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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für ein frequenzbestimmendes
elektrisches Bauelement, insbesondere einen Abstimmkondensator oder eine Abstimminduktivität,
zur Anwendung in der Hochfrequenztechnik, bei welchem mittels einer in einer feststehenden
Führungsbuchse verdrehbar angeordneten Stellschraube ein auf dieser sitzender Kolben
bezüglich einer diesen mit Abstand koaxial umgebenden Elektrode bzw. Wicklung verschiebbar
ist.
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Es ist bereits eine Einstellvorrichtung für einen Trimmerkondensator
bekannt, bei der durch axiale Verschiebung einer Kolbenelektrode gegenüber einer
feststehenden Elektrode mittels einer Stellschraube eine Kapazitätsänderung erzielt
wird. Derartige Trimmerkondensatoren dienen zum Abgleichen und Abstimmen von Hochfrequenzschaltungen.
Dabei ist natürlich erwünscht, daß sich die Kapazität des Trimmerkondensators während
der Betätigung der Einstellvorrichtung linear und nicht sprunghaft ändert. Bei einem
Kondensator, dessen Kapazität durch einen drehbar angeordneten Kolben einstellbar
ist, erfolgt die Kapazitätsänderung aber nicht linear mit der Verdrehung der Stellschraube.
Es ist sogar möglich, daß sich für ein sehr kurzes Drehintervall die Kapazität in
der falschen Richtung ändert, so daß »Kapazitätsumkehrungen« auftreten. Ein weiterer
Nachteil dieser bekannten Einstellvorrichtung besteht darin, daß der genaue Kapazitätswert
für eine spezielle Einstellung der Stellschraube bei drehbarem Kolben nicht reproduzierbar
ist. Der Grund für dieses Verhalten besteht darin, daß bei der Herstellung des Kolbens
sowie des dielektrischen Rohres kein genau kreisförmiger Aufbau erreichbar ist.
Daher ändert sich bei der Drehung des Kolbens der Abstand zwischen dem Kolben und
der dielektrischen Wandung auf nicht erfaßbare Weise in geringem Umfang, wodurch
sich die erwähnten »Kapazitätsumkehrungen« und die nicht Reproduzierbarkeit spezieller
Kapazitätseinstellungen ergeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter
Einstellvorrichtungen für ein frequenzbestimmendes elektrisches Bauelement zu vermeiden,
und insbesondere beim Verdrehen der Stellschraube eine lineare Änderung der Impedanz
des frequenzbestimmenden elektrischen Bauelements zu gewährleisten, so daß ferner
beim Einstellvorgang keine kurzzeitigen Umkehrungen des Impedanzverlaufs auftreten
können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drehung
des Kolbens während der Stellbewegung verhindert ist, indem im Inneren des Kolbens
vorgesehene Führungsnasen in längs verlaufende Führungsschlitze der Führungsbuchse
eingreifen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Führungsnasen an einer mit dem Kolben ein Stück bildenden, mit der Stellschraube
im Eingriff stehenden Mutter vorgesehen sind. Dadurch erzielt man den Vorteil einer
einfachen Herstellungsweise für den nicht verdrehbar zu führenden Kolben.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß auf der Stellschraube auf der dem Kolben abgelegenen Seite der Mutter eine zweite,
dieser ähnliche Mutter mit in die Führungsschlitze ragenden Nasen in der Führungsbuchse
angeordnet ist, und daß eine Schraubenfeder zwischen den Muttern, diese auseinander
drückend, vorgesehen ist. Damit wird erreicht, daß der Kolben gegenüber den ruhenden
Bauteilen stets eine von Spiel freie Lage einnimmt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben;
in der Zeichnung zeigt F i g.1 eine perspektivische Darstellung einer Ausbildungsform
der Erfindung in auseinandergezogenem Zustand, F i g. 2 die zusammengebaute Vorrichtung
nach F i g.1 im Längsschnitt.
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F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig.2.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Einstellvorrichtung
für ein frequenzbestimmendes elektrisches Bauelement weist eine Buchse 10 mit einem
Befestigungsflansch 11 sowie einen mit Außengewinde versehenen Befestigungsstutzen
12 auf; beispielsweise mittels einer auf den Befestigungsstutzen 12 aufschraubbaren
Mutter kann die gesamte Vorrichtung an einer Schalttafel oder an einer Platte befestigt
werden: Die Buchse 10 weist eine bei 14 mit Innengewinde versehene durchgehende
Öffnung 13 auf. Eine Stellschraube 15 erstreckt sich durch die Öffnung 13 und besitzt
einen langgestreckten Gewindeschaft 16 sowie einen Kopfabschnitt, der seinerseits
mit einem ersten Flansch 17, einem zweiten Flansch 18 und einem z. B. mit einem
Schlitz 20 zum Einführen eines Schraubenziehers versehenen Abschnitt
19 zum Aufnehmen eines Werkzeugs ausgestattet ist.
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Auf den Gewindeschaft 16 wird zuerst eine erste Ringfeder 21 und eine
zweite Ringfeder 22 aufgeschoben; zwischen den Flanschen 17 und 18 wird ein Dichtungsring
23 angeordnet. Dann wird die Stellschraube (Einstellorgan) 15 gemäß F i g. 2 in
die Öffnung 13 eingeführt, so daß die rechte Seite des Flansches 17 oder
alternativ die linke Seite des Flansches 18 zur Anlage an den Ringfedern
21 und 22
kommt. Hierauf wird eine Einstell- und Haltemutter 25 in
die Gewindebohrung 14 derart eingeschraubt, daß sie zur Anlage an der linken Seite
des Flansches 18 kommt, um so die Ringfedern 21 und 22 zusammenzudrücken und die
Stellschraube 15 in der Buchse 10 festzuhalten. Durch geeignetes Einstellen der
Mutter 25 ist zu erreichen, daß sodann ein bestimmtes Drehmoment erforderlich ist,
um die Stellschraube 15 gegenüber der Buchse 10 zu verdrehen.
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Es sei bemerkt, daß man die Einstellmutter 25 durch eine beliebige
andere Vorrichtung zum Festhalten der Teile ersetzen könnte, die nach dem Einstellen
des erforderlichen Drehmomentes dauerhaft an der Buchse 10 befestigt werden könnte.
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Nunmehr wird eine Spannmutter 26 mit nach außen vorspringenden Nasen
26 a und 26 b auf den Gewindeschaft 16 aufgeschraubt. Die Nasen 26 a und 26 b werden
von- Schlitzen 27 a und 27 b des Buchsenabschnitts 27 aufgenommen,
der an der rechten Seite des Flansches 11 befestigt ist. Wenn die Stellschraube
15 gedreht wird, so wird die Spannmutter 26 veranlaßt, sich längs der Achse der
Buchse 27 zu bewegen, ohne sich dabei selbst zu drehen.
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Gegebenenfalls kann man die Schlitze 27 a und 27 b mit Hilfe
eines Fräswerkzeugs an der Innenfläche der Buchse 10 ausbilden, so daß sich eine
längere Bewegungsstrecke für die Spannmutter 26 ergibt, so daß man mit einer geringeren
Baulänge der Vorrichtung auskommt.
Schließlich wird eine Schraubenfeder
28 innerhalb der Buchse 27 in Anlage an der rechten Stirnfläche der
Spannmutter 26 angeordnet. Ferner ist ein beweglicher Kolben 30 vorgesehen,
der so geformt ist, daß er eine Mutter 31 aufnehmen kann, die nach außen vorspringende
Nasen 31 a und 31 b trägt und somit der Spannmutter
26 ähnelt. Die Nasen 31 a und 31 b der Mutter 31 erstrecken sich jedoch über
den Außendurchmesser der Buchse 27 hinaus, so daß sie einen Abstand zwischen dem
Innendurchmesser des Kolbens 30 und dem Außendurchmesser der Buchse
27 aufrechterhalten und die beiden rohrförmigen Bauteile ineinandergeschoben
werden können.
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Die Nasen 31 a und 31 b der Mutter
31 können direkt an der Innenwand des Kolbens 30 befestigt sein. Gegebenenfalls
können die Außenflächen der Fortsätze 31 a und 31
b mit Gewindegängen versehen sein, die von entsprechenden Gewindegängen auf
der Innenseite des Kolbens 30 aufgenommen werden, so daß man die Mutter
31 in den Kolben einschrauben und dann mit diesem verstemmen kann.
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Man kann jedoch die Mutter 31 auch als festen Bestandteil des
Kolbens 30 so ausbilden, daß sich die Nasen 31 a und
31 b über die ganze Länge des Kolbens erstrecken. In diesem Falle
könnte man den Kolben 30 zusammen mit der Mutter 31 durch Strangpressen
als einheitlichen Körper herstellen. Der Kolben 30 besteht aus einer Legierung
mit geringer Wärmedehnung; um eine höhere Gesamtstabilität der Vorrichtung zu erzielen,
wird der Kolben nicht maschinell bearbeitet, sondern durch Ziehen hergestellt.
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Beim Zusammenbauen des Kolbens 30 und der Buchse
27 wird die Mutter 31 auf den Gewindeschaft 16 aufgeschraubt,
nachdem man die Schraubenfeder 28 auf den Gewindeschaft aufgeschoben hat,
wobei die Nasen 31 a und 31 b der Mutter 31 in
die Schlitze 27 a und 27 b eintreten.
Außerdem sieht man einen genügenden Abstand zwischen den Muttern 26 und
31 vor, so daß die Feder 28 die Verbindung zwischen dem Kolben 30
und der Spannmutter 26 vorspannt, um den toten Gang zwischen dem Gewindeschaft
16
und dem Innengewinde der Mutter 31 aufzuheben. Hierauf wird eine
Anschlagmutter 32 oder ein anderes geeignetes Anschlagorgan auf den mit Außengewinde
versehenen dünneren Endabschnitt 33
des Gewindeschaftes 16 aufgeschraubt,
damit der Kolben 30 bzw. dessen Mutter 31 nicht außer Eingriff mit dem Gewindeschaft
16 kommt, wenn die Mutter 31 das äußere Ende ihrer Bewegungsstrecke
längs des Gewindeschaftes 16 erreicht.
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Ein als Isolator wirkender, mit hoher Genauigkeit hergestellter Glaszylinder
35, der ein Elektrodenband 37 und ein Befestigungsband 36 trägt, wird dann an der
Buchse 10 befestigt, und zwar beispielsweise durch Verlöten des Bandes
36 mit dem Flansch 11
der Buchse; dabei wird der Kolben 30 vom
Zylinder 35 eng umfaßt.
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Um den Zylinder 35 abzudichten, ist eine Abschlußkappe
38 vorgesehen, die eine Scheibe 39 aus Isoliermaterial und ein leitfähiges
Anschlußstück 40
aufweist. Die isolierende Scheibe 39 gewährleistet,
daß das Ende des Kolbens 30 nicht zufällig in Berührung mit der Anschlußplatte
40 kommt.
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Das Elektrodenband 37 ist zwischen zwei Glaszylindern
35 und 41 eingebettet. Zu diesem Zweck kann das eine Ende des Zylinders
35 gemäß F i g. 2 mit einer Bohrungserweiterung versehen sein, die das leitfähige
Band 37 aufnimmt. Hierauf kann man eine isolierende Hülse 41 in die
Öffnung des Bandes 37
einschieben, um so zu verhindern, daß ein Kurzschluß
zwischen dem Kolben 30 und dem Band 37
eintritt. Natürlich könnte man
das Band 37 auch auf beliebige andere geeignete Weise in das Glasrohr 35
einbetten. Ferner sei bemerkt, daß man das Band 37
auch auf der Außenfläche
des Rohres 35 anordnen könnte.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Einstellvorrichtung ist insbesondere
zur Verwendung bei solchen Konstruktionen geeignet, bei denen sich Änderungen der
Breite des Luftspaltes bzw. der dielektrischen Dicke der Hülse 41 bei verschiedenen
Winkelstellungen des Kolbens 30 stärker auswirken.
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Die beschriebene Vorrichtung ist als veränderlicher Kondensator mit
den beiden Elektroden 30
und 37 verwendbar. Die Elektrode bzw. der Kolben
30 ist innerhalb des Bandes 37 verstellbar angeordnet, so daß die
Stellung des Kolbens 30 die Kapazität zwischen der Elektrode 37 und
dem mit der Buchse 10 elektrisch leitend verbundenen Kolben 30 bestimmt.
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Gemäß der Erfindung wird der Kolben 30 mit Hilfe einer eine
direkte Bewegung erzeugenden Vorrichtung betätigt, wobei die Führung der Nasen
31 a und 31 b in den Schlitzen 27 a und 27 b der Buchse
27 bewirkt, daß die Buchse bei Drehung der Stellschraube 15 eine lineare
Bewegung ohne Drehung ausführt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf einstellbare Kondensatoren
sondern ist beispielsweise auch bei einer verstellbaren Induktivität anwendbar,
bei welcher der Kolben 30 aus Magnetwerkstoff bestünde und das Band
37 durch eine schraubenlinienförmige Wicklung ersetzt wäre.