DE2355977A1

DE2355977A1 - Keramischer scheibentrimmer-kondensator

Info

Publication number: DE2355977A1
Application number: DE2355977A
Authority: DE
Inventors: Manfred Rueckersdo Bremstahler
Original assignee: Stettner and Co
Current assignee: Stettner and Co
Priority date: 1973-11-09
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1975-05-22
Also published as: IT1020014B; ES429839A1; FR2251088A1; JPS5325948B2; JPS5078854A; US3898540A; BR7409011D0; GB1459279A; FR2251088B1

Description

Keramischer Scheibentrimmer-Kondensator ·

Die bisher üblichen keramischen Scheibentrimmer-Kondensatoren besitzen einen Stator sowie eine drehbare, mittels einer Achse auf dem Stator geführte Rotorscheibe, welche beide etwa halbringförmige Elektroden tragen und deren G-leitflachen mittels Feder gegeneinandergedrückt sind und je einen Rotor- und Statoranschluß haben, wobei der Rotor auf seiner oberen Fläche ein Versenk zur Aufnahme der Rotorelektrode hat, deren Abmessung, Form und Position dadurch genau festgelegt ist, vergleiche die deutsche Patentschrift Fr. 1 151 071 ο

Diese Kondensatoren haben einen für Jede Ausführung typischen Regelbereich der Kapazität Δ0 zwischen einer kleinsten oder Anfangskäpazitat (Gmin) und einer größten Kapazität (Cmax). Die Nennkapazität dieser bisher üblichen Trimmer liegt bei

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Dr REINHOLD SCHMIDT, 7603 OPPENAU, Pqstfach 25, Allmeadplatz 4, Telefon {07804} 710

KIeinststeilung je nach Dielektrizitätskonstante und Durchmesser der Rotorscheibe "bei 2 bis 12 pF, wenn die genormten Dielektriken P 100 bis Ii 1500 für die Rotorscheibe verwendet werden. Dieser Regelbereich ist nicht sehr groß und genügt häufig nicht den wünschenswerten Anforderungen,, Außerdem läßt die Einstellgenauigkeit infolge des durch die Keramik-Toleranz bedingten Spieles zwischen Statorbohrung und Rotorachse zu wünschen übrige

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, diese Mangel der genannten Gattung von Scheibentrimmern zu beseitigen und zur Erhöhung des Regelbereiches auf ein Verhältnis von mindestens 1x10 die Anfangskapazität möglichst klein zu halten, z_oB. kleiner als 1 pi¹, und außerdem die Einstellgenauigkeit bei wiederholter Einstellung durch Drehen der Rotorscheibe in beliebiger Richtung zu verbessern,,

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem keramischen Scheibentrimmer-Kondensator der.genannten Art erfindungsgemäß in die Halterung der zusammengesetzten Teile Stator und Rotor zusätzliche Abstandshalter mit Versenken, Durchbrüchen und Isolierstücken eingebaut, die so gestaltet und bemessen sind, daß der Abstand zwischen Statorbelag und Rotorachse unter Aufrechterhai tung guter Führung vergrößert und dadurch eine wesentlich

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verminderte Streukapazität und Senkung der Minimalkapazität um wenigstens die Hälfte· erzielt wird.e

Das kann dadurch erreicht werden, daß sich die Statorgleitfläche auf einem außen umlaufenden, unterbrochenen Wulst befindet, dessen eine Hälfte den Statorbelag trägt, dessen Abmessung, Form und Position dadurch genau vorgegeben ist, daß der Stator zwischen der genannten Wulst und der Achse ein Versenk enthält", das mit der Gleitfläche des Rotors eine Luftkammer bilden. Dabei kann die durch eine Hut getrennte Statorgleitfläche auf beiden Hälften metallisiert.sein. Zweckmäßig ist es, daß sieh in der Mittelbohrung des Stators ein Kunststoffring niedriger Dielektrizitätskonstante (z_oB. aus iDeflon) befindet, der die Achse spielfrei aufnimmt. Auch kann der Rotor im Mittelsteg zur Verringerung der Streukapazität Versenke oder Durchbrüche aufweisen oder im Mittelsteg zum Außendurchmesser geschlitzt sein.

