DE1070297B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kondensator regelbarer Kapazität mit parallel zueinander liegenden plattenförmigen und teilweise unterteilten Elektroden sowie mit einem zwischen den Elektroden verschiedener Polarität befindlichen Dielektrikum, das aus Luft sowie einer verstellbar angeordneten, nicht metallbelegten Isolierstoffplatte besteht. Kondensatoren mit regelbarer Kapazität gibt es je nach dem gewünschten Regelbereich als sogenannte Trimmer oder als Drehkondensatoren. Die Trimmer verwendet man dann, wenn die Kapazität nur auf einen bestimmten festen Wert eingetrimmt werden soll, d. h. also wenn man nicht laufend einen größeren Regelbereich benötigt. Für große Regelbereiche benutzt man hingegen Drehkondensatoren, bei denen die Kapazitätsänderung in bestimmter Abhängigkeit von einem Drehwinkel steht Dabei kann diese Abhängigkeit in einem linearen Verhältnis zum Verstellwinkel stehen, oder die Kapazität kann sich mit zunehmendem Verstellwinkel nach einer bestimmten, vorgegebenen Funktion ändern. Im ersten Falle bildet man sowohl die festen als auch die verstellbaren Elektroden als Metallplatten in Form von Kreissektoren aus, im zweiten Falle gibt man insbesondere den verstellbaren Elektrodenplatten besondere Formen. Sie haben dann meistens einen spiraligen oder nierenförmigen oder auch einen gezackten Umriß. Die Kapazitätsänderung erfolgt bekanntlich bei den Drehkondensatoren dadurch, daß in die zwischen den festen Elektrodenplatten vorhandenen breiteren Luftspalten bewegbare Elektrodenplatten eingeschoben werden, wodurch einmal die ladungstragende Plattenfläche vergrößert und zum anderen die Luftspalte zwischen den Platten verengt werden, womit die Kapazität des Kondensators vergrößert wird. Das Dielektrikum solcher Kondensatoren ist Luft.

Nun sind auch regelbare Kondensatoren bekanntgeworden, bei denen die Kapazität nur durch Änderung des zwischen den Platten befindlichen Dielektrikums erreicht wird. Das wird dadurch bewirkt, daß man verstellbare Scheiben aus Werkstoff mit größerer Dielektrizitätskonstanten, als Luft sie besitzt, in die Plattenzwischenräume einschiebt. Es gibt auch Bauarten, bei denen an Stelle von Metallplatten Scheiben aus einem, solchen Dielektrikum mit dünnen Metallbelegungen benutzt werden, denen man außerdem noch die verschiedensten Formen zur Erzielung eines bestimmten Kapazitätsverlaufes gibt. Bei sämtlichen Drehkondensatoren der vorgenannten Bauarten ist jedoch das Verhältnis zwischen der Anfangskapazität C_n bei herausgedrehten Platten und der Endkapazität C_e bei hineingedrehten Platten konstant und unabhängig von der Größe der Elektroden bzw. der Belegungen, denn mit zunehmender Größe der Platten bzw. der Elektrischer Kondensator regelbarer Kapazität

Anmelder: Norddeutsche Mende Rundfunk K. G.,

Bremen-Hemelingen, Diedrich -Wilkens - Str. 39/45

Dipl.-Ing. Ernst Zetzmann, Bremen, ist als Erfinder genanrit worden

Belegungen¹ ändert sich C_e im gleichen Verhältnis wie C_a. ■■■'..

Es gibt jedoch Fälle, in denen es erwünscht ist, daß das Verhältnis der Endkapazität C_e des Kondensators zu seiner Anfangskapazität C₁₁ veränderbar ist. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für Drehkondensatoren, die dieser Bedingung entsprechen, sind insbesondere die Eingangsschaltungen von Fernsehempfängern, in denen sie zur. Feinabstimmung von Schwingkreisen für hohe Frequenzen benutzt werden. So soll beispielsweise im Band I der Feinsehfrequenzen (um 50 MHz) und im Band III (um. 200 MHz) die Variation absolut + 1 MHz betragen. Für das Band I bedeutet das eine Frequenzvariation von 2 °/o, für das Band ITI aber eine solche von 0,5 %. Die Kapazitätsvariation CeICa eines solchen Kondensators muß daher umschaltbar sein. Eine Umschaltung des Ce/Ca-Verhältnisses ergibt bei Drehkondensatoren der bekannten Bauarten durchweg sehr komplizierte und große Aggregate, die teuer sind und auch viel Platz in dem betreffenden Gerät beanspruchen. ■■■■'■ "■'■

