteil
vArd beim Kern nach der Erfindung mit seinen zylindrischen, sich in allen Abgleichstellungen
deckenden Kernschalen vermieden. Der Drehwinkelbereich beträgt beim Kern nach der
Erfindung 180°, wodurch gegenüber dem bekannten Schalenkern mit einem Drehwinkelbereich
von nur 90° eine feinfühligere und stabilere Induktivitätseinstellung ermöglicht
wird.
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Beim erfindungsgemäßen Kern kann die erforderliche Formgebung oder
Anordnung der für den Abgleich wirksamen Kernteile bereits durch das Herstellungswerkzeug
(Presswerkzeug) des Spulenkernes
erfolgen, wobei durch die besondere
Formgebung oder Anordnung erreicht wird, daß die Funktion des Abgleichs von einem
zusätzlichen Abgleichelement oder zusätzlichen Arbeitsgängen und damit von deren
Präzision völlig unabhängig ist und daher bis zu extrem kleinen Bauformen praktisch
beherrschbar ist.
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Die Erfindung wird im folgenden -an Hand 'eines in den F i g. 1 bis
3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen teilweise im Querschnitt, teilweise in Ansicht
dargestellten, erfindungsgemäß ausgebildeten zweiteiligen Ferrit-Schalenkern, der
beispielsweise für Filterspulen der Nachrichtentechnik verwendet werden kann. 1
und 2 sind die beiden gleichartigen Halbschalen. 3 ist der Spulenkörper, der die
nicht dargestellte Spulenwicldung trägt. 4 und 4' sind die beiden Mittelbutzen,
deren parallele, ebene Stirnflächen den Luftspalt 5 bilden, der senkrecht vom Magnetfluß
durchdrungen wird. Die Butzen besitzen den in F i g. 2 gezeigten Querschnitt, der
einerseits durch einen Halbkreis und andererseits durch einen flachen Kreisbogen
mit einem größeren Krümmungsradius als der Radius des Halbkreises begrenzt ist und
eine kreisförmige Bohrung 6 aufweist, deren Mittelpunkt mit dem des Halbkreises
zusammenfällt. Die Zentrierung der beiden Halbschalen 1 und 2 erfolgt
durch einen von den Bohrungen 6 aufgenommenen Dorn 6', der Bestandteile eines quadratischen
thermoplastischen Isolierstoffkörpers ist, der zur Halterung des Kernes dient.
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Eine über den Dorn 6' gesteckte Federscheibe 8 übt nach thermischer
Verformung des überstehenden Dornendes einen Anpreßdruck auf beide Halbschalen aus
und ermöglicht hierdurch eine sichere Einstellung des erwünschten Abgleichwertes.
Die vom zylindrischen Schalenkern nicht ausgefüllten Ecken des quadratischen Halterungskörpers
7 nehmen je einen Lötstift 9 zur Festlegung der Spulenenden auf, wobei diese Lötstifte
gleichzeitig auch zur Befestigung des Halterungskörpers in einer gedruckten Schaltung
dienen können.
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Der Abgleich erfolgt durch Verdrehen der Halbschalen gegeneinander
um die Achse 6'. Hierbei ändert sich die übertrittsfläche des Magnetflusses zwischen
den beiden Butzen 5 und 4' kontinuierlich zwischen einem in F i g. 3 a gestrichelt
dargestellten Maximalwert und einem in F i g. 3 b gezeigten Minimalwert, ohne daß
es dabei zu einer magnetisch nachteiligen Flußkonzentration innerhalb eines extrem
kleinen restlichen Flächenzwickels kommen kann. In gleicher Weise ändert sich die
Induktivität des Spulenkernes innerhalb eines Verdrehungswinkels von 180° zwischen
einem Maximal- und einem Minimalwert, während gleichzeitig die Breite des Luftspaltes
beim Abgleich unverändert bleibt.
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Nach erfolgtem Abgleich wird der Schalenkern an der von außen zugänglichen
Trennfuge zwischen den beiden Halbschalen durch Betupfen mit einem geeigneten Kleber,
beispielsweise einem Epoxydharzkleber, mechanisch stabilisiert.