DE1819907U - Einstellbarer kondensator. - Google Patents

Description

• Einstellbarer Kondensator

  Neuerung

  DieESS befaßt sich mit einstellbaren elektrischen Kon-

  densatoren, wie sie in der Nachrichtentechnik für die verschie-

  densten Zwecke Verwendung finden können. Um einen in seiner Her-

  stellung einfachen und billigen und im Betrieb sicheren und

  leicht verstellbaren Kondensator zu schaffen, besteht dieser

  Neuerung

  gemäß der aus zwei ebenen im Abstand voneinander an-

  geordneten Statorplatten aus Isolierstoff, auf denen die Sta-

  2

  torbelegung/vorzugsweise nach dem Prinzip der gedruckten Schal-

  tung aufgebracht sind, und aus einem zur Änderung der durch die

  C>

  beiden Statorbelegungen gebildeten Kapazität zwischen diesen

  C>

  bewegbar angeordneten Rotor. Dieser Rotor kann aus einem dielek-

  trischen Werkstoff mit einer vom Wert 1 abweichenden Dielektri-

  zitätskonstanten oder aus Metall bestehen. Bei Verwendung eines dielektrischen Rotors verander'dieser die Dielektrizitätskonstante des Zwischenraumes zwischen beiden Statorbelegungen und damit die Kapazität des durch diese Belegungen und den Zwischenraum gebildeten Kondensators. Die Dicke des Rotors entspricht dabei annähernd dem Abstand zwischen beiden Stator-

  belegungen.

  Neuerung

  Gemäß einer anderen Ausführungsiorm der-ESS. besteht der

  Rotor aus einer Metallscheibe, deren Dicke gegenüber dem Ab-

  stand der beiden getrennten Ebenen klein ist. Diese Scheibe

  kann mit Masse verbunden sein. Die beiden Belegungen haben beispielsweise ein bezüglich Masse symmetrisches Potential. Der Rotor spielt die Rolle eines Schirmes für diejenigen Teile der Belegungen, zwischen denen er sich befindet, und er verkleinert so die Kapazität, indem er die wirksame Oberfläche regelbar

  füreinen Teil der beiden Belegungen verkleinert.

  Neuerung

  Bei dem einstellbaren Kondensator gemäß der EfiiMRgxsind die

  Statorbelegungen vorzugsweise kreis-oder halbkreisförmig aus-

  gebildet. Befindet sich beispielsweise auf der einen Stator-

  platte eine halbkreisförmig und auf der anderen Statorplatte eine kreisförmig ausgebildete Belegung, so entsteht ein seine Kapazität beim Verdrehen des dielektrischen oder metallischen

  Rotors stetig ändernder Kondensator. Werden auf beiden Stator-

  platten je zwei halbkreisförmige Belegungen derart angebracht,

  daß sie sich gegenüberstehen, d. h. die Trennlinien zwischen

  den beiden Belegungen jeder Statorplatte parallel verlaufen, entsteht ein je nach Ausbildung des Rotors die Kapazität der beiden Teilkondensatoren gleich oder gegensinnig ändernder Doppelkondensator, der sich von den bekannten Differentialkondensatoren im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß sämtliche vier Belegungen des Doppelkondensators galvanisch voneinander getrennt sind, während beim Differentialkondensator üblicher Bauart die eine Belegung beiden Teilkondensatoren gemein-

  samist.

  Neuerung

  In Weiterbildung der ES werden auf jeder der beiden

  Statorplattenje zwei halbkreisförmige Belegungen derart auf-

  gebracht, daß die Trennlinie zwischen den beiden Belegungen

  D

  der einen Statorplatte mit der Trennlinie der beiden Belegungen der anderen Statorplatte einen Winkel von 900 einschließt. Besteht der Rotor eines solchen Kondensators aus zwei sich mit ihren Spitzen gegenüberstehenden Kreissektoren von etwa 9009 so ergibt sich ein Vierfachkondensator, bei dem die Bewegung des Rotors eine gleichzeitige Änderung sämtlicher vier Kapazitäten zur Folge hat. Dabei sind, wie nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden wird, je eine Belegung zweier Kapazitäten miteinander galvanisch verbunden, da sie

  durch dieselbe Statorbelegung gebildet werden.