Mit dem Kondensator gemäß der Erfindung ist' nun die vorliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine der Elektroden in vorzugsweise zwei sowie in einer Ebene liegende und einander unmittelbar benachbarte Teilelektroden unterteilt ist und; eine gegenüber diesen Elektroden verstellbare, an. sich bekannte und neben der zwischen den Elektroden befindlichen Luft als Dielektrikum dienende, nicht metallbelegte Isolierstoffplatte angeordnet ist, die spiraligen oder nierenförmigen Umriß aufweist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenlänge der vorzugsweise symmetrisch zueinander liegenden Teil-

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belegungen als konzentrische Ringe od. dgl. möglichst groß gemacht wird.

Drehkondensatoren mit unterteilten Belegungen sind an sich bekannt. Diese Belegungen sind hier aber zu dem Zweck unterteilt und meistens gleich groß ausgebildet worden, weil man auf diese Weise einen Mehrfachkondensator mit geringerem Platzbedarf erhalten wollte, bei dem jeder feste Belagteil mit einem entsprechend ausgebildeten, verstellbaren Gegenbelag zusammen einen selbständigen Kondensator mit eigener Funktion bilden soll. Da aber auch hier das Verhältnis von Endkapazität C₆ zur Anfangskapazität C₀ konstant bleibt, ist mit einer einfachen Unterteilung in dieser Form keine Variation des CeICa-Verhältnisses erreichbar. Um diese A^ariation zu erreichen, muß die Unterteilung in der speziellen Form gemäß der Erfindung vorgenommen werden, um dabei gewisse Hilfseffekte ausnutzen zu können, die sich nur dann ergeben, wenn mindestens eine der Elektroden in vorzugsweise zwei sowie in einer Ebene liegende und einander unmittelbar benachbarte Teilelektroden unterteilt ist. Handelt es sich bei der, geteilten Elektrode beispielsweise um eine solche in Form einer kreisrunden Scheibe, so entstehen bei einer Teilung durch die Mitte zwei gleich große, unmittelbar nebeneinanderliegende Teilbelegungen, wobei dafür gesorgt wird, daß sich ihre durch die Trennung entstandenen geraden Stirnkanten nahe gegenüberliegen. Beim Eindrehen der aus dem Dielektrikum bestehenden Isolierstoffplatte zwischen beide Belegimgsseiten des Kondensators wird dann nicht nur die Kapazität zwischen diesen Seiten vergrößert, sondern auch die Kapazität zwischen den beiden getrennten, in einer Ebene liegenden Teilbelegungen. Die beiden Teilbelegungen arbeiten dann als erdsymmetrische Kondensatoren, und es wird nicht nur die Kapazität dieser beiden Teilbelegungen gegen Erde, sondern auch ihre direkte Kapazität gegeneinander sehr vergrößert. Besonders diese letztere Kapazitätszunahme ist sehr groß, weil die Anfangskapazität zwischen den Teilbelegungen sehr klein ist, da sich im Anfangszustand nur ihre Kanten gegenüberliegen. Das eingedrehte Dielektrikum verdichtet jedoch die Feldlinien an den Kanten so erheblich, daß große Variationen zwischen den nun zusätzlich wirkenden Teilbelegungen zu erreichen sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Ausführungsform eines Feinabstimmkondensators für den Kanalwähler eines Fernsehempfängers. Mit 1 ist die aus Isolierstoff bestehende drehbare Scheibe bezeichnet, die zwischen die Belegungen 2 und 3 des Kondensators geschoben werden kann. Die hier dargestellte Spiralform der Scheibe 1 bestimmt in bekannter Weise den Kapazitätsverlauf des Kondensators in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Verstellachse 4, auf der die Scheibe 1 befestigt ist. Die Belegung 3 kann direkt mit dem Chassis 5 des Kanalwählers verschraubt sein, so daß sie die Massebelegung des Kondensators darstellt. Die Belegung 2 sitzt dann als Folie oder aufgespritzte Schicht auf einem Isolierstoffträger 6, der an dem Chassis 5 befestigt ist.

In Fig. 2 und 3 sind nun zwei Ausführungsbeispiele eines Feinabstimmkondensätors gemäß der Erfindung dargestellt. Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt ■wiederum die spiralige, auf der Verstellachse 4 befestigte und drehbare Isolierstoffscheibe 1 und auch die Massebelegung 3f Die zweite Belegung des Kondensators ist" dagegen^ in zwei' konzentrische Ringe und 8 aufgeteilt. Damit erhält man auf engstem Raum und in einfachster Weise zwei verschieden große Teilbelegungen, die in einer Ebene und einander unmittelbar benachbart liegen. Es ist deutlich erkennbar, daß beim Eindrehen der Isolierstoff scheibe 1 sowohl die Kapazität zwischen der Massebelegung 3 und den Teilbelegungen 7 und 8, aber gleichzeitig auch die Kapazität zwischen den Teilbelegungen 7 und 8 verändern wird. Das mit dargestellte Schaltungsbeispiel

ίο zeigt nun, wie die Belegungen mit den Spulen 9, 10 und 11 in einer Kanalwählertrommel 12 geschaltet werden können. Mit der Spule 9 ist die Teilbelegung 7 zusaminenschaltbar, mit der Spule 10 die Teilbelegung 8, und mit der Spule 11 sind beide Teilbelegungen 7 und 8 zusammenschaltbar. Da bei Ver-Avendung eines solchen Kondensators in derartigen Schaltungen auch eine konstante Zusatzkapazität C_s auftritt, ergibt sich, daß diese parallel liegende Zusatzkapazität bei Alleinbetrieb mit der kleineren Teil-

ao belegung die Kapazitätsvariation viel mehr herabsetzt als beim Betrieb mit der größeren Teilbelegung oder mit beiden Teilbelegungen zusammen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind gleich große Teilbelegungen vorgesehen. Sie bestehen aus zwei halbkreisförmigen Elektroden 13 und 14, die sich mit ihrer geraden Stirnkante nahe gegenüberliegen. Die zwischen diese Teilbelegungen 13 und 14 und die Massebelegung 3 einschwenkbare Isolierstoffscheibe 1 bewirkt auch hier eine zusätzliche Kapazitätsänderung zwischen den beiden sich nahe gegenüberliegenden Teilbelegungen. Besonders diese Kapazitätsänderung ist erheblich, weil hier die Anfangskapazität bei herausgedrehter Isolierstoffscheibe 1 sehr klein ist, denn es liegen sich dann nur die schmalen Kanten der Teilbelegungen 13 und 14 gegenüber. Wird die Scheibe 1 eingedreht, so verdichtet das Dielektrikum die Feldlinien an den Kanten so stark, daß eine große Kapazitätsvariation erreichbar ist. Das mit dargestellte Schaltungsbeispiel eines variablen Oszillators soll die Anwendungsmöglichkeit eines solchen Feinabstimmkondensators beispielsweise veranschaulichen. Der Kondensator kann auch ganz ohne die als Gegenbelegung dienende Massebelegung 3 aufgebaut sein, also nur die geteilte Belegung 13,14 aufweisen, über die dann die Isolierstoffscheibe 1 geführt wird. Statt einer Bewegung der Scheibe 1 parallel zur geteilten Belegung 13, 14 kann dann auch eine Bewegung senkrecht zur geteilten Belegung erfolgen, also ein einfaches Nähern oder Entfernen der Scheibe 1. Die Teile 13 und 14 der geteilten Belegung bilden dann für sich die Platten des variablen Kondensators.

Claims (2)

Patentansprüche·.

1. Elektrischer Kondensator regelbarer Kapazität mit parallel zueinander liegenden plattenförmigen und teilweise unterteilten Elektroden sowie mit einem zwischen den Elektroden verschiedener Polarität befindlichen Dielektrikum, das aus Luft sowie einer verstellbar angeordneten, nicht metallbelegten Isolierstoffplatte besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden in vorzugsweise zwei sowie in einer Ebene liegende und einander unmittelbar benachbarte Teilelektroden (13, 14) unterteilt ist und daß die Isolierstoffplatte (1) spiraligen oder nierenförmigen Umriß aufweist.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenlänge der vorzugs-

weise symmetrisch zueinander liegenden Teilbelegungen als konzentrische Ringe. (7, 8) od. dgl. möglichst groß gemacht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 420 580, 624 457, 689, 725 217;

österreichische Patentschriften Nr. 124 876, 133 629;

französische Patentschriften Nr. 553 670, 624 262, 32 890/624 262;

britische Patentschriften Nr. 454 845, 461 547, 592 501;

USA.-Patentschriften Nr. 1 525 778, 1 589 008, 1 589 204, 1 681 517, 1 756 512, 2 290 508.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen