DE2415814A1

DE2415814A1 - Regelkondensator

Info

Publication number: DE2415814A1
Application number: DE2415814A
Authority: DE
Inventors: Frank G J Mezey
Original assignee: American Technical Ceramics Corp
Current assignee: American Technical Ceramics Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1975-02-27
Also published as: JPS546546U; IL44463A0; US3808479A; FR2240513A1; JPS5038050A; FR2240513B1; DE2415814B2; IL44463A

Description

Patentanwälte: ο/ι ςο ι

Dr. Ing. Waiter Abltz 24 10 0

Dr. Dieter F. Morf 1.. April 19711

Dr. Hans-Α. Brauns 586 052

8 München 86, Plenzeuwntr. Λ

American Technical Ceramics, Division of Phase Industries, Ine,

15, Stepar Place, Huntington Station, N.Y. 11746, V.St.A.

Regelkondensator

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Regelkondensator in Miniaturausführung, und. insbesondere Verbesserungen eines mit Luft als Dielektrikum arbeitenden Regelkondensators. . .

In einer Bauart eines mit Luft als Dielektrikum arbeitenden Regelkondensators werden präzisionsgegossene Metallteile sowohl für den Stator wie auch für die beweglichen Elektroden verwendet, welche aus einer niedrig schmelzenden Metalllegierung bestehen. Die für die Herstellung einer derartigen Anordnung erforderlichen Werkzeuge sind ziemlich kostspielig. Einige bekannte Kondensatoranordnungen verwenden ferner eine Kontaktfeder zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen der inneren beweglichen· Elektrode und der äusseren leitenden Hülse. Diese Feder wirkt induktiv,und ferner kann bei Auftreten merklicher Schwingungen der federbelastete elektrische Kontakt ungleichmässig werden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Anzahl von Verbesserungen gegenüber bekannten Kondensatoren. Der zylindrische Stator oder die stationäre Elektrode und die zylindrische, bewegliche Elektrode werden beide aus massivem Metall,

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wie Messing oder Aluminium,hergestellt. Ein Kunststoff-Abstandselement wird als Anschlag für die bewegliche Elektrode für die Einstellung einer maximalen Kapazität verwendet. Die bewegliche Elektrode besitzt einen sechseckigen Kopf, wobei dessen sechs Kanten gleitbar innerhalb der Seiten einer sechseckigen öffnung in einer äusseren Hülse angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht es, die Anordnung einer Kontaktfeder zu vermeiden, da ein mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen der beweglichen und der stationären Elektrode unter allen Betriebsbedingungen immer beibehalten wird. Eine Einstellung der Kapazität wird mittels Drehung einer Schraube in der beweglichen Elektrode erzielt, wodurch die bewegliche Elektrode axial vorgeschoben und zurückgezogen wird. Um das Spiel zu kontrollieren und Drehmomentschwingungen daran zu hindern, die eingestellte Lage der Schraube zu verändern, ist eine Tellerscheibe vorgesehen, welche am Kopf der beweglichen Elektrode anliegt, sowie eine Sicherungsmutter, welche an der Tellerscheibe anliegt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Regelkondensatoranordnung geschaffen, welche gekennzeichnet ist durch ein rohrförmiges Isoliergehäuse, eine zylindrische Statorelektrode, die axial innerhalb des Isoliergehäuses angeordnet ist, eine zylindrische Hülse, die axial fluchtend mit dem Isoliergehäuse und der Statorelektrode angeordnet ist, eine axial bewegliche Elektrode, die axial innerhalb der Hülse liegt, wobei die bewegliche Elektrode einen polygonalen Kopf mit flachen Kanten aufweist, und die Hülse eine entsprechende polygonale öffnung mit glatten Seiten besitzt, in welcher der polygonale Kopf gleitbar in enger Berührung aufgenommen wird, so dass die Kanten des Kopfes mechanisch und elektrisch mit den glatten Seiten der öffnung Kontakt machen, um dabei die bewegliche Elektrode an einer Drehung

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zu hindern, wobei eine drehbare Einstellschraube vorgesehen ist, deren Schaft am polygonalen Kopf angreift, um die bewegliche Elektrode axial gegenüber der Statorelektrode vor- und zurückzubewegen, und welche einen Kopf aufweist, welcher drehbar von der Hülse aufgenommen wird, um die Schraube in der Hülse zu halten.

Die Erfindung wird anschliessend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen axialen Teilschnitt durch einen erfindungsgemässen Regelkondensator,

Figur 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Figur 1,

Figur J5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Einzelteile des Kondensators, und

Figur 4 einen Querschnitt im vergrösserten Massstab der beweglichen Elektrode, welcher längs der Linie 4-4 ■ der Figur 3 geführt ist.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile, wobei die Kondensatoranordnung 9 ein zylindrisches Gehäuse aus Isoliermaterial,wie beispielsweise keramischem Material, aufweist. Das Gehäuse ist an seinen Enden 12 und 15 metallisiert. Innerhalb des Gehäuses 10 ist eine Statorelektrode 14 angeordnet, welche im radialen Abstand voneinander angeordnete,innere und äussere konzentrische Wände 15, 16 aufweist, welche sich ausgehend von einer kreisförmigen Endplatte 18 erstrecken und mit dieser einstückig ausgebildet sind. Ein Bolzen 20 steht axial von der Endplatte 18 ab und dient als elektrische Klemme für den Kondensator 9. Die äussere Wand 16 wird von einem keramischen Gehäuse 10 umgeben. Die Statorelektrode 14 weist

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ferner einen axialen Zapfen 22 auf, an welchem eine aus Kunststoff bestehende FührungshUlse 24 angeordnet ist, die aus einem sehr glatten, selbstschmierenden Material, wie beispielsweise Nylon oder Fluoräthylen, besteht. Die Führungshülse 24 besitzt ein geschlossenes Ende 23 und endet an ihrem anderen Ende in einen ringförmigen Flansch 26, der als Anschlag für eine axial verschiebbare Elektrode 25 dient. Die Elektrode 25 ist in einer äusseren Hülse j50 verschiebbar', welche axial fluchtend zur Elektrode 14 liegt. Die Hülse 30 ist mit einem Ringflansch 31 ausgebildet, welcher an einem Ende des Gehäuses 10 anliegt, während die ringförmige Endplatte 18 am anderen Ende des Gehäuses 10 anliegt. Lötmittel 32, 33 kann den jeweiligen metallisierten Enden 12 und 13 zugeführt werden, um die Hülse 30 axial fluchtend mit der Statorelektrode 14 zu halten. Die Hülse 30 besitzt ein Aussengewinde 34 zur Befestigung des Kondensators 9 an einer Schalttafel oder einer anderen Halterung für eine elektrische Vorrichtung, von welcher die Kondensatoranordnung 9 einen Teil darstellt. Die Hülse 30 weist eine polygonale öffnung mit sechs glatten Seiten 36 zur Aufnahme der Elektrode 25 auf. Die bewegliche Elektrode 25 ist mit einem sechseckigen Kopf 38 mit sechs Kanten 39 versehen, welche gleitbar in enger Anlage in der Hülse 30 aufgenommen wird, damit ein guter elektrischer Kontakt zwischen den sechs Kanten 39 des Kopfes 38 und den sechs Seiten 36 der öffnung 35 hergestellt wird. Die Elektrode 25 weist zwei im radialen Abstand voneinander liegende konzentrische Zylinderwände 40, 42 auf, welche innerhalb der Wände I5 und l6 angeordnet sind und jeweils im radialen Abstand zur Elektrode l4 liegen. Der die Führungshülse 24 tragende Zapfen 22 wird im Inneren der Zylinderwand 42 aufgenommen und dient als Führung für die bewegliche Elektrode 25. Befindet sich die bewegliche Elektrode 25 zur Erzielung der maximalen Kapazität der Anordnung vollständig innerhalb der Elektrode 14, so liegt das freie Ende der Zylinderwand 42 am Endflansch 26 der Führungshülse 24 an. Der Kopf 38 der Elektrode 25 ist mit einer Gewin-

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debohrung 44 versehen, welche einen Gewindezapfen 46 einer Einstellschraube 48 aufnimmt. Die Einstellschraube 48 besitzt einen am äusseren Ende der Hülse 30 zugänglichen,geschlitzten Kopf 50, welcher zur Einstellung des Kondensators mittels eines Schraubenziehers gedreht werden kann.

Der Kopf 50 der Einstellschraube 48 wird innerhalb der Hülse JO mittels einer ringförmig umgebogenen Lippe 52 . gehalten, welche hergestellt wird, nachdem die Teile der Anordnung in die Hülse 30 eingesetzt wurden. Gerade innerhalb der Lippe 52 ist eine flache Scheibe 54 angeordnet. Der Kopf 50 der Einstellschraube 48 wird von einem elastischen, dichtenden 0-Ring 56 umgeben. Eine flache Teflonscheibe 55 liegt am Boden des Kopfes 50 der Einstellschraube 48 an, und neben derselben ist eine Messingscheibe 53 angeordnet. Am Gewindebolzen 46 der Einstellschraube 48 ist eine Mutter 58 angeordnet, welche hexagonal ausgebildet ist und gleitbar im Inneren der Hülse 30 aufgenommen wird. Die Mutter 58 liegt gegen eine Tellerscheibe 60 an, die ihrerseits in Anlage mit der Aussenseite des Elektrodenkopfes steht. Vor dem Zusammenbau des Kondensators 9 wird der 0-Ring 56 am Kopf 50 der Einstellschraube 48 befestigt, und die Scheiben 55 und 53 werden am Gewindebolzen 46 angeordnet, worauf die Mutter 58 am Gewindebolzen 46 verschraubt wird, welcher anschliessend in die Gewindebohrung 44 des Kopfes 38 eingedreht wird. Beim Anziehen der Mutter 58 wird die Tellerscheibe zusammen- und gegen den Elektrodenkopf 38 gedrückt, wodurch ein Spiel zwischen der beweglichen Elektrode 25 und der Einstellschraube 48 verhindert wird. Eine auftretende mechanische Schwingung kann die Schraube 48 nicht von der bezüglich der beweglichen Elektrode 25 eingestellten Stellung verschieben, so dass eine Kondensatoreinstellung der beweglichen Elektrode 25 gegenüber der Statorelektrode 14 aufrechterhalten wird. Der Kopf 50 der Einstellschraube

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dient als Anschlag für die bewegliche Elektrode 25 in ihrer vollständig aus der Statorelektrode 14 weg bewegten Stellung. Bei dieser einer minimalen Kapazität entsprechenden Einstellung liegt die Mutter 58 an der Scheibe 53 an.

Die gewünschte Kapazität wird zwischen der beweglichen Elektrode 25 und der Statorelektrode 14 durch elektrische Anschlüsse an der Hülse und dem Bolzen 20 hergestellt. Die umgebogene Lippe 52 hält die Einstellschraube 48, den O-Ring 56, die Scheiben 53 und 55, die Mutter 58, die Tellerscheibe βθ sowie die bewegliche Elektrode 25 im Inneren der Hülse 30. Eine sehr genaue Veränderung der Kapazität kann mittels einer Drehung der Einstellschraube 48 erzielt werden, welche ihre eingestellte Stellung infolge der Abwesenheit eines Spiels einhält, die durch die Tellerscheibe und die Mutter 58 gewährleistet wird.

Die verschiedenen Metallteile der Kondensatoranordnung werden vorzugsweise durch die Bearbeitung von verhältnismässig weichem Metall, wie Messing oder Aluminium, hergestellt, welches anschliessend mit Gold plattiert werden kann. Dadurch wird erreicht, dass die Anordnung korrosionsfrei bleibt. Die Bearbeitung der Teile verringert die Herstellungskosten im Vergleich mit präzisionsgegossenen Teilen, die bisher bei der Herstellung eines Kondensators dieser Bauart verwendet wurden. Die Vermeidung von bisher benützten Kontaktfedern verkleinert weiterhin die Kosten des Zusammenbaus. Der erfindungsgemässe Kondensator kann somit mit niedrigen Kosten hergestellt werden, weist jedoch im Betrieb eine grosse Verlässlichkeit auf.

Weitere Abänderungen der Erfindung sind möglich und werden im Rahmen der anschi!essenden Ansprüche von der Erfindung mitumfasst.

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Claims

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P a t e η t a nsprüche

Regelkondensatoranordnung, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Isoliergehäuse (10), in welchem axial eine zylindrische Statorelektrode (14) angeordnet ist, durch eine zylindrische Hülse (30), die axial fluchtend zum Isoliergehäuse (10) und zur Statorelektrode (14) liegt, eine zylindrische, axial bewegliche Elektrode (25), die axial innerhalb der Hülse (30) liegt, und welche einen polygonalen Kopf (58) mit flachen Kanten aufweist, wobei die Hülse (30) eine entsprechende polygonale öffnung (35) mit glatten Seiten besitzt, in welche der polygonale Kopf (38) gleitbar in enger Anlage aufgenommen wird, so dass die Kanten des Kopfes mechanisch und elektrisch Kontakt mit den glatten Seiten der öffnung machen, um eine Drehung der beweglichen Elektrode (25) zu verhindern, wobei ferner eine drehbare Einstellschraube (48) einen Gewindebolzen (46) aufweist, welcher im Eingriff mit dem polygonalen Kopf (38) steht, um die bewegliche Elektrode (25) gegenüber der Statorelektrode axial vor- und zurückzubewegen, und welche einen Kopf (50) aufweist, welcher drehbar von der Hülse (30) aufgenommen wird, um die Einstellschraube in der Hülse zu halten.

2. Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) jeweils konzentrische innere und äussere Zylinderwände aufweisen, wobei die Wände der beweglichen Elektrode innerhalb der Wände der Statorelektrode im radialen Abstand voneinander angeordnet sind, um eine Kapazität mit Luft als Dielektrikum zwischen sich zu bilden, und die Statorelektrode (14) einen einstückig mit ihr ausgebildeten, axialen Mittelzapfen (22) aufweist, die Anordnung ferner eine an diesem Zapfen (22) befestigte Iso-

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lierhülse (24) aufweist, um die bewegliche Elektrode (25) axial gleitend zu führen, und die Hülse an einem Ende einen Ringflansch (26) besitzt, welcher als Anschlag für die axiale Bewegung der beweglichen Elektrode dient, wenn diese vollständig innerhalb der Statorelektrode aufgenommen ist.

J. Rege!kondensatoranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Tellerscheibe (60), die am Gewindebolzen (46) der Einstellschraube (48) angeordnet ist, und deren eine Seite gegen den Kopf (JiQ) der beweglichen Elektrode anliegt, sowie durch eine polygonale Mutter (58), deren Kanten dem polygonalen Kopf der beweglichen Elektrode entsprechen, wobei die Mutter (58) am Gewindebolzen (46) der Einstellschraube befestigt ist und an der anderen Seite der genannten Scheibe anliegt, um das Drehmoment zwischen der Mutter und der beweglichen Elektrode unter Verhinderung eines Spiels zwischen diesen Teilen festzulegen und die bewegliche Elektrode (25) in einer festen Lage gegenüber der Statorelektrode (14) zu halten, so dass die Mutter und die Elektrode an den Seiten der öffnung der Hülse anliegen, um eine Bewegung zwischen diesen Teilen zu verhindern, wenn die Einstellschraube gedreht wird.

4. Regelkondensatoranordnung nach Anspruch ~5, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) jeweils konzentrisch zueinander liegende innere und äussere Zylinderwände aufweisen, und die Wände der beweglichen Elektrode innerhalb der Wände der Statorelektrode im radialen Abstand zu denselben angeordnet sind, um dazwischen eine Kapazität mit Luft als Dielektrikum zu bilden, wobei die Statorelektrode (14) einstückig mit einem axialen mittigen Zapfen (22) ausgebildet ist, und die Anordnung ferner eine aus Kunststoff bestehende* am Zapfen (22) angeordnete Führungshülse (24) aufweist, um die bewegliche Elektrode in ihrer axialen Gleit-

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bewegung zu führen, und die Führungshülse an einem Ende mit einem Ringflansch (26) ausgebildet ist, welcher als Anschlag für die axiale Bewegung der beweglichen Elektrode (25) dient, wenn sich diese vollständig innerhalb der Statorelektrode (14) befindet.

5· Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (30), die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) aus massiven, bearbeiteten Metallteilen bestehen.

6. Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (JO), die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) alle aus massiven bearbeiteten Metallteilen bestehen.

7. Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der polygonale Kopf (j58) der beweglichen Elektrode (25), die polygonale Mutter und die polygonale öffnung der Hülse sechseckig ausgebildet sind, so dass am Kopf sechs Kanten und der Mutter sechs Seiten vorhanden sind, welche in Anlage mit den sechs Seiten der öffnung stehen, um einen mechanischen und elektrischen Kontakt zwischen der beweglichen Elektrode und der Hülse bei allen Betriebsbedingungen ständig zu gewährleisten.

8. Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) jeweils konzentrische, innere und äussere Zylinderwände aufweisen, wobei die Wände der beweglichen Elektrode innerhalb der Wände der Statorelektrode im radialen Abstand von denselben angeordnet sind, um zwischen sich eine Kapazität mit Luft als Dielektrikum zu bilden, und die Statorelektrode (14) einen einstückig mit ihr ausgebildeten axialen mittleren Zapfen (22) aufweist, wobei die Anordnung ferner eine an diesem Zapfen

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angeordnete Führungshülse (24) aus Kunststoff aufweist, um die bewegliche Elektrode axial gleitend zu führen, und ferner die Führungshülse an einem Ende einen Ringflansch (26) besitzt, welcher als Anschlag für die axiale Bewegung der beweglichen Elektrode (25) dient, wenn diese vollständig innerhalb der Statorelektrode (14) liegt.

Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 7* gekennzeichnet durch eine Tellerscheibe (60), die am Gewindebolzen (46) der Einstellschraube (48) angeordnet ist, und deren eine Seite am Kopf (38) der beweglichen Elektrode (25) anliegt, sowie durch eine polygonale Mutter (58), deren Kanten dem polygonalen Kopf der beweglichen Elektrode entsprechen, wobei die Mutter am Gewindebolzen (46) der Einstellschraube (48) sitzt und an der anderen Seite der Tellerscheibe (60) anliegt, um das zwischen der Mutter und der beweglichen Elektrode auftretende Drehmoment einzustellen und dabei ein Spiel zwischen, diesen Teilen zu verhindern,und die bewegliche Elektrode in einer festen Stellung gegenüber der Statorelektrode zu halten, so dass die Mutter und die Elektrode in Anlage mit den Seiten der öffnung der Führungshülse stehen, um eine Drehung zwischen sich zu verhindern, wenn die Einstellschraube gedreht wird.

Regelkondensatoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (30), die Statorelektrode und die bewegliche Elektrode alle mit einem korrosionsbeständigen Metall überzogen sind.

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