Eine, weitere Maßnahme, um den Statorbelag ein zusätzliches weiteres Stück von der Rotorachse entfernt zu halten, besteht darin, daß sich in der Rotormittelbohrung eine Kunststoffbuchse niedriger Dielektrizitätskonstante (aus Teflon) befindet, in welcher eine Achse mit gerändeltem Ansatz eingepreßt ist und daß die mechanische Verbindung zwischen Rotor und Achse durch die so aufgespreizte Kunststoffbuchse erfolgt, während die Achse von der Rotorelektrode isoliert ist.

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Die elektrische Kontaktierung von Rotorelektrode zur isolierten Achse kann in an sich bekannter Weise über eine Kontaktfolie erfolgen. Auch kann für die Verwendung in Abgleichgeräten für mehrere Trimmer über eine gemeinsame Abstimmwelle Achskopf und Mutter ein Profil haben, das als Mitnehmer geeignet ist_o

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen stellen dar

Pig. 1 einen keramischen Scheibentrimmer-Kondensator nach der Erfindung in Ansicht von oben,

]?ig_e 2 denselben Scheibentrimmer im Achsschnitt,

Pig. 3 denselben Scheibentrimmer in Ansicht von unten,

Pig. 4 den Stator des Trimmers im Achsschnitt,

Pig. 5 den Stator des Trimmers in Ansicht von oben,

Pig. 6 den Rotor des Trimmers in einer Ausführungsform mit Versenken im Mittelsteg,

Pig. 7 den Rotor des Trimmers in einer Ausführungsform mit zwei nach der Seite offenen Schlitzen,

Pig. 8 den Rotor auf seiner Achse,
Pig. 9 die Rotorachse mit Riffelteil,

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Figo 10 eine Teflonbuchse, auf die der Riffelteil beim Drehen wirkt, im Querschnitt,

Pig. 11 einen Teflonring im Stator-Mittelloch,

Figo 12 eine Kontaktfolie, welche den Rotorbelag und die Rotorachse verbindet, im Schnitt,

Fig. 13 dieselbe Kontaktfolie in Ansicht, Fig. 14 den Mutternkopf der Drehachse,

Figo 15 eine leicht abgewandelte Ausführungsform eines keramischen Scheibentrimmer-Kondensators nach der Erfindung für Differentialschaltung in Aufsicht,

Fig. 16 denselben Trimmer von der anderen Seite gesehen,

Fig. 17 eine Ausführungsform des Trimmers für Serienschaltung . in Aufsicht,

Fig# 18 dasselbe Gerät im Achsschnitt, Figo 19 Rotorachse und Rotorbelag dieses Gerätes,

Fig. 20 ein aus mehreren Trimmern gebildetes Aggregat, auf einer gemeinsamen Abstimmwelle angebracht, und

Figo 21 und 22 den Vergleich zweier Abstimmkurven mit und ohne

Teflon—Führung der Veratellorgane_β

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Die Figuren zeigen einen aus Stator 1 und Rotor 2 "bestehenden keramischen Scheibentrimmer-Kondensator, "bei dem erfindungsgemäß der Statorbelag von der Rotorachse durch eine Luftstrecke getrennt iat. Zu diesem Zweck hat der Stator 1, Fig„'4 und 5, auf der Seite, die der Rotorscheibe 2 zugewandt ist, ein kreisförmiges Versenk 1a rings um die Mittelöffnung, sodaß sich am äußeren Rand ein erhöhter Ringwulst 1b ergibt. Die Fläche dieses Wulstes ist plangeschliffen und trägt auf einem Ringsegment von etwa 160 ° den Statorbelag in Form von aufgebranntem Silber 1c. Von dem gegenüberliegenden Heil des Ringwulstes 1b, der nicht metallisiert ist und der nur zum Abstützen der Rotorscheibe dient, ist der mit der Elektrode versehene Teil an beiden Belagsenden durch je ein Versenk 1d getrennte Dadurch werden die unerwünschten Streukapazitäten, die zwischen Statorelektrode 1c, Rotorachse 5 und Rotorelektrode 2a in Cmin-Stellung bestehen, herabgesetzt.