  Neuerung

  Die E$ soll anhand der nachstehenden Beschreibung zu

  derbeigefügten Zeichnung erläutert werden. Darin zeigt :

  Fig. 1 einen Vierpol als wesentliches Element der in den Rechenmaschinen gemäß der französischen Patentschrift 1 017 166 be-

  nutzten Baugruppe ;

  Fig. 21 3 und 4 in Draufsicht schematisch die wesentlichsten

  Neuerung

  Teile der Anordnung gemäß der

  Flg. 5 im Schnitt den Kondensator entsprechend der vorhergehen-

  denfiguren

  Fig. 6 ein Prinzipschema eines anderen Ausführungsbeispiels

  Neuerung

  gemäß der Xxtluduxg ;

  Fig. 7 und 8. in Draufsicht die verschiedenen Teile des Konden-

  sators, der nach dem in Fig. 6 dargestellten Prinzip gebaut ist ; Fig. 9 perspektivisch den Zusammenbau von Stator und Rotor.
• Der in Fig. 1 dargestellte Vierpol ist ein wesentlicher Bestandteil von Baugruppen für Rechenmaschinen, wie sie im französischen' Patent 1 017 166 beschrieben sind. Er umfaßt zwei Eingangsklemmen E1 und E2 und zwei Ausgangsklemmen S1 und S2. Zwei Spulen 13 und 14 gleicher Selbstinduktion verbinden E mit E2 und S1 mit p. Diese Spulen haben zusammen einen Blindwiderstand-K. Zwei veränderbare Kapazitäten 15 und 16 mit jeweils dem gleichen Blindwiderstand (K + X) verbinden die Klemmen Ei mit S1 und E2 mit S2. Zwei andere veränderbare Kapazitäten 17 und 18 von jeweils gleichem Blindwiderstand (K-X) verbinden die Klemmen E2 mit S1 und E1 mit S2. Im folgenden ist K eine

  konstante Größe und X eine veränderliche.

  Neuerung

  Der veränderbare Kondensator gemäß der isSxist zur LSsung

  der Aufgabe geeignet, durch eine einzige Einstellung die gleich-

  zeitige Änderung der Kapazitäten 15, 16, 17 und 18 zu bewirken.

• Bisher hat man hierfür zylindrische Kondensatoren benutzt, wie sie in Fig. 2 der schon erwähnten französischen Patentschrift 1 017 166 beschrieben sind. Diese Kondensatoren, deren Belegungen aus einem metallischen Niederschlag auf einer keramischen Oberfläche bestehen, sind teuer und benötigen für ihre Herstellung komplizierte Maschinen. Außerdem liegen die Rotoren der bekannten Kondensatoren auf verschiedenen Potentialen, wodurch Schwierigkeiten hinsichtlich der Schaltung auftreten. Schließlich

  sind sie schwer, weshalb die für ihre Drehung erforderliche

  elektrische Energie-oft relativ groß ist.

  Ein Ausführungsbeispiel des veränderbaren Kondensators gemäß

  Neuerung

  der mxumfaßt wei Statoren 1 und 2 (Fig. 2 und 4) und

  4 c

  einen Rotor 8 (Fig. 3). Der Stator 1 wird aus einer Isolier-

  stoffscheibe 3 gebildet, auf der zwei metallische Schichten 4 und 5 (Fig. 2) niedergeschlagen sind. Der Stator 2 besteht aus entsprechenden Teilen 9 sowie 6 und 7 (Fig. 4). Die Belegungen 4 und 5 sind mit den Klemmen E1 bzw. E2 und die Belegungen 6 und 7 mit den Klemmen 81 bzw. S2 verbunden. Die Belegungen haben alle die gleiche Fläche und besitzen die Form von Halbmonden oder auch von zwei halbkreisförmigen Abschnitten mit

  gleichem Radius. Die Belebungen 4 ur\ 5'nd voneinander durch

  eine, wie aus Fig. 2 ersichtlich, senkrecht verlaufende Trenn-

  0

  linie getrennt. Die Trennlinie zwischen den Belegungen 6 und 7 steht senkrecht auf der Trennlinie zwischen den Belegungen 4 und 5, sie verläuft demnach, wie Fig. 4 zeigt, horizontal.
• In der Fig. 5 sieht man die beiden Statoren übereinander angeordnet, wobei die metallischen Belegungen sich gegenüberliegen und die Trennlinien senkrecht zueinander stehen. Die Halbkreisflächen 4 und 5 sowie 6 und 7 haben die gleiche Achse. Zwischen diesen beiden Statoren ist um die gemeinsame Achse drehbar Jer in Fig. 3 dargestellte Rotor 8 angeordnet.
• Dieser besteht aus einer dielektrischen Scheibe mit einer Dielektrizitätskonstanten E in Form von zwei Vierteilkreisen, die sich mit ihren Spitzen gegenüberliegen. Die Scheibe ist um ihre Achse drehbar montiert, die mit der gemeinsamen Achse der

  beiden Statoren übereinstimmt. Die Dicke der scheibe ist etwas

  geringer als der Abstand der beiden Statoren. Die Gesamtheit

  gerin, g

  von Rotor und Stator ist in Fig. 5 als Schnitt längs einer senf-

  rechten Ebene dargestellt.

  Die Wirkungsweise ist folgende : Die Belegungen 4 und 5 sind mit den Klemmen E1 bzw. Ep verbunden,

  die Belegungen 6 und 7 mit den Klemmen S1 bzw. S. Die Teil der

  f t

  Belegungen 4-und 6, die sich gegenüberliegen, bilden die Kapa-

  zität 15 ; die sich gegenüberliegenden Teile der Belegungen 5

  und 7 bilden die Kapazität 16 ; die sich gegenüberliegenden Teil

  der Belegungen 5 und 6 bilden die Kapazität 17 und die sich

  gegenüberliegenden Teile der Belegungen 4 und 7 bilden die

  Kapazität 18.

  Befindet sich zwischen diesen beiden Statoren ein Rotor gemäß

  Fig. 3, so wird in jeder dieser Kapazitäten ein Teil des Zwi-

  schenraumes zwischen den Belegungen durch ein Material mit der

  Dielektrizitätskonstanten é und ein anderer Teil des Zwischen-

  raumes mit einem Stoff mit einer anderen Dielektrizitätskon-

  stanten, beispielsweise mit Luft (c, - ), angefüllt.

  L Z : >

  wenn man bei der in Fig. 3 gezeigten Form des Rotors als Kinkel-

  einheit-und als Bezugsposition diejenige annimmt bei der

  2

  die äußeren Begrenzungslinien der Sektorteile des Rotors zu den

  Trennlinien der Statorbelegungen parallel verlaufen, kann man

  leicht zeigen, daß für jede Winkelstellung x des Rotors die

  Kapazitäten folgende Werte annehmen :

  K + X (r für die Kapazitäten 15 und 16

  K-X (-t) für die Kapazitäten 17 und 18

  Es ist zu dieser Rechnung zu bemerken, daß die Dicke der Luft-

  spalte zwischen dem Rotor und den Statoren in der Rechnung ver-

  nachläscigt wurde. Diese Luftspalte sind notwendig, um einen

  konstanten Abstand zwischen den inneren Schichten der Statoren aufrechtzuerhalten und auch um die Oberflächenreibung des Rotors zu begrenzen. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Luftspalte nur mit ihrer Gesamtdicke eingehen. Eine Verwerfung (Krümmung) des Rotors an den innenliegenden Flächen der beiden Statoren hat nur Einfluß zweiter Ordnung auf die Genauigkeit.

  In der Fig. 6 ist schematisch das Prinzip eines anderen Ausfüh-

  rungsbeispiels eines veränderbaren Kondensators gemäß der aR

  Neuerung

  S8 dargestellt. Er urafaßt zwei feste Belegungen 24 und 26,

  die mit den beiden Klemmen E und S verbunden sind. Zwischen die-

  sen beiden Belegungen ist eine mit Masse verbundene Scheibe 28

  bewegbar angeordnet. Die beiden Klemmen E und S haben in bezug auf Masse ein symmetrisches Potential.
• Die Scheibe 28 verhält sich wie ein Schirm zwischen den Belegungen 24 und 26, so daß die von den Belegungen 24 und 26 gebildete Kapazität von der gemeinsamen Fläche der nicht abgeschirmten Teile dieser beiden Belegungen abhängt. Dabei ist das Verhältnis der Abstände zwischen der Belegung 24 und der Scheibe 28 bzw. zwischen der Belegung 26 und der Scheibe 28 unwesentlich. Die Figuren 7 und 8 zeigen die verschiedenen Teile eines Konden-

  sators, der nach diesem Prinzip gebaut ist. Er umfaßt einen

  t>

  Rotor 30, der augenscheinlich ehe ähnliche Form wie der Rotor des vorhergehenden Beispiels hat, d. h. er besteht aus zwei rechtwinkligen Sektoren, die durch zwei entsprechende leere Sektoren getrennt sind. Drei Stifte 29 sind an seinem Umfang aufgenietet, aufgelötet oder angeschweißt. Die beiden Statoren 3 und 9 entsprechen den im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Statoren.
• Auf dem Stator 3 befinden sich die Belegungen 4 und 5. Es sind metallische Einpressungen auf einem beispielsweise keramischen Träger. Sie sind mit den Klemmen E1 und E2 verbunden. Der Stator 9 weist die Belegungen 6 und 7 auf, die mit den Klemmen S1 und S2 verbunden sind. Drei kreisbogenförmige Schlitze 12

  0

  sind am Stator 3 vorgesehen. Ihre Öffnung beträgt etwa 1000.

  Drei ebensolche Schlitze 11 weist der Stator 9 auf. Der Kondensator ist genauso, wie der im vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebene zusammengebaut. Dabei liegen die Führungschlitze 12 den Schlitzen 11 gegenüber. In diesen Schlitzen gleiten die drei Stifte 29.
• Den Zusammenbau zeigt Fig. 9. Die Querstege 10 verbinden die Stifte 29 sowie auch die Mittelpunkte der Statoren. In Fig. 9

  sind zwei veränderbare Kondensatoren mit gleicher Achse darge-

  0

  stellt. Der gemeinsame Rotor ist mit : Masse verbunden. Die Klemmen E1 und E2 sind z.B. mit Wechselspannungsquellen ent-

  gegengesetzter Phase verbunden.

  c>

  Die Wirkungsweise dieser Konstruktion versteht man leicht durch

  Vergleich mit dem-vorhergehenden Beispiel. Das entsprechende

  z>

  Schema entspricht dem der Fig. 1, wenn man die gleichen Einheiten, wie im Fall des dielektrischen Rotors, annimmt. Die Kapazitäten 15 und 16 bzw. 17 und 18 werden aus den nicht durch den Rotor 30 abgeschirmten Flächen 4 und 6, 5 und 7 bzw. 5 und 6, 4 und 7 gebildet. Die Werte dieser Kapazitäten sind für die beiden ersten : K (1 + X) für die beiden zweiten : K (1-X) Dabei sind K und X Größen, wie sie bereits vorher definiert wurden.
• Beim zuletzt behandelten Beispiel ist die Abhängigkeit der Kapazitäten vom Drehwinkel unabhängig von der axialen Lage des Rotors, daher kann diese Anordnung leicht hergestellt werden.

  Für eine Vaatellung (Rotorbewegung) genügt ein Motor sehr klei-

  ner Leistung.
• 9 Figuren 9 Ansprüche

Claims (8)

1. Schutz- -nepruche 1. Einstellbarer Kondensator, gekennzeichnet durch zwei ebene im Abstand voneinander angeordnete Statorplatten aus Isolier- stoff, auf denen die Statorbelegungen vorzugsweise nach dem Prinzip der gedruckten Schaltungen aufgebracht sind, und durch einen zur Änderung der durch die beiden Statorbelegungen gebildeten Kapazität zwischen diesen bewegbar angeordneten Rotor.
2. 2. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zumindest teilweise aus einem dielektrischen Werkstoff mit einer vom Wert 1 abweichenden Dielektrizitätskonstanten bestehenden Rotor.
3. 3. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen metallischen Rotor.
4. 4. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Dicke der Rotorplatte wesentlich geringer z2, ist als der Abstand zwischen den beiden Statorbelegungen.
5. 5. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorbelegungen kreis-oder halbkreisförmig ausgebildet sind.
6. 6. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet) daß der vorzugsweise kreisförmig ausgebildete Rotor halb-oder viertel-kreisförmige Ausnehmungen aufweist.
7. 7. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Statorplatte je zwei halkbreisförmige Belegungen aufgebracht sind.
8. 8. Einstellbarer Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie zwischen den beiden Belegungen der einen Statorplatte mit der Trennlinie der beiden Belegungen der anderen Statorplatte einen Winkel von 900 einschließt. Ner Anapr 9 (Tritt an die Stelle des bisherigen Anspruchs 9) ftnen einstellbaren. Eon4euator nach >\nspruch 8 enthaltender Vierpol,da&areh gw&saec&at ag 3$ der Tbeidn Ela&ga- klemb$y < $ia Kapamt&t mi 4n Men AnagangeMaaßn v<b8&de&iat.