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Selbsttragende Ringspule Die Erfindung betrifft eine selbsttragende
Ringspule (Toroidspule ) sowie eine Vorrichtung zum Wickeln solcher Spulen, die
insbesondere für funktechnische Zwecke Verwendung finden. Die Eigenart der Spule
liegt darin, daß die Windungen auf dem inneren Ringumfang in -einer größeren Anzahl
von Lagen übereinanderliegen als auf dem äußeren Ringumfange, und zwar entsprechend
dem Verhältnis zwischen dem äußeren und dem inneren Durchmesser des Ringes.
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Dabei können die Windungen an der Innenseite oder der Außenseite oder
auch an beiden Seiten gleicherweise mit einem Klebestreifen versehen werden, dessen
Enden zur Verbindung der Spulenenden benutzt werden können. Die zur Herstellung
der Spule dienende Vorrichtung 'besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen,
geradachsigen, nach dem Wickeln der Spule entfernbaren Dorn von kreisförmigem oder
auch anders gestaltetem Querschnitt, dessen Umfläche mit exzentrischen, im Querschnitt
sägezahnförmigen Nuten versehen ist und der aus einem zylindrischen Kernstück mit
lose aufgesetzten Segmenten bestehen kann, die durch abnehmbare Endkappen mittels
an ihnen vorgesehener radialer Rippen auf dem Durchmesser der zu wickelnden Spule
auseinandergehalten werden. Die Zeichnung veranschaulicht außer der Spule diese
Vorrichtung in mehreren Ausführungsformen, und zwar sind Abb. i ein Querschnitt
der Ringspule auf einem Träger, Abb. a eine Draufsicht und AM. 3 eine Seitenansicht
der Spule.
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Abb. q. veranschaulicht in einem vergrößerten Querschnitt das übereinandergreifen
der Windungen.
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Abb.5 ist eine Ansicht des Dornes zur Herstellung der Spule bei teilweisem
Schnitt. Abb.6 ist ein Querschnitt nach 6-6 der Abb. 5.
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Abb.7 ist ein Querschnitt nach 8-8 der Abb. 5.
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Abb. 8 veranschaulicht in einer vergrößerten Teildarstellung das Aufwickeln
des Drahtes auf den Dorn nach Abb.6.
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Abb.9 ist eine der Abb.8 gleiche Darstellung bei abgeänderter Ausführungsform
des Dornes.
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Abb. io veranschaulicht in einer der Abb. 8 gleichen Dornform eine
andere Art der Wicklung.
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Abb. n veranschaulicht in einer schematischen Darstellung die Art
der Verbindung der Lagen bei der Ausführung nach Abb.9, und Abb. i z ist eine der
Abb. 9 gleiche Darstellung
in kleinerem Maßstabe, die eine weitere
Wicklungsform veranschaulicht.
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In Abb. i, a und 3 ist die allgemeine Form einer selbsttragenden Ringspule
dargestellt, deren Außenumfang io etwa das Dreifache des Innenumfanges beträgt und
die durch einen Streifen 12, der um den Außenumfang gelegt ist, zusammengehalten
wird. Die Enden der Spule liegen bei 13 frei. Die dargestellte Spule wird auf einem
Gestell angeordnet, das aus einem Paar Scheiben 14 und 15 besteht, die den Innenumfang
der Spule abschließen und durch einen Schraubbolzen 16 mit Mutter verbunden sind,
der die Scheiben fest gegen den Ring gepreßt hält und dazu dient, die Spule in den
Apparat einzubauen. Der Aufbau der Ringspule wird aus dem Verfahren ihrer Herstellung
ersichtlich, das zuerst beschrieben werden soll.
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Der mehxteüige Dorn, auf dem der Ring erzeugt wird, besitzt Wicklungsrinnen
oder Nuten 21', die exzentrisch zum Dornumfang liegen und im Querschnitt sägezahnförmig
gestaltet sind, so daß jede Nut von einer senkrecht liegenden, mondsichelförmigen
Fläche 21 und ,einer Kegelsichelfläche 25 begrenzt wird, wie man aus Abb. 5 bis
8 ersieht. Die Nuttiefe nimmt vom Außenumfange a-a, wo sie den Höchstwert hat, bis
auf o am Innenumfange b-b (Abt. 8) ab, wähnend ihre Breite ebenfalls entsprechend
sich verringert. Der Rand 23 der Fläche 25 geht in die Zylinderfläche 24 über, die
ihre größte Breite bei b-b, ihre .geringste Breite gleich o bei a-a (Abt. 8) hat.
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Der ' Dorn wird m einer Drehbank o. dgl. eingespannt und der Draht
26, der aueewunden werden soll, am Grunde einer der Nuten 21' aufgelegt. Wird der
Dorn nunmehr gedreht, so wird der Draht in Schraubenform aufgewickelt, indem die
aufeinanderfolgenden Windungen an der Stelle b-b des Dornes in seitliche Berührung
miteinander treten, während an der diametral gegenüberliegenden Seite a-a die aufeinanderfolgenden
Windungen, wie 27' und 28', die Schrägfläche 25 belegen, bis nach der größten oder
hcchstliegenden Windung 28' die nächste Windung 26' in den Grund der folgenden Nut
einfällt, worauf der Wicklungsweg in gleicher Weise sich wiederholt.
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Der Aufbau der aufeinanderfolgenden Windungen wird bei verschiedenen
Dornformen verschieden ausfallen, aber immer werden die auf dem Grund der Nuten
liegenden Windungen mit der größten Exzentrizität in die ursprüngliche Zylinderform
des Dornes eingreifen und exzentrisch liegen, während!die größte Windung 28' ohne
Exzentrizität kreisförmig liegt, da sie, wie zu ersehen, vollständig auf einem nicht
abgefrästen Teil des Dornumfangs ruht. Da der Dorn zerlegbar ist, wie sich aus den
Abb. 5, 6 und 7 ersehen läßt, so kann er, nachdem der Klebestreifen 12 auf den Windungen
in der Bahn der Linie b-b (Abt. 8) angebracht worden ist, aus der Spuleleicht entfernt
und die rohrförmige Spule in die Ringform gebogen werden, um die beiden Drahtenden
zusammenzubringen, worauf die Streifenenden durch ein kurzes Verbindungsstück 12'
(Abt. 3) untereinander und mit den vorragenden Drahtenden 13 verbunden werden. Es
wird zweckmäßig auch ein Streifen i2o gleich dem Streifen 12 auf der Innenseite
des Außenumfangs des Ringes vorgesehen, und zwar wird dieser Streifen 12o an dem
Dorn befestigt, bevor der Draht gewickelt wird. Die Klebestreifen dienen dazu, die
Drahtwindungen während und nach der Wicklung in ihrer Läge zu sichern.
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Bei der dargestellten Ringspule beträgt der Innenumfang 1/3 des Außenumfangs,
so daß am Innenumfang nur 1/3 soviel Windungen nebeneinanderliegen können als am
Außenumfang. Dementsprechend liegen die Windungen am Außenumfang in seitlicher Berührung
miteinander, während sie am Innenumfang in mehreren (drei) Schichten übereinanderliegen.
Dies ist in Abb. q. im Schnitt dargestellt, wo die Lage der aufeinanderfolgenden
Windungen c am Innenumfang und Außenumfang durch die angefügten Indexziffern deutlich
erkennbar ist. Zwischen dem Innen- und Außenumfang des Ringes wird je_ nach der
Breite und Tiefe der Nuten des Dornes der Grad des übergreifens zwischen den aufeinandertolgenden
Gruppen von Windungen entsprechend dem Durchmesser des Ringes verschieden sein,
jedoch immer so weit gehen, daß sich die Spule selbst trägt und nicht zusammen-
oder auseinanderfällt. Nötig ist!dazu nur,'daß die Wiudimgsanzahl auf jeder Nutschräge
25 annähernd dem Verhältnis des Außen- zum Innenumfang des Ringes entspricht. Bei
Verwendung eines Dornes von großer Nutbreite oder' Fläche 25 in Bezug auf den Durchmesser
des Drahtes kann aber auch eine Ringspule von beliebigem Verhältnis zwischen Außen-
und Innendurchmesser hergestellt werden. Die Windungen greifen am Innenumfang teleskopartig
@ übereinarider, wenn die Spule zur Ringform! gekrümmt wird, so -daß keine wesentliche
Beanspruchung auf den Draht ausgeübt und keime Reibung erzeugt wird, die die Drahtisolierung
zerstören könnte. Es braucht daher auch kein besonders stark isolierter Draht verwendet
zu werden; es kann selbst der bei drahtlosen Empfangsapparaten für Amateure benutzte
Draht benutzt werden, und selbst dieser verhältnismäßig dünne Draht bildet eine
dauerhafte, sich selbst tragende Ringspule,
wenn sie nur an ihren
Außenumfang durch einen Klebestreifen o. dgl. gebunden wird, wobei sogar dies nicht
einmal nötig ist, wenn ein innerer Bindestreifen verwendet wird.
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Der in Stufen abgedrehte Dorn besteht zweckmäßig aus vier Segmenten
3o, die einen festen zylindrischen Kern _3i umfassen, der aus Vulkanit besteht und
mit metallenen Endzapfen 32 versehen ist. Die Segmente werden durch Endkappen
33 auf dem Kern zusammengehalten, die zweckmäßig mit radialen Rippen 34 in. die
Stoßfugen 35 der Segmente greifen und sie in Abstand voneinander halten. Nach der
Aufwicklung der Spule auf den- Dorn fällt dieser beim Entfernen, der Endkappen zusammen,
und die Segmente können, ohne die gewickelte Spule zu beschädigen, entfernt werden.
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In Abb. g ist eine abgeänderte Ausführungsform des Dornes gezeigt,
bei der die schräge Seite 36 der Nut nicht eben, wie 25 in Abb.8, sondern
im Querschnitt etwas gekrümmt ist. Durch diese Krümmung wird das Ü.bereinandergreifen
der Windungen beim Biegen der Schraube in die Ringform etwas erleichtert. -Abb.
i o zeigt eine Ausführungsform des Dornes 37 nach Abb. 8 oder 9 mit tiefer und breiter
ausgefrästen Nuten, auf dem ein Ring mit übeneinanderliegenden Windungsschichten
aus feinem Draht gebildet wird. Es wird hier eine Innenlage 39 von Windungen auf
die Schräge ¢o der Dornnut gelegt und dann der Draht nach der tiefsten Stelle derselben
Nut zurückgebracht, um eine zweite Lage 41 über der ersten und, wenn gewünscht,
noch mehrere Lagen zu legen, wonach dann, wie vorher, die folgende Drahtlage über
die Kante 42 der Dornnut fällt und auf diem Boden 43 der folgenden Nut zu liegen
kommt. Nach Entfernung des Kernes wird die fertige Spule in der beschriebenen Weise
in die Ringform g eb og,en.