Im gleichen Sinne wirkt, die Zwischenfügung eines Isolierstoffes mit niedriger DK (Teflon) in Form einer Buchse 4 im Rotor-Mittelloch, Fig. 8, und eines Ringes 5 im Stator-Mittelloch, Fig_e 4, die die keramischen Teile vom Metall der Achse zusätzlich trennen.

Beide Maßnahmen können je für sich angewandt werden; Vorzugsweise erfolgt die Anwendung jedoch gemeinsam.

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Die Wirkung einer Senkung der Anfangskapazität läßt sich, noch weiter verbessern durch. Anwendung der an sich "bekannten Kontaktierung "von Rotorelektrode zu Rotorach.se über eine Kontaktfolie. Die bisher überwiegend benutzte elektrische Kontaktierung und mechanische Verbindung durch Verlöten der Rotorachse mit dem Rotorbelag bringt nämlich durch die damit verbundene Anhäufung von zusätzlichem Metall eine Erhöhung des Omin-Wertes«, Das läßt sich vermeiden durch eine Kontaktfolie 6, Pig. 2, und 13, welche die elektrische-Verbindung des Rotorbelages 2a mit der Rotorachse 3 herstellt«, Sie liegt auf der Oberfläche der Teflonbuchse 4 an der Rotorachse 3 an» ist also ebenfalls räumlich vom Statorbelag weiter getrennt als bei bisherigen Ausführungen. · -- .

Die mechanische Drehbeanspruchung beim Trimmen überträgt- ein geriffelter Acns-Abschnitt 3a, Pig. 8, auf die Teflonbuch.se und diese wiederum auf die Rotorscheibe 2_C Die Achse 3 wird in die Teflonbuchse eingepreßt, dadurch weitet sich die Seflonbuchse auf und verspannt sich mit dem Rotor. Die Kontaktfolie ist also bei der neuen Methode von mechanischer Beanspruchung entlastet und dient nur zur elektrischen Kontaktierung·

Auch die Rotorscheibe 2, Figo 6, ist so gestaltet, daß die Streukapazitäten zwischen der metallisierten und belagfreien

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_ Q —

Hälfte der Rotorscheibe, die sich "besonders "bei Cmin-Stellung bemerkbar machen, auf ein Minimum reduziert werden. Dies wurde erreicht durch zwei Versenke 2b im Mittelsteg mit sehr geringer Bodenstärke, die auch völlig durchbrochen sein können«

Wenn es die mechanische Festigkeit des keramischen Dielektrikums zuläßt, kann diese Unterbrechung auch in Form von zwei nach der Seite offenen Schlitzen 2c, Fig. 7, ausgeführt werden.»

Die geschilderte neuartige Halterung und Ausgestaltung der zusammengespannten Teile des Scheibentrimmers bringt auch eine wesentliche Verbesserung der Einstellgenauigkeit des Trimmers. Diese kommt zum Ausdruck bei Betrachtung des Regelbereiches der Kapazität Δ0 in Funktion vom Drehwinkel des Rotors: Bei den bisher bekannten Scheibentrimmern stellt man eine sehr große Abweichung von der erwünschten, annähernd linearen Abstimmkurve bei Verdrehung der Rotorscheibe in verschiedenen Drehrichtungen feste Dieser Fehler beeinträchtigt in besonderem Maße die Einstellgenauigkeit insofern, als sich bei wiederholter Einstellung eines bestimmten Drehwinkels unterschiedliche C-Werte ergeben. So ergaben sich bei der bekannten Ausführung C-Unterschiede von etwa 10 pF, bei der erfindungsgemäßen Ausführung dagegen nur von 1 pF (bei Verwendung eines Rotordielektrikums von N^- 750 mit gleichem Durehmesser und gleicher Wandstärke),

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Da die Ursache der genannten Abweichung vor allen Dingen auf das Spiel zurückzuführen ist, welches durch die große Keramiktoleranz zwischen Statorbohrung und Rotorachse bedingt ist, so ist die Beseitigung dieses Mißstandes durch das Einsetzen des Ringes 5 aus Isolierstoff, z„B. Teflon, offenbar auf die sehr gute Führung zurückzuführen, die dadurch für die Rotorachse erreicht wirdo Ein baulicher Vorteil ist dabei noch, daß für dies Einsetzen keinerlei Schleifarbeiten am Mittelloch des Keramikstators notwendig sind,, '

Auf dem Kurvenblatt mit den Pig«, 21 und 22 ist das Abstimmverhalten anhand von zwei typischen Kurven von keramischpn Scheibentrimmern einmal unten in alter Normalausführung und das andere Mal oben mit einer Teflonbuchse als Führung veranschaulicht© '

Bei. der mit Teflonbuchsen-Führung versehenen Halterung nach der Erfindung gemäß Figo 21 verläuft die Änderungskurve der Kapazität beim Vorwärts- und beim Rückwärtsdrehen praktisch auf derselben linie ₀ Dagegen zei'gt der ohne Teflonbuchsen-Führung gehalterte Trimmer alter Art nach Figo 22 erhebliche Unterschiede im Verlauf der Kapazität je nach der Richtung, in welcher die Rotordrehung bei der Einstellung vorgenommen wirdo

BO θ 8 21/0 431.

et 10. —

Ein weiterer Vorteil der Erfindung tritt in Erscheinung, wenn es sich um den Abgleich mehrerer Trimmer über eine gemeinsame Abstimmwelle handelt» Diese Notwendigkeit besteht Z₀B, bei der Durchstimmung selektiver Antennenverstärker, bei der'mehrere Trimmer mit einer gemeinsamen Welle gleichzeitig abzustimmen sind. Man benutzt dazu Irimmerkondensatoren nach der Erfindung, die nach Figo 20 hintereinander auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind und zu diesem Zweck mit Achskopf und Mutter des gleichen, als Mitnehmer geeigneten Profils ausgerüstet aindo

Man verwendet also z_eB„ eine Rotorachse mit Sechskantkopf 3b, Figo 9> und eine Sechskantmutter 7, Figo 14, die gerichtet auf die Achse aufgepreßt wird. Die Verbindung der einzelnen Trimmerschsen miteinander kann Z₀B. durch Verbindungsteile 12 aus Kunststoff erfolgen. Dadurch wird ein gleich großer Verstellwinkel der einzelnen Trimmer beim Abgleich erreichte

Die notwendige hohe Gleichlaufgenauigkeit einer aolchen Trimmeranordnung bedingt ein sorgfältiges Ausrichten des Sechskantkopfes und der Sechskantmutter zur Rotorelektrode und eine exakte Bestimmung der lage, Form und Größe der Elektroden auf Rotor und Stator.

Die erforderliche Genauigkeit der Metallisierung wird durch die oben angegebene Halterung erzielt, welche bei der an sich be-

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kannten, genau vorgegebenen Lage und Größe des Versenks im Rotor auf der oberen; der Gleitfläche 'angewandten Seite .des Rotors und durch den Wulstrand am Stator zwangsläufig erreicht wirdβ Eventuell überstehende Metallisierungen am Rotor können durch kurzes Überschleifen beseitigt werden.

Die Figuren 15 und 16 zeigen die Anwendung einer nur geringfügig abgewandelten Ausführungsform der Scheibentrimmer nach der Erfindung für eine Differentialschaltung« Hierzu werden die beiden durch ein Versenk 1d unterbrochenen Statorelektroden 1e getrennt durch die Anschlüsse 11 elektrisch kontaktierto Bei dieser Schaltung können also von einem Bauelement bei einem gegebenen Drehwinkel zwei Kapazitätswerte abgeleitet werden, die sich z,B. verhalten wie 100-a zu a· bei einem Regelbereich von 100 pF.

Eine andere Anwendung der Scheibentrimmer nach der Erfindung für.eine Serienschaltung zeigen die Figuren 17 und 18. Hierzu werden die beiden Statorelektroden 1e getrennt elektrisch kontaktiert wie in Fig. 16„ Der Rotorbelag 2a ist elektrisch nicht kontaktiert, Fig. 19₉ das heißt, daß keine galvanische Verbindung zwischen Rotorachse und Rotorbelag vorhanden ist.

Patentansprüche: 509821/0431

Claims

Patentansprüche

1·) Keramischer Seheibentrimmer-Kondensator mit einem Stator sowie einer drehbaren, mittels einer Achse auf dem Stator geführten Rotorscheibe, welche beide etwa halbringförmige Elektroden tragen und deren Gleitflächen mittels Feder gegeneinandergedrückt sind und je einen Rotor- und Statoranschluß haben, wobei der Rotor auf seiner oberen Fläche ein Versenk zur Aufnahme der Rotorelektrode hat, deren Abmessung, Form und Position dadurch genau festgelegt iat, dadurch gekennzeichnet, daß in die Halterung der zusammengespannten Teile Stator und Rotor zusätzliche Abstandshalter mit Versenken, Durchbrüehen und Isolierstücken (1b, 4, 5) eingebaut sind, die so gestaltet und bemessen sind» daß der Abstand zwischen Statorbelag und Rotorachse unter Aufrechterhaltung guter Führung vergrößert und dadurch eine wesentlich verminderte Streukapazität und Senkung der Minimalkapazität um wenigstens die Hälfte erzielt wird_o

2· Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Statorgleitfläche auf einem außen umlaufenden, unterbrochenen Wulst (1b) befindet, dessen eine Hälfte den Statorbelag (1c) trägt, dessen Abmessung, Form und Position dadurch genau vorgegeben ist, daß der Stator zwischen der

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genannten Wulst und der Achse (3) ein Yersenk (1a) enthält, ■das mit der Gleitfläche des Rotors (2) eine Luftkammer bildet.

3e Trimmerkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine Nut (1d) getrennte Statorgleitfläche (1b) auf beiden Hälften metallisiert ist (!Figuren 15 und 16).

Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Mitteibohrung des Stators ein Kunststoffring niedriger Dielektrizitätskonstante (5) befindet, der die ,
Achse (3) spielfrei aufnimmt. - .

5« Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) im Mittelsteg zur Verringerung der Streu-.kapazität Versenke (2b) oder Durchbrüche (2c) aufweist,

6. Trimmerkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) im Mittelsteg zum Außendurohmesser geschlitzt ist (Pig. 16).

7ο Trimmerkondensator nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Rotormittelbohrung'eine Kunst-, stoffbuchse niedriger Dielektrizitätskonstante (4) befindet,

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in. welcher eine Achse mit gerändeltem Anaatz (3a) eingepreßt ist und daß die mechanische Verbindung zwischen Rotor und Achse durch die so aufgespreizte Kunststoffbuchse erfolgt, während die Achse (3) von der Rotorelektrode (2b) isoliert ist.

Trimmerkondensator nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kontaktierung von Rotorelektrode zur isolierten Achse in an sich "bekannter Weise über eine Kontaktfolie (6) erfolgt.

9. Trimmerkondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Achskopf (3b) und Mutter (7) ein Profil haben, das als Mitnehmer geeignet ist (Fig, 20),

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