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Induktanzspule.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Spulen und eine Methode zu ihrer Herstellung und insbesondere auf Induktionsspulen mit Kernen der ringförmigen Type.
Eine für Telephonleitungen verwendete Type von Induktanzspulen mit ringförmigem Kern, auf welche sich vorliegende Erfindung besonders bezieht, besteht aus zwei Spulen mit einer grossen Windungsanzahl von feinem darauf gewickeltem Draht, wobei die Spulen auf zwei, im wesentlichen gleiche bogenförmige Abschnitte eines aus magnetischem Material bestehenden Ringkernes montiert sind, die bisher mit niehtmagnetischen Klemmelementen permanent zusammengeklemmt wurden.
Die Erzeugung einer Induktanzspule dieser Type mit vorausbestimmten elektrischen Eigenschaften ist ein verhältnismässig schwieriges und kostspieliges Verfahren, weil bei der Wicklung der Spulen häufig eine übermässige Anzahl von Drahtwindungen aufgewickelt wird ; bei der darauffolgenden Induktanzeinstellung der Spule ist dann die Entfernung eines grossen Teiles und in manchen Fällen die Zugabe von Drahtwindungen erforderlich, um Spulen mit den vorausbestimmten elektrischen Eigenschaften zu erhalten.
Zweck dieser Erfindung ist, elektrische Spulen einer verbesserten Type sowie eine Methode zu deren Erzeugung für eine bestimmte Induktanz auf eine einfache, billige und rasche Weise zu erhalten.
Gemäss dem bei Erzeugung von Induktionsspulen mit ringförmigem Kern der vorhin beschriebenen Type praktisch ausgeführten Erfindungsgedanken sind die zwei Abschnitte des Ringkernes mit ihren bezüglichen darauf montierten Spulen durch ein nichtmagnetisches Verbindungsmaterial, das in plastischer Form zwischen den aufeinanderstossenden, gegenüberliegenden Enden zur Anwendung gelangt, zusammenmontiert.
Die derart zusammenmontierten Spulen und die bezüglichen Kernabschnitte sind auf einer einstellbaren Klemmbefestigung montiert, worauf die beiden Kernabschnitte gegeneinander oder voneinander in einer zu den gegenüberliegenden verbundenen Enden wesentlich rechtwinkelig verlaufenden Richtung bewegt werden können, wodurch der Zwischenraum so lange verändert werden kann, bis man die im voraus festgesetzte bestimmte Induktanz durch eine in die Spulenwindungen eingeschaltete geeignete Brücke bzw. Prüfstromkreis erhält. Bei dieser Einstellung des Zwischenraumes ist es nicht notwendig, irgendwelche Drahtwindungen von den Spulenabschnitten wegzunehmen oder dazuzugeben.
Nachdem man die gewünschte Induktanz erhalten hat, schaltet man die Spule von dem Brüekenstrom- kreis ab und lässt die plastische Verbindung zwecks Herstellung eines permanenten Zwischenraumes hart werden, worauf die Spule aus der Klemmbefestigung herausgenommen wird und sodann gleich ohne fernere Klemmvorrichtungen zur Beibehaltung des Montierungsverhältnisses zwischen den Kernabschnitten in ein Gehäuse oder sonst irgendwie montiert werden kann.
Weitere Zwecke und Vorteile dieser Erfindung werden aus der nun folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung gegebenen Beschreibung hervorgehen. In dieser Zeichnung, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, ist Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der fertigen die Erfindungsmerkmale aufweisenden Induktionsspule mit ringförmigem Kern vor ihrer Einmontierung in das Gehäuse oder vor ihrer sonstigen Montierung. Fig. 2 zeigt die seitliche Ansicht einer bei der praktisehen Ausübung der Methode in der Erzeugung der in Fig. 1 veranschaulichten Spule verwendeten Vorrichtung. Fig. 3 zeigt deren Draufsicht samt darauf angeordneter Spule.
Fig. 4 zeigt deren Seitenansicht, während Fig. 5 ein Schaltungsschema einer mit einem Brückenkreis verbundenen Spule darstellt, wodurch angezeigt wird, wenn der magnetische Zwischenraum der Spule für eine bestimmte Induktanz richtig eingestellt ist
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Eine Induktanzspule mit ringförmigem Kern, die die Merkmale dieser Erfindung aufweist, kann nach folgender Methode erzeugt werden : Fig. 1 stellt eine fertige Spule vor dem Einbauen oder Montieren dar und zeigt mit den Ziffern 10 und 11 bezeichnete Halbringe, die den Kern der Spule bilden, welche aus irgendeinem passenden magnetischen Material zusammengesetzt sein können.
In der Praxis wurde es als gut befunden, den Kern zuerst in Form eines zusammenhängenden Ringes aus fein zerteilten Eisenteilchen zu bilden, wovon die einzelnen Teilchen mit einer dünnen isolierenden filmartigen Haut bekleidet sind, die sodann auf bekannte Art unter hohem Druck zu einem Ring geformt werden. Der so gebildete Ring wird nach seiner Umkleidung mit einer dünnen, filmartigen Haut auf geeignete Weise in zwei wesentlich gleiche runde Abschnitte oder Halbringe 10 und 11 zerbrochen. Auf jeden der Halbringe wird bei gleichem Abstand seiner Enden eine Spule 12 montiert, die an den gegenüberliegenden Enden mit Häuptern 13 versehen ist und zwischen den Häuptern eine grosse Windungszahl von feinem Draht 14 aufgewickelt hart, wobei die Spulen mit Öffnungen 17 zur Aufnahme der Kernabschnitte versehen sind.
Die gebrochenen Enden der Kernabschnitte 10 und 11 werden sodann mit einem geeigneten nichtmagnetisehen, plastischen Bindemittel 18 behandelt, welches bei Zimmertemperatur langsam hart wird. Falls man das Härten der Spule beschleunigen will, kann sie in einen geheizten Ofen gegeben werden.
Gemäss einem Erfindungsmerkmal wird ein Bindemittel mit einem niederen Ausdehnungskoeffizienten bei Temperaturwechsel nach dem Härten verwendet. Ein Bindemittel mit diesen Eigenschaften und welches besonders für den hier beschriebenen Zweck geeignet ist, ist unter dem Markennamen"Ambroid"bekannt.
Die zwei Kernabschnitte, die derart mit dem Bindemittel 18 behandelt werden und die die Drahtspulen 12 tragen, werden auf eine einstellbare Klemmvorrichtung 19 (Fig. 2,3 und 4) derart montiert, dass die ursprünglich gebrochenen Enden in angrenzender Beziehung sind und durch das Bindemittel 18 auseinandergehalten werden, um einen nichtmagnetischen Zwischenraum für die Unterbrechung der Stetigkeit des magnetischen Kreises zu bilden. Die Befestigungsvorrichtung 19 besteht aus einem Paar gleichgeformten diametrisch angeordneten Armen 20, die senkrecht zu einer horizontal angeordneten gemeinsamen Unterlagsgrundplatte 21 angeordnet sind, wobei das Ganze aus nichtmagnetischem Blechmaterial, wie etwa Messing, gebildet ist. Die oberen Enden der Arme 20 sind je mit einem Paar nach innen ragender und in rechtem Winkel zu ihnen geformter Arme 22 ausgerüstet.
Auf jeden der Arme 22 ist ein Paar vertikal verlaufender Backen 23 gesetzt, die entsprechend voneinander entfernt sind und mit Bezug auf die Arme 22 in einem Winkel gesetzt sind, so dass sie die äusseren und inneren gebogenen vertikalen Oberflächen der bogenförmigen Abschnitte des Ringkernes mit den dazugehörigen Spulenabschnitten, wie es in Fig. 3 angedeutet ist, dicht anfassen, wobei die unteren Oberflächen der Kernabschnitte auf den oberen horizontalen Randoberflächen 26 der Arme 22 zwischen jedem Paar der Backen 23 ruhen. Die Arme 20 und Grundplatte 21 sind in die Formung der Befestigungsvorrichtung angespannt, so dass die Arme 20 normal auf eine passende Entfernung auseinandergepresst werden, wie es in Fig. 2 deutlich ersichtlich ist.
Um eine entgegengesetzte Bewegung zwischen den Armen 20 zwecks ihrer Annäherung zu bekommen, erstreckt sich von einem Arm zum andern über die Arme 22 eine Stange 27 durch darin vorgesehene Öffnungen, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist. Ein Ende der Stange 27 ist in eine Mutter oder Lasche 28, die am besten an den dazugehörigen Arm angelötet wird, eingeschraubt, während das gegenüberliegende Ende der Stange mit einem Daumenstück 29 ausgerüstet ist. Es ist klar, dass die vorhin erwähnte, in der Befestigungsvorrichtung erzeugte normale Spannung und die Manipulation mit der geschraubten Stange 27 bewirken, dass die Arme 22 horizontal in beiden Richtungen eingestellt werden können, um den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Backenpaaren, die auf den inneren Enden der Arme 22 vorgesehen sind, zu regeln.
In Fig. 5 wird in schematischer Form eine Schaltung einer elektrischen Wheatstone-Brücke veranschaulich, die bei der Induktanzeinstellung der gemäss der hierin beschriebenen Methode erzeugten Spulen verwendet wird. In diesem Schema stellen A und B die üblichen aus Widerständen 35 und 36 bestehenden Verhältniszweige dar. 0 einen veränderlichen Arm einschliesslich eines einstellbaren Induktanzwiderstandes 38 und D den unbekannten Widerstandszweig des Brückenkreises, der aus der Spule besteht, die auf eine vorausbestimmt Induktanz eingestellt werden soll. An die Punkte 40 und 41 ist eine elektromotorische Kraftquelle 39 für Wechselstrom mit Hörfrequenzen angeschlossen, während der Stromkreis zwischen den Punkten 42 und 43 einen Telephonhörer 44 enthält, welcher in bekannter Weise dazu verwendet wird, um anzuzeigen, sobald der Brückenkreis ausgeglichen erscheint.
Die Methode, mittels welcher die Kernabschnitte 10 und 11 mit ihren entsprechenden darauf montierten Spulen 12 zusammengebaut und der nichtmagnetische Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Kernabschnitten auf die gewünschte Spuleninduktanz eingestellt wird, ist aus den nachstehenden Ausführungen zu entnehmen.
Die Bruchenden der Kernabschnitte 10 und 11 werden, nachdem die Spule darauf montiert wurde, mit dem plastischen nichtmagnetischen Bindemittel 18 behandelt. Hernach werden die Kernabschnitte auf die zwei Arme 22 der Befestigungsvorrichtung 19, die für gewöhnlich in der in Fig. 2 gezeigten Lage ist, gelegt, wobei die inneren und äusseren gebogenen vertikalen Oberflächen der Kernabschnitte zwischen den Backen 23 der Arme 22 zu liegen kommen und ihre unteren Oberflächen auf den oberen horizontalen
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Randoberflächen 26 der Arme 22 ruhen, wie es in Fig. 3 und 4 klar gezeigt wird.
Die von den Kernabschnitten getragenen beiden Spulen 12 werden sodann in den Brückenkreis eingeschaltet und bilden dessen unbekannten Zweig D, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wobei die inneren und äusseren Enden 45 bzw. 46 des die beiden Spulen bildenden Drahtes miteinander verbunden werden und dessen äussere und innere Enden 47 bzw. 48 in Reihe als Zweig D angeschlossen werden. Es ist zu bemerken, dass vor dem Beginn der Einstellungsmanipulation der veränderliche Zweig C des Brückenkreises auf die gewünschte Spuleninduktanz eingestellt wurde, wobei der Widerstand 37 dem Widerstand der in Einstellung begriffenen Spule angepasst worden ist.
Die Kernabsehnitte 10 und 11 werden sodann in der vorhin beschriebenen Weise durch Drehen der Stange 27 gegeneinander bewegt, wobei der Zwischenraum zwischen den Kernabschnitten durch das plastische Bindemittel 18 überbrückt wird. Während auf diese Art der nichtmagnetische Zwischenraum verändert wird und sobald die Induktanz am unbekannten Zweig D mit der Induktanz im C-Zweig, die, wie vorhin erklärt, auf die für die einzustellende Spule gewünschte Impedanz eingestellt worden war, gleich ist, wird am Hörer 44 das Hochfrequenzsummen der Wechselstromquelle 39 nicht gehört werden, da bei ausgeglichenem Brückenkreis kein Strom zwischen den Punkten 42 und 43 fliessen wird.
Dadurch wird angezeigt, dass die Induktanzeinstellung der Spule beendet ist, worauf die Spulenenden 47 und 48 von dem Brüekenkreis abgeschaltet werden. Die noch immer in der Befestigungsvorrichtung eingeklemmte, montierte und eingestellte Spule wird beiseitegestellt, damit das Bindemittel 18 bei Zimmertemperatur hart werden kann, oder sie kann in einem Ofen erwärmt werden, um das Hartwerden zu beschleunigen. Sodann wird die Spule von der Befestigungsvorrichtung 19 befreit und ist zum Einbau oder Montieren bereit, ohne dass weitere Klemmittel angewendet werden müssen, um die Kernabschnitte in ihrer bezüglichen Lage zu erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Induktanzspule, die auf einem Kern, der aus miteinander zusammengehaltenen Abschnitten besteht, montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Abschnitte (10, 11) durch ein nichtmagnetisches Bindemittel (18) zusammengefügt sind, welches eine Bewegung dieser Abschnitte im Verhältnis zueinander zulässt, solange das Bindemittel sich in plastischem Zustande befindet, wobei die Einstellung der Induktanz dieser Spule durchgeführt werden kann.