DE1564816C - Trimmerkondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trimmerkondensator, dessen Elektroden mit den Elektroden eines Festkondensators elektrisch und mechanisch eine Einheit bilden, der ein anderes Dielektrikum als der Trimmerkondensator aufweist.

Bei Trimmerkondensatoren ist es in vielen Fällen erwünscht, einen Teil mit einer festen Kapazität mit einem Teil mit veränderlicher Kapazität zu einem einheitlichen mechanischen Teil zu verbinden. Durch diese Anordnung ergibt sich die Möglichkeit, entweder eine Temperaturkompensation des gesamten Trimmerkondensators joder aber einen. · geregelten Temperaturgang der Kapazität zu erreichen.

Ein derartiger Trimmerkondensator ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 100 813 bekannt, bei dem ein Teil mit einer festen Kapazität und keramischem Dielektrikum mit einem Teil mit einer veränderlichen Kapazität mit Luftdielektrikum zu einer mechanischen Einheit vereinigt ist. Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Eigeninduktivität des Trimmerkondensators sehr hoch ist, so daß diese Anordnung bei höheren Frequenzen unbrauchbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trimmerkondensator zu schaffen, der aus einem Festkondensator und einem Trimmerkondensator besteht und der eine sehr geringe Eigeninduktivität aufweist, wobei der Temperaturgang der Kapazität festgelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Trimmerkondensator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Festkondensator aus einer Scheibe mit auf jeder Flachseite angeordneten Metallschichten besteht, die mit der äußeren Metallschicht bzw. mit der einstellbaren Elektrode des rohrförmigen Trimmerkondensators elektrisch verbunden sind.

Durch diese Anordnung ergibt sich eine mechanisch sehr kompakte und einfache Anordnung, die eine sehr geringe Eigeninduktivität aufweist.

Der Mindestkapazitätswert des Kondensators kann hierbei zweckmäßigerweise durch die Kapazität der auf jeder Seite eine Metallschicht tragenden Scheibe bestimmt werden.

Wenn ein bestimmter Temperaturgang der Kapazität des Trimmerkondensators erwünscht ist, kann vorteilhafterweise das Dielektrikum des Trimmerkondensators und das Dielektrikum des Festkondensators aus Materialien mit derart vorgewählten Temperaturbeiwerten bestehen, daß die Temperaturcharakteristik der Scheibe vorherrschend zur Wirkung kommt. In diesem Fall ergibt sich ein bestimmter, genau definierter Temperaturgang des gesamten Trimmerkondensators.

Die einstellbare Elektrode des rohrförmigen Trimmerkondensators kann bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise einen Metallstab umfassen, der innerhalb des rohrförmigen Bauteils zur Erhöhung des Kapazitätswertes des Kondensators verschiebbar ist.

In diesem Fall ist es zweckmäßig, Mittel zur Festlegung der einstellbaren Elektrode in einer gewünschten Stellung vorzusehen.

Eine zweckmäßige Ausbildung des Trimmerkondensators ergibt sich dadurch, daß die eine Metallschicht auf der Scheibe mit einem Tragwinkel verbunden ist und daß die Mittel zum Festlegen der verstellbaren Elektrode an dem Tragwinkel befestigt sind. Diese Mittel zum Festlegen der einstellbaren Elektrode in einer bestimmten Stellung können dabei eine Mutter mit Innengewinde umfassen.

Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit des Trimmerkondensators kann es zweckmäßig sein, daß mindestens eine der Metallschichten auf der Scheibe ringförmig ist und sich über einen Bereich erstreckt, der durch einen Abstand (d) von einer inneren Öffnung der Scheibe getrennt ist, um die Gefahr eines

ίο Spannungsüberganges zu der anderen Metallschicht durch die innere Öffnung hindurch auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trimmerkondensators;

F i g. 2 zeigt die Kondensatorscheibe bei Betrachtung derselben von der Linie 2-2 in F i g. 1 aus;

F i g. 3 zeigt die Kondensatorscheibe bei Betrachtung derselben von der Linie 3-3 in F i g. 1 aus;

F i g. 4 zeigt die Teile des erfindungsgemäßen Trimmerkondensators in einer vergrößerten auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung.

Gemäß den Zeichnungen umfaßt der Trimmerkondensator 50 ein zylindrisches Rohr 51 aus einem keramischen oder einem anderen geeigneten dielektrischen Material. Die Außenfläche des Zylinders 51 ist mit einer fest daran haftenden Metallschicht 52 überzogen, die z. B. aus Silber besteht. Der Silberüberzug 52 erstreckt sich von der Unterkante des Zylinders 51 aus bis zu einem mit 53 bezeichneten Punkt nahe dem oberen Ende des Zylinders. Der Zylinder 51 besitzt eine Längsöffnung zum Aufnehmen eines Bauteils aus Metall, das auf eine noch zu erläuternde Weise längs der Achse des Zylinders verstellt werden kann.

An der Basis des Zylinders 51 ist eine Scheibe 55 aus einem dielektrischen Material, z. B. einem keramischen Material, befestigt, welche dem Kondensator 50 die hohe Mindestkapazität verleiht; hierauf wird im folgenden näher eingegangen. F i g. 2 und 3 zeigen die voneinander abgewandten Flächen der Scheibe 55 mit der zentralen Öffnung 56. Die dem Zylinder zugewandte Oberseite der Scheibe 55 trägt einen ringförmigen Metallüberzug, der aus Silber besteht. Die ringförmige Silberschicht 57 ist mit dem Metallüberzug 52 des Zylinders 51 bei 58 verlötet. Die miteinander verbundenen Metallschichlen 52 und 57 bilden eine Platte bzw. einen Teil des Trimmerkondensators 50. Mit der zylindrischen Metallschicht 52 ist eine Leitung 60 verbunden, damit der Kondensator an die betreffende Schaltung angeschlossen werden kann.

Die Unterseite der Scheibe 55 trägt eine ringförmige Metallschicht 61, die ebenfalls vorzugsweise aus Silber besteht. Die Schicht 61 wirkt kapazitiv mit der ringförmigen Schicht 57 auf der anderen Seite der Scheibe zusammen. Die Schicht 61 ist mit dem Schenkel 62 eines Tragwinkels mechanisch und elektrisch leitend verbunden. Alternativ kann man die Schicht 61 in direkter Anlage am hier nicht gezeigten Chassis des betreffenden Geräts anordnen, insbesondere dann, wenn die Schicht mit einem geerdeten Chassis verbunden werden soll. Der erwähnte Tragwinkel ist L-förmig, und sein zweiter Schenkel 63 dient zum Befestigen des Kondensatoraggregats. Der Tragwinkel 62, 63 bildet den zweiten Anschluß des Kondensa-

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tors 50. Da die ringförmige Schicht 61 den Schenkel innere Rand 73 der anderen ringförmigen Schicht 57 62 des Tragwinkels berührt, arbeiten diese Teile ka- ist gemäß F i g. 3 ebenfalls gegenüber dem Rand der pazitiv mit der anderen ringförmigen Metallschicht Öffnung 56 nach außen versetzt. :Der so vorgesehene 57 zusammen, so daß der Trimmerkondensator auf Abstand dient dazu, den leitfähigen Film 57, die Lötbekannte Weise eine bestimmte Mindestkapazität be- 5 naht 58 und den leitfähigen Film 52, die unter der sitzt. gleichen Spannung stehen, gegen einen Spannungs-Zwar bewirkt die sich senkrecht nach oben er- übergang zu dem anderen Film 61 oder der Schraube streckende zylindrische Metallschicht 52 eine gering- 65, der Mutter 68 oder dem Schenkel 62, die mit dem fügige Vergrößerung der Kapazität des Trimmerkon- Film 61 leitend verbunden sind, zu isolieren.
densators50, doch ist der größte Teil der Mindest- Ί ο Um den leitfähigen Teil der Scheibe 55 in einem kapazität auf das Zusammenwirken der ringförmi- ' sicheren Abstand von der durch die Öffnung 56 ragen Schicht 57 auf der Scheibe 55 mit der Schicht genden Schraube 65 zu halten, entspricht der Ab-

61 zurückzuführen. Diese Mindestkapazität ist daher J stand zwischen dem Rand der Scheibenöffnung 56 von einer minimalen bzw. vernachlässigbar geringen und dem inneren Rand 73 der ringförmigen leitfähinaturgegebenen Induktivität begleitet. Die zylin- 15 gen Schicht57 bei d in Fig. 3 vorzugsweise der drische Schicht 52 dient in erster Linie dazu, die ver- Wandstärke des Zylinders 51. Auf diese Weise läßt stellbare Nettokapazität zu liefern, auf die der Kon- sich' die äußere zylindrische Schicht 52 auf dem Zydensator in der nachstehend erläuterten Weise über linder 51 immer noch durch eine Lötnaht 58 leicht die erwähnte Mindestkapazität hinaus eingestellt wer- elektrisch und mechanisch mit der ringförmigen den kann. 20 Schicht 57 verbinden.

Zu diesem Zweck ist ein Bauteil aus Metall in Der erfindungsgemäße Kondensator 50 bildet so-Form einer Schraube 65 vorgesehen, die sich axial mit einen einfachen und zweckmäßigen Trimmerdurch die Öffnung 56 der Scheibe 55 und in die Öff- kondensator mit den angegebenen elektrischen Eigennung 66 des Zylinders 51 hinein erstrecken kann und schäften. Seine Einzelteile lassen sich verhältnismäßig dazu dient, auf variable Weise kapazitiv mit der zy- 25 billig herstellen. Bei dem bevorzugten Herstellungslindrischen Schicht 52 zusammenzuarbeiten. Die verfahren werden der Zylinder 51 und die Scheibe Schraube 65 arbeitet gemäß F i g. 4 mit der Gewinde- 55 in der beschriebenen Weise mit geeigneten Metallbohrung 67 der Mutter68 zusammen, die am Sehen- überzügen52, 57 und 61, z.B. aus Silber, versehen. kel62 des Tragwinkels befestigt ist. Der Kopf 70 der Der Zylinder 51 und die'Scheibe 55 werden gemäß Schraube 65 weist einen Querschlitz auf, damit die 30 F i g. 1 mit dem Tragwinkel 62, 63, der Mutter 68 Kapazität des Trimmerkondensators mit Hilfe eines und der Schraube 65 vereinigt. Ein vorgeformter Ring Schraubenziehers verstellt werden kann. Die axiale aus einem Lot, das ein geeignetes Flußmittel enthält, Stellung der Schraube 65 längs des Zylinders 51 und wird an der Basis des Zylinders 51 angeordnet, wo gegenüber dem zylindrischen Überzug 52 bestimmt dieser an die ringförmige Silberschicht 57 auf der die zusätzliche Kapazität, die der erwähnten Mindest- 35 Scheibe 55 angrenzt. Auf ähnliche Weise wird ein Lot kapazität des Kondensators hinzugefügt wird. Bei mit einem Flußmittel für die dem Schenkel 62 beder in F i g. 1 in Vollinien wiedergegebenen inneren nachbarte Schicht 61 sowie für die Mutter 68 vor-Stellung der Schraube 65 ergibt sich ein mittlerer gesehen. Die so miteinander vereinigten Teile wer-Wert der Trimmungskapazität des Kondensators 50. den erhitzt, um sie miteinander zu verlöten. Der An-

Wird die Einstellschraube 65 vollständig in den 40 schluß 60 kann gleichzeitig oder gegebenenfalls in

Zylinder 51 hinein vorgeschoben, erhält der Trim- einem späteren Zeitpunkt bei der Verwendung des

merkondensator seine maximale Kapazität. Die Kondensators angebracht werden,

kleinste Kapazität, die der erwähnten Mindestkapa- Wie schon erwähnt, besitzt der Kondensator 50 im

zität des Trimmerkondensators 50 entspricht, ergibt Hinblick auf den vorgesehenen Kapazitätsbereich

sich bei der in F i g. 1 mit gestrichelten Linien an- 45 eine minimale naturgegebene Induktivität. Bei einer

gedeuteten Stellung der Schraube 65. Bei dieser Stel- bestimmten Ausbildungsform, bei der die Scheibe 55

lung greift das Gewinde der Schraube 65 in die Mut- einen Innendurchmesser von etwa 3,3 mm, einen

ter 68 ein, und bei der bevorzugten Ausbildungsform Außendurchmesser von etwa 9 mm und eine Dicke

der Erfindung ergibt sich eine minimale bzw. nahezu von etwa 1,8 mm hatte, betrug die nominelle Min-

vernachlässigbare Wechselwirkung zwischen der 50 destkapazität 10,6 Picofarad. Der Zylinder 51 hatte

Schraube und dem zylindrischen Überzug 52. In die- einen Durchmesser von etwa 4,5 mm und eine axiale

sem Fall wird die erwähnte Mindestkapazität des Länge von etwa 7,5 mm; hierbei erstreckte sich der

Kondensators im wesentlichen durch die Silberüber- Kapazitätsbereich des Trimmerkondensators bis zu

züge der Scheibe 55 bestimmt. einem Maximum von 13,8 Picofarad. Die Scheibe 55

F i g. 4 ist eine vergrößerte auseinandergezogene 55 kann aus Titandioxyd hergestellt werden, während

Darstellung des erfindungsgemäßen Trimmerkonden- den mechanischen Anforderungen an den zylindri-

sators 50 und läßt den Zusammenbau und die Wir- sehen Teil z. B. besser durch Seatit od. dgl. entspro-

kungsweise der beschriebenen Teile deutlicher erken- chen wird. Diese Materialien wurden gewählt, da-

nen. Die Mutter 68 aus Metall und der ringförmige mit die Temperaturcharakteristiken der Scheibe 55

Metallüberzug 61 werden mit dem Schenkel 62 des 60 entweder vorherrschend zur Wirkung kommen oder

Tragwinkels verlötet oder auf andere Weise mecha- die Temperaturcharakteristik des zylindrischen Teils

nisch und elektrisch leitend verbunden. Der Schenkel 51 kompensieren.

62 des Tragwinkels hat eine Öffnung 71 zum Auf- Es sei bemerkt, daß die vorstehenden Angaben nehmen der Schraube 65. Der Durchmesser der Öff- über Materialien und Abmessungen nur als Beispiel nung 71 ist vorzugsweise größer als derjenige der 65 dienen sollen, daß sich die Erfindung nicht auf die-Öffnung 56 der Scheibe 55; der innere Rand 72 der ses Beispiel beschränkt, und daß es im Rahmen der ringförmigen leitfähigen Schicht ist gegenüber dem Erfindung möglich ist, Trimmerkondensatoren mit Rand der Öffnung 56 nach außen versetzt, und der anderen Kleinst- und Größtwerten der Kapazität so-

wie mit verschiedenen Kapazitätsbereichen herzustellen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Trimmerkondensator, dessen Elektroden mit den Elektroden eines Festkondensators elektrisch und mechanisch eine Einheit bilden, der ein anderes Dielektrikum als der Trimmerkondensator aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkondensator aus einer Scheibe (55) mit auf jeder Flachseite angeordneten Metallschichten (57, 61) besteht, die mit der äußeren Metallschicht (52) bzw. mit der einstellbaren Elektrode (65) des rohrförmigen Trimmerkondensators (50) elektrisch verbunden sind.

2. Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jeder Seite eine Metallschicht (57, 61) tragende Scheibe (55) im wesentlichen den Mindestkapazitätswert des Kondensators bestimmt.

3. Trimmerkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum des Trimmerkondensators und das Dielektrikum des Festkondensators aus Materialien mit derart vorgewählten Temperaturbeiwerten besteht, daß die Temperaturcharakteristik der Scheibe vorherrschend zur Wirkung kommt.

4. Trimmerkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Elektrode (65) des rohrförmigen Trimmerkondensators (50) einen Metallstab umfaßt, der innerhalb des rohrförmigen Bauteils zur Erhöhung des Kapazitätswertes des Kondensators verschiebbar ist.

5. Trimmerkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (68) zur Festlegung der einstellbaren Elektrode (65) in einer gewünschten Stellung.

6. Trimmerkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Metallschicht (61) auf der Scheibe mit einem Tragwinkel (62, 63) verbunden ist, und daß die Mittel (68) zum Festlegen der verstellbaren Elektrode (65) an dem Tragwinkel befestigt sind.

7. Trimmerkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festlegen der einstellbaren Elektrode (65) in einer bestimmten Stellung eine Mutter (68) umfassen.

8. Trimmerkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Metallschichten (57, 61) auf der Scheibe ringförmig ist und sich über einen Bereich erstreckt, der durch einen Abstand (d) von einer inneren Öffnung (56) der Scheibe getrennt ist, um die Gefahr eines Spannungsüberganges zu der anderen Metallschicht durch die innere Öffnung hindurch auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen