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Kopplungstransformator für Radiogeräte und Wellenmesser.
Die Erfindung betrifft einen Kopplungstransformator für Radiogeräte und Wellenmesser mit einem metallischen Gitter zwischen den koppelnden Wicklungen. Bekanntlich haben diese Gitter den Zweck, die kapazitiven Wirkungen zwischen den einzelnen Kopplungsspulen aufzunehmen.
Zur Abschirmung störender Kopplungen magnetischer und elektrischer Felder werden in der Radiotechnik vielfach Vollbleche oder Metallgitter verwendet, welche den Durchtritt der magnetischen Felder verhindern oder abschwächen, den der elektrischen Felder ausschliessen sollen. Hiebei treten naturgemäss auch Verluste auf. Man benötigt häufig solche Gitter, welche die kapazitiven Wirkungen der Spulen gegeneinander ausschliessen, hingegen die magnetischen Felder für die ungestörte Kopplung möglichst verlustfrei hindurchlassen. Die Regelvorgänge der Kopplung oder bei eingestellter Kopplung die Regelvorgänge der Abstimmung sind durch Verlust änderungen im abschirmenden Mittel um so mehr beeinflusst, je grösser diese Verluste sind, wobei unter Verlusten sowohl die magnetisch induzierten als auch die durch elektrische Felder hervorgerufenen Verluste verstanden werden.
Die magnetisch induzierten Verluste sind bei den be. kannten Abschirmmitteln, wie Blechschirme am grössten, aber auch bei Metallgittern mit dicht gesetzten Leitern bzw. Schirmen mit Belegungen kleiner Metallteilchen noch immer gross.
Ausserdem haben beispielsweise Metallgitter mit dicht gesetzten, jedoch möglichst dünnen (fadenartigen) Leitern den Nachteil hohen elektrischen Widerstandes für die Ableitung der kapazitiven Ströme. Diese als Abschirmmittel bekannten Einrichtungen sind daher zwischen den Spulen eines Kopplungstransformators mit Vorteil nicht verwendbar. Die gitterartigen Mittel zwischen den Transformatorspulen gemäss der Erfindung müssen vielmehr so gebaut sein, dass sie nur sehr kleine Verlustschäden bewirken und möglichst kleine kapazitive Ströme führen.
Erfindungsgemäss bestehen die metallischen Gitter zwischen den koppelnden Wicklungen aus Einzelleitern, die mit Luftzwischenräumen nebeneinander angeordnet und an einen Sammelleiter angeschlossen sind. Hiebei ist erforderlich, dass zunächst die Entfernung der Leiter untereinander, mit Ausnahme an eventuellen Kreuzungsstellen, nicht unter ein bestimmtes Mass sinkt, wodurch verhindert wird, dass die magnetische Kopplung der Spulen nachteilig beeinflusst wird.
Ausserdem muss durch Wahl ausreichender Leiterquerschnitte (Leiteroberflächen), aber auch durch Anwendung kurzer, am Sammelleiter angeschlossener Leiter der Ableitungswiderstand für die kapazitiven Ströme möglichst klein gehalten werden und ausserdem dürfen Isolierstoffe gar nicht oder nur sparsam verwendet werden, um in allen Fällen die Verluste möglichst klein zu halten. Um die magnetischen Felder möglichst ungestört durchzulassen und anderseits grosse Leiterquerschnitte für die Ableitung der kapazitiven Ströme zu erzielen, kann man Leiter mit flachem Querschnitt verwenden, wobei die kleinere Abmessung des Leiterquerschnittes in der Ebene des Gitters und die grössere Abmessung senkrecht zu dieser Ebene liegt.
Durch die Herabsetzung der Verluste bei besonderer Ausbildung der gitterartigen Mittel wird weiters erreicht, dass auch die Regelvorgänge der elektromagnetischen Kopplung und der Abstimmung der gekoppelten Kreise von dem Einfluss der Verluständerung in den gitterartigen Mitteln besonders befreit sind. Da diese Regelvorgänge zugleich von kapazitiven Einwirkungen der Transformatorenspulen gegeneinander, wie beschrieben, möglichst befreit sind, wird die durch
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die Regelvorgänge hervorgerufene Verstimmung der Kreise so gering als möglich gehalten, um möglichst genau nach gewählten Eichgesetzen einregeln zu können.
Die gitterartigen Mittel zwischen den Transformatorspulen wirken daher nicht wie die bekannten ähnlichen Einrichtungen als Abschirmmittel, sondern in erster Linie als Stabili- sierungsmittel, indem die durch benachbarte elektrische Felder sich bildenden kapazitiven Ströme im zwischengelagerten gitterartigen Mittel einen äquivalent kleineren Widerstand finden, wenn sie sich über das Stabilisierungsmittel schliessen, als wenn die kapazitiven Ströme ihren Schluss durch die benachbarte Spule finden. Die erwähnten Stabilisierungsmittel zwischen den Kopplungsspulen können auch in zwei oder mehreren eng benachbarten Ebenen liegen, um die induzierten Ströme benachbarter Felder getrennt aufnehmen zu können und dadurch den letzten Rest einer sogenannten Verlustkopplung ausschalten zu können.
Die Leiter der Stabilisierungsmittel werden zweckmässigerweise aus blanken, hochpolierten, eventuell versilberte Leitern hergestellt und nur an eventuellen Kreuzungsstellen voneinander isoliert. Dadurch wird, abgesehen von der höheren Leitfähigkeit dieser Leiter, auch die magnetische Schirmwirkung der Leiteroberfläche und damit die Abdrängung der magnetischen Kraftlinien durch die Öffnungen der gitterartigen Mittel erhöht, wodurch die magnetisch induzierten Verluste sinken.
Die gitterartigen Mittel können entweder nur zwischen den Spulen des Kopplungtransformators angeordnet sein oder die Spulen käfigartig umschliessen.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele für Stabilisierungsmittel nach der Erfindung dargestellt. In allen Beispielen bedeutet S den Sammelleiter und J eine geeignete Leiterstütze aus Isolation, Metall oder isoliertem Metall.
Fig. 1 zeigt einfache wellige Stabilisierungsmittel in zwei verschieden dichten Anordnungen, bei der das übliche Ausmass der dichten Anordnung, wie diese bei Abschirmmitteln mit noch wesentlicher, magnetisch induktiver Schutzwirkung nötig ist, bereits überschritten wird.
Fig. 2 und 3 zeigt einfache spiralige Anordnungen der Leiter.
Fig. 5 ist eine mehrleitrige Art. Es ist ebenso möglich, die Spiralen nach einer Mantelfläche irgendeiner geeigneten Körperform zu legen.
Fig. 6 und 10 und Fig. 17 zeigen Stabilisierungsmittel mit sprossenartiger Leiteranordnung, so getroffen, dass sich die Leiter weder kreuzen noch berühren. Fig. 6 besitzt wellige Sprossen, Fig. 7 Sprossen mit verteilten Unterbrechungsstellen. Fig. 4 und 8 sind Beispiele von Formen aus Stanzblech, in Fig. 4 sind einige Möglichkeiten der Sprossenanordnung angedeutet.
Fig. 9 und 10 sowie 12 sind Beispiele von Stabilisierungsmitteln mit Anordnung der Leiter in zwei Ebenen. In Fig. 10 gehört jeder zweite Leiter einer Ebene an ; in Fig. 12 sind die Leiter beider Ebenen einander gegenüber angeordnet. Es ist ebenso möglich, zahlreiche andere Beispiele mit Anordnung der Leiter in zwei Ebenen zu bilden.
Fig. 13 und 14 sind Beispiele strahlenartiger Leiteranordnung mit knotenartigem Sammelleiter.
Fig. 15 zeigt eine sprossenartige Anordnung mit einzeitigem Anschluss an den Sammel-
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mit abwechselnd befestigten Sprossenleitern. Bei Fig. 16 und 17 bis 22 sind die Leiter so angebracht, dass sie sich gegenseitig stützen können ; es sind dünnere Leiter geringerer Steifigkeit anwendbar und man erhält eine zellenartige Unterteilung des Durchtrittsquerschnittes für das Feld in Zellen, die nach beiden Dimensionen gleich gross gehalten werden können. Derartige Unterteilung erreicht man aber auch mit zahlreichen andern Ausführungen annähernd bei Anordnung der Leiter in zwei Ebenen, ähnlich wie Fig. 9, oder durch Anwendung von zwei Stabilisierungen nebeneinander, die zueinander geeignet gelagert sind.
Von der Darstellung verschiedener Stabilisierungsmittel aus käfigartige Gebilden wurde abgesehen, da es nur auf die gegenseitige Leiteranordnung ankommt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kopplungstransformator für Radiogeräte und Wellenmesser mit einem metallischen Gitter zwischen den koppelnden Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Gitter aus Einzelleitern besteht, die mit Luftzwischenräumen nebeneinander angeordnet und an einen Sammelleiter angeschlossen sind.
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