DE2205017C3

DE2205017C3 - Variable capacitor

Info

Publication number: DE2205017C3
Application number: DE19722205017
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) Henninger; Horst Ing.(Grad.) 7290 Freudenstadt Kaltenbach; Walter 7273 Ebhausen Ottmar; Guenter Ing.(Grad.) Wenzel
Original assignee: Helag - Electronic Elektromechanische Bauelemente 7270 Nagold GmbH
Current assignee: Helag - Electronic Elektromechanische Bauelemente 7270 Nagold GmbH
Priority date: 1972-02-03
Filing date: 1972-02-03
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2205017A1; DE2205017B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkondensator mit mindestens einem fest angeordneten, aus mehreren aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Lamellen zusammengesetztem Stator und mit isoliert hiervon angeordneten, zu jedem Stator gehörenden, aus ebenfalls mehreren Lamellen zusammengesetzten und relativ zu den Statoren bewegbaren Rotoren mit Luft als Dielektrikum, wobei in Ausnehmungen von Lamellen aus Isoliermaterial bestehende, rotationssymmetrische Körper als Abstandshalter angeordnet sind.The invention relates to a variable capacitor with at least one of several fixedly arranged capacitors electrically conductive material consisting of lamellas composed of a stator and insulated therefrom arranged, belonging to each stator, also composed of several lamellas and Rotors movable relative to the stators with air as the dielectric, with lamellas in recesses consisting of insulating material, rotationally symmetrical bodies are arranged as spacers.

Vorwiegend bei den zur Empfangsfrequenzeinstellung in Rundfunk-Empfangsgeräten mit eingesetzten Bedampfen eines fertig montierten Drehkondensators mit einem Kunststoff beschrieben.Mainly with those used for setting the reception frequency in radio receivers Vapor deposition of a fully assembled rotary capacitor with a plastic is described.

Da die verwendeten Kunststoffe im allgemeinen eine höhere Spannungsfestigkeit als Luft aufweisen, ist es beiSince the plastics used generally have a higher dielectric strength than air, it is at

den vorhergehend beschriebenen Ausführungen möglich, den Plattenabstand, auf die verwendete Folienstärke bzw. Schichtdicke zu reduzieren. Weiterhin weisen die als Isoliermaterial verwendeten Folien eine höhere Dielektrizitätskonstante als Luft auf, so daß die gleichenthe versions described above are possible, the plate spacing, on the film thickness used or to reduce the layer thickness. Furthermore, the foils used as insulating material have a higher one Dielectric constant than air on, so the same

on Kapazitätswerte mit erheblich kleineren Flächen bzw. einer geringeren Anzahl von Lamellen erreicht werden können. Außerdem kann die Materialstärke der Lamellen dünner gewählt werden, da die Lamellen durch das Isoliermaterial geführt werden und somit eineon capacitance values can be achieved with considerably smaller areas or a smaller number of lamellas can. In addition, the material thickness of the slats can be chosen to be thinner because the slats be passed through the insulating material and thus a

(.-, geringere mechanische Stabilität aufweisen müssen.(.-, must have lower mechanical stability.

Das Isoliermaterial hat jedoch die Eigenschaft, sich durch mechanische Reibung elektrostatisch aufzuladen. Ist der betreffende Drehkondensator in einem Rund-However, the insulating material has the property of being electrostatically charged through mechanical friction. Is the variable capacitor in question in a round

funkempfangsgerät eingesetzt, so ist der auf die Aufladung folgende Entladevorgang durch ein im Lautsprecher hörbares Krachgeräusch gekennzeichnet Bei auf diese Weise hergestellten Mehrfach-Drehkondensatoren ist es nicht möglich, gleiche Kurvenverläufe der einzelnen Systeme zu erreichen. Außerdem haben solcherart hergestellte Drehkondensatoren die Eigenschaft, ihre jeweilige Kapazität unter wechselnden Temperaturen sehr stark zu verändern. Die Güte, der mit diesen Drehkondensatoren aufgebauten Schwing- to kreise ist naturgemäß schlechter, als wenn ein Drehkondensator eingesetzt wird, dessen Dielektrikum Luft istradio receiver is used, the discharge process following charging is carried out by an im Loudspeaker audible crackling noise marked With multiple variable capacitors manufactured in this way it is not possible to achieve the same curves in the individual systems. Also have Variable capacitors produced in this way have the property of changing their respective capacitance To change temperatures very strongly. The quality of the oscillating to circles is naturally worse than if a variable capacitor is used, its dielectric Air is

Um nun diese Nachteile, wie dielektrische Verluste, das Auftreten von Krachgeräuschen, schlechte Gleich- '5 laufeigenschaften und großen Temperaturkoeffizienten zu vermeiden, jedoch auch mit Sicherheit das Berühren von Rotor- und Statorlamellen auszuschließen und zu verhindern, daß durch Erschütterungen angeregt, die Lamellen in mechanische Schwingungen versetzt werden können, was periodische Kapazitätsänderungen hervorruft und als Mikrofonieeffekt in Erscheinung tritt ist bereits in der deutschen Patentschrift 5 67 857 vorgeschlagen worden, die Rotorlamellen in Fassungen aus Isoliermaterial zu befestigen.In order to deal with these disadvantages, such as dielectric losses, the occurrence of crackling noises, poor equality, to avoid running properties and large temperature coefficients, but also to avoid touching them with certainty exclude rotor and stator lamellae and prevent them from being excited by vibrations that Lamellae can be set in mechanical vibrations, causing periodic changes in capacitance and occurs as a microphonic effect is already in German patent specification 5 67 857 has been proposed to attach the rotor blades in sockets made of insulating material.

Diese Einfassung der Platten hat den Vorteil, daß r'as Isoliermaterial dieser Einfassung nur einen sehr kleinen Teil der Fläche des elektrisch wirksamen Bereichs der Rotorlamelle bedeckt Die Einfassung hat jedoch auch andererseits den Nachteil, daß es sich dabei um eine relativ aufwendige Anordnung handelt deren Montage, insbesondere bei Großserienfertigung mit hohem Kosteneinsatz verbunden istThis enclosure of the plates has the advantage that the insulating material of this enclosure is only a very small one Part of the surface of the electrically effective area of the rotor lamella is covered. However, the enclosure also has on the other hand, the disadvantage that it is a relatively complex arrangement, its assembly, is associated with high costs, especially in the case of large-scale production

Eine weitere bekannte Ausführung ist in der deutschen Patentschrift 12 88 684 beschrieben. Hier ist vorgesehen, in die Lamellen Bohrungen einzubringen. In diese Bohrungen werden Stäbchen aus Isoliermaterial eingesetzt und so verformt daß sie fest mit der Lamelle verbunden sind und so weit überstehen, daß ein bestimmter Mindestabstand von der benachbarten Lamelle immer eingehalten wird, so daß ein Berühren, und damit ein Kurzschluß mit Sicherheit verhindert wird. Da bei dieser Anordnung der Abstandshalter die Gefahr auftaucht, daß beim Eindrehen der Rotorlamellen in die Statorlamellen die Abstandshalter durch die Kanten der Lamellen beschädigt -verden, sieht die erwähnte Anordnung vor, die Lamellen so zu gestalten, daß bei vollständig ausgedrehtem Rotor noch ein Abstandshalter zum Zwecke der Führung in Eingriff bleibt Die Praxis hat jt'doch gezeigt, daß die damit so verbundene Erhöhung der Anfangskapazität einen solchen Wort erreicht, daß von dieser Ausführung kein Gebrauch gemacht wird. Da auch das Einbringen und Befestigen vorgefertigter Abstandshalter mit der hierfür erforderlichen Präzision noch ein sehr aufwendiger und kostspieliger Vorgang ist, wird in der deutschen Patentschrift 15 64 886 vorgeschlagen, in einem thermoplastischen Spritzvorgang in Löcher der Lamellen aus Isoliermaterial bestehende Abstandshalter einzuspritzen. Another known embodiment is described in German Patent 12 88 684. Here is intended to drill holes in the lamellas. Rods made of insulating material are inserted into these holes used and deformed so that they are firmly connected to the lamella and protrude so far that a a certain minimum distance from the adjacent lamella is always maintained, so that touching, and thus a short circuit is prevented with certainty. Since in this arrangement, the spacer There is a risk that when the rotor lamellas are screwed into the stator lamellas, the spacers through the Edges of the lamellas damaged, the arrangement mentioned provides for the lamellas to be designed in such a way that that when the rotor is completely turned out, a spacer is still in engagement for the purpose of guiding However, practice has shown that it does so associated increase in the initial capacity reaches such a word that none of this execution Use is made. Since the introduction and fastening of prefabricated spacers with the The precision required for this is still a very complex and costly process, is used in the German Patent specification 15 64 886 proposed in a thermoplastic injection molding process in holes in the lamellae Inject insulating material into existing spacers.

Schließlich ist in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 21 20 105.8 vorgesehen, aus einer Folie, welche mit sehr kleiner Toleranz ihrer Dicke hergestellt werden kann, kleine Distanzplättchen auszuschneiden und auf die Lamellen aufzubringen. Eine >· -> andere Ausgestaltung sieht vor, auf den Lamellen erhobene Stellen auszusägen und mit einer isolierenden Schicht zu bekleiden.Finally, it is provided in the German patent application with the file number P 21 20 105.8, from a Foil, which can be produced with a very small tolerance of its thickness, small spacer plates cut out and apply to the slats. A> · -> Another embodiment provides to saw out raised areas on the lamellae and with an insulating To dress shift.

Aufgaber der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drehkondensator möglichst kleinen Volumens mit Abstandshaltern zwischen den Lamellen zu schaffen, bei dem die Abstandshalter keine störende Gleitreibung oder Abscherwirkung an den Lamellen erzeugen.The object of the present invention is to provide a variable capacitor with the smallest possible volume To create spacers between the slats, in which the spacers do not have any disruptive sliding friction or create shear effects on the lamellas.

Dieser Drehkondensator muß mechanisch robust aufgebaut sein, so daß keine mechanischen Schwingungen auftreten können, einen genau reproduzierbaren Kurvenverlauf mit sehr kleiner Toleranz aufweisen und mit sehr geringen dielektrischen Verlusten behaftet sein.This variable capacitor must be mechanically robust, so that no mechanical vibrations can occur, have a precisely reproducible curve with a very small tolerance and be afflicted with very low dielectric losses.

Weiterhin wird von dem erfindungsgemäßen Drehkondensator verlangt, daß sich Mehrfach-Drehkondensatoren mit vernachlässigbar geringen Gleichlaufabweichungen der Kapazitätskurven der einzelnen Systeme herstellen lassen. Eine weitere Forderung besteht in der geringen Temperaturabhängigkeit. Schließlich muß sich der Drehkondensator in großen Stückzahlen auf einfache und wirtschaftliche Weise herstellen lassen.Furthermore, it is required of the variable capacitor according to the invention that multiple variable capacitors with negligibly small synchronism deviations in the capacity curves of the individual systems can be produced. Another requirement is the low temperature dependence. Finally must the variable capacitor can be produced in large numbers in a simple and economical manner.

Bei dem Drehkondensator der eingangs genannten Art wird dies in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß dadurch erreicht daß die rotati-.'issymmetrischen Körper in den Ausnehmungen der Larr :iien drehbar gelagert sind.In the case of the variable capacitor of the type mentioned at the outset, this is advantageously carried out according to the invention achieved by the fact that the rotati -. 'is symmetrical Body in the recesses of the Larr: iien are rotatably mounted.

Der Durchmesser der Kugeln und damit der Ausnehmungen wird zweckmäßigerweise so gewählt daß er itwas kleiner ist als der Abstand der beiden Lamellen, zwischen welche die Lamelle, welche mit den Kugeln versehen ist, eintaucht Die Ausnehmungen in Form zylinderförmiger Bohrungen mit den Kugeln werden nach dem Einsetzen derselben an ihren Rändern so verformt daß Kugelkäfige entstehen, in denen sich die Kugeln leicht drehen lassen, aber nicht mehr herausfallen können und dabei die Oberfläche der Lamelle überragen. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß beim Eindrehen des Rotorpaketes in das Statorpaket die Kanten der Lamellen nicht wie bei den bekannten Ausführungen bei geringem seitlichem Versatz auf eine senkrecht auf eine Lamelle stehende Fläche auftreffen kann, so daß eine Suherwi; kung entsteht, sondern das Auftreffen kann nur in einem spitzen Winkel erfolgen und durch die Haftreibung zwischen Kugel und auftreffender Lamelle dreht sich die Kugel. Durch diese Anordnung wird verhindert, daß beim Ein- und Ausdrehen des Rotorpaketes durch das Gleiten der Lamelle auf dem Abstandshalter eine Drehmomenterhöhung auftritt. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung dieses Gleiten vermieden wird, treten beim Betätigen im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen keine nennenswerten Abrieberscheinungen auf, so daß sich die Höhe der Abstandshalter durch häufiges Betätigen nicht wesentlich verringertThe diameter of the balls and thus the recesses is expediently chosen that it is somewhat smaller than the distance between the two slats, between which the slat, which with the Balls is provided, immerses the recesses in the form of cylindrical bores with the balls are so deformed after the insertion of the same at their edges that ball cages arise in which Let the balls turn slightly, but can no longer fall out, thereby removing the surface of the Protrude from the lamella. This arrangement has the advantage that when the rotor core is screwed into the stator core the edges of the lamellas not as in the known designs with little lateral Offset can impinge on a surface standing perpendicular to a lamella, so that a Suherwi; kung arises, but the impact can only take place at an acute angle and due to the static friction The ball rotates between the ball and the lamella that hits it. This arrangement prevents when turning the rotor core in and out by sliding the lamella on the spacer a Torque increase occurs. Since this sliding is avoided in the arrangement according to the invention, In contrast to the known designs, there are no significant signs of wear when actuated so that the height of the spacers is not significantly reduced by frequent actuation

Die erfindungsgemäße Anordnung hat für die Montage den Vorzug, daß die Abstandshalter, da dies e'nfa.'.ht Kugeln sind, nicht lageorientiert zugeführt zu werden brauchen, sondern z. B. einfach aus einem Behälter durch Kanäle, an deren Enden die Bohrungen in den Lamellen liegen, in die die Kugeln eingebracht werden sollen, fallen können. Der Aufbau der Zuführvorrichtung bei einer automatischen Fertigung wird damit sehr einfach und wenig kostspielig.The arrangement according to the invention has the advantage for assembly that the spacers, as this e'nfa. '. ht balls are not fed in a position-oriented manner will need, but z. B. simply from a container through channels, at the ends of which the holes lie in the lamellae into which the balls are to be introduced, can fall. The structure of the Feeding device in automatic production is therefore very simple and inexpensive.

Weiterhin ist denkbar, anstatt der bevorzugten Kugeln walzen- oder rollenförmige Isolierkörper in die Lamellen einzubringen und diese um eine Achse drehbeweglich zu lagern.It is also conceivable, instead of the preferred balls, roller-shaped or roller-shaped insulating bodies in the Bring in lamellas and store them so that they can rotate about an axis.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The subject matter of the invention is explained below with reference to the drawings in an exemplary embodiment explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine Rotorlamelle eines erfindungsgemä-F i g. 1 shows a rotor lamella of an inventive

Ben Drehkondensators.Ben variable capacitor.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine der Fig. 1 entsprechende Rotorlamelle.FIG. 2 shows a section through a rotor lamella corresponding to FIG. 1.

Fig.3 zeigt in vergrößertem Maßstab die in dem strichpunktierten Kreis in F i g. 2 dargestellte Einzelheit.Fig.3 shows on an enlarged scale in the dot-dash circle in FIG. 2 detail shown.

F i g. 4 bis 6 zeigen in vergrößertem Maßstab weitere Ausführungsformen der Erfindung.F i g. 4 to 6 show further embodiments of the invention on an enlarged scale.

In Fig. 1 ist die Anordnung nach der Erfindung am Beispiel einer Rotorlamelle dargestellt, welche mit 1 bezeichnet ist.In Fig. 1, the arrangement according to the invention is on An example of a rotor lamella is shown, which is denoted by 1.

Mit 2 sind die in Bohrungen eingebrachten Kugeln bezeichnet. Einen Schnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Rotorlamelle stellt F i g. 2 dar. Hier sind 2 Bohrungen 5 zu sehen, in welchen Kugeln 2 gelagert sind. In vergrößertem Maßstab zeigt F i g. 3 die in F i g. 2 in dem strichpunktierten Kreis dargestellte Einzelheit. Mit 1 ist wiederum eine Lamelle und mit 2 eine Kugel aus isolierendem Material bezeichnet. Durch eine kreisringförrnigc Einkerbung 3 auf beiden Seiten der Lamelle 1 werden Vorsprünge 4 in die ursprünglich zylindrische Bohrung 5 getrieben, so daß die Kugeln 2 nunmehr in der Lamelle 1 gehalten werden.The balls introduced into the bores are denoted by 2. A section through the in F i g. 1 shown Rotor lamella represents F i g. 2. Here two bores 5 can be seen, in which balls 2 are stored. In F i g shows on an enlarged scale. 3 the in F i g. 2 detail shown in the dash-dotted circle. With 1 is again a lamella and 2 denotes a ball made of insulating material. Through a circular ring Notch 3 on both sides of the lamella 1 are projections 4 in the originally cylindrical Bore 5 driven so that the balls 2 are now held in the lamella 1.

Zwei weitere Ausführungsformen sind in den Fig.4 und 5 dargestellt. 1 stellt jeweils einen Ausschnitt aus einer Rotor- oder Statorlamelle eines Drehkondensators dar und 2 eine in einer Bohrung 5 befindliche Kugel.Two further embodiments are shown in FIGS and 5 shown. 1 each shows a section from a rotor or stator lamella of a rotary capacitor and 2 a ball located in a bore 5.

Durch Einkerbung in die Lamelle I an verschiedenen Stellen auf dem Umfang der Bohrung 5, welche kreisförmig sein können, wie in F i g. 4 mit 6 bezeichnet ist, oder schlitzförmig, wie in F i g. 5 mit 7 bezeichnet ist, werden sogenannte Kugelkäfige gebildet, in denen die Kugeln 2 festgehalten werden.By notching in the lamella I at various points on the circumference of the bore 5, which can be circular, as shown in FIG. 4 is denoted by 6, or slot-shaped, as in FIG. 5 is denoted by 7, So-called ball cages are formed in which the balls 2 are held.

Für den Kondensator nach der Erfindung können alle drehbaren Körper verwendet werden, welche drehbar in einer Lamelle gelagert werden können. Ein Beispiel hierfür ist in Fig.6 dargestellt. Aus einer Lamelle 1 ist ein Durchbruch 11 herausgearbeitet, dergestalt, daß zwei als Lagerung dienende Zapfen 10 stehenbleiben Ein tonnenförmiger Drehkörper 8 mit Ausnehmungen 9 für die zur Lagerung dienenden Zapfen 10 ist in dieser Ausnehmung 11 drehbar gelagert.For the capacitor according to the invention, all rotatable bodies can be used which are rotatable can be stored in a slat. An example of this is shown in Fig. 6. From a lamella 1 is an opening 11 worked out in such a way that two pins 10 serving as bearings remain A barrel-shaped rotating body 8 with recesses 9 for the journals 10 used for storage is in this Recess 11 rotatably mounted.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Rotary capacitor with at least one fixed, made of several electrically conductive Material consisting of lamellas composed of a stator and with isolated from it arranged, belonging to each stator, also composed of several lamellas and relative to the stators movable rotors with air as the dielectric, with recesses of lamellae Rotationally dimensional, made of insulating material Body are arranged as a spacer, characterized in that the rotationally symmetrical Body (2, 8) are rotatably mounted in the recesses (5, 11).

Z variable capacitor according to claim 1, characterized in that the edges of the recesses (5) are deformed into cages in which balls (2) are held in a rotatable manner.

3. Rotary capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the rotationally symmetrical Body (2) through a notch (3) perpendicular to the surface of the lamellae and are held parallel to the edge of the recesses (5) in the slats.

4. Variable capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the rotationally symmetrical Body (2) through notches (3) at individual points (6,7) on the circumference of the recesses (5) are held in the lamellae (1).

5. Rotary capacitor sach A / saying 1, characterized in that in the recesses (11) of the lamellae (1) bearing pins (10) are formed which protrude into corresponding recesses (9) of the rotationally symmetrical body (8) and their rotatable attachment in manage the lamellas (1).

6. Variable capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the The diameter of the rotationally symmetrical body (2, 8) is slightly smaller than the distance between the two lamellae, between which the lamella bearing the rotationally symmetrical body engages.

7 variable capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotationally symmetrical bodies are rollers, cylinders or barrel-like bodies.

8. Variable capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotationally symmetrical body (2, 8) by elastic deformation into the recesses (5, 11) can be used.

An effort is made to reduce the size of variable capacitors to achieve the design in order to keep the dimensions of the entire device as small as possible. But since the capacity is a required size

5. Must achieve, on the other hand, a certain dielectric strength and a robust mechanical structure are required, are to achieve smaller dimensions by reducing the panel thickness of the J amellen and the air gap between the stator and rotor laminations are limited

For this Grande it has already been proposed to use circular insulating disks between the rotor and Arrange stator laminations. These insulating disks have about twice as large a surface as

the rotor blades and are in constant contact with them, regardless of their position occupy opposite the stator laminations. Another known embodiment provides films made of plastic film low strength on both surfaces of the stator

glue on mellen. Finally, another embodiment provides an insulating covering consisting of a High-pressure polyethylene film and a low-pressure polyethylene film together on heated, metallic slats or their starting material to be rolled on (DE-AS 1186 552).

In another, known embodiment, it is provided that circular insulating material disks in to bend their center so that their interior through the rotor axis on the upper part of the stator plates is postponed (DE-AS 11 92 745). Another embodiment of this principle provides for the two Put halves of the folded insulating film in the same spaces as between two adjacent stator plates so that the fold line of the insulating film is below the lower level of the Stator plates and thus located outside the passage zone of the rotor plates.

A similar embodiment is described in German Offenlegungsschrift 15 64 441. Be here

Stator lamellas of a variable capacitor covered on both sides with a film, which is attached to the edges of the Lamellas. On the circumference of the lamellas, the film covering the underside with the Top covering thermoplastically welded.

The utility model 66 05 432 describes the use of a plastic-coated tape from which lamellae are punched out, which are then mounted in a variable capacitor.
Finally, in utility model 66 05 431 that is