DE2415814B2

DE2415814B2 - Kondensator veränderlicher Kapazität

Info

Publication number: DE2415814B2
Application number: DE2415814A
Authority: DE
Inventors: Frank G. J. Centerport N.Y. Mezey (V.St.A.)
Original assignee: American Technical Ceramics Corp
Current assignee: American Technical Ceramics Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2240513A1; JPS546546U; JPS5038050A; US3808479A; IL44463A; FR2240513B1; IL44463A0; DE2415814A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator veränderlisr Kapazität gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Kondensator veränderlicher Kapazität dieser Ausbildung, der insbesondere mit Luft als Dielektrikum arbeitet, ist aus der US-PS 34 83 4.50 bekannt Dabei wird zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen der inneren beweglichen Elektrode und der zylindrischen Hülse eine Kontaktfeder verwendet. Diese Feder wirkt induktiv und der federbelastete elektrische Kontakt kann bei Auftreten merklicher

ίο Schwingungen ungleichmäßig werden. Darüber hinaus ist zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Elektroden eine beträchtliche Toleranz vorhanden, da die bewegliche Elektrode nur durch einige wenige Gewindegänge auf der Einstellschraube aufliegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß zwischen den Elektroden bei allen Betriebsbedingungen und Einstellpositionen der axial relativ zueinander beweglichen Elektroden ein gleichmäßiger Luftspalt gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Als Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung wird ein sehr geringer gleichmäßiger Luftspalt erzielt, was für den vorgesehenen Betriebsbereich von 1 bis 10 Picofarad von Bedeutung ist. Infolge des mechanischen und elektrischen Kontakts des polygonalen Kopfes mit der Hülse ist ferner keine Kontaktfeder mehr erforderlich.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kondensator,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Einzelteile des Kondensators und
Fig.4 einen Querschnitt im vergrößerten Maßstab der beweglichen Elektrode, welcher längs der Linie 4-4 der F i g. 3 geführt ist

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile, wobei der Kondensator 9 ein zylindrisches Gehäuse aus Isoliermaterial, wie beispielsweise keramischem Material, aufweist. Das Gehäuse ist an seinen Enden 12 und 13 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 ferner einen axialen Zapfen 22 auf, an welchem eine aus Kunststoff bestehende Führungshülse

24 angeordnet ist, die aus einem sehr glatten, selbstschmierenden Material, wie beispielsweise PoIyamid oder Polytetrafluoräthylen, 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 30 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 seclü 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 15 und 16 angeordnet sind und jeweils im radialen Abstand zur Elektrode 14 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 Gewindebohrung 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 30 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 O-Ring 56 umgeben. Eine flache Polytetrafluoräthylenscheibe 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 Kopfes 38 steht. Vor dem Zusammenbau des Kondensators 9 wird der O-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 Kopf 38

ίο gedrückt, wodurch ein Spiel zwischen der beweglichen Elektrode 25 und der Einstellschraube 48 verhindert wird. Eine auftretende mechanische Schwingung kann die Einstellschraube 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 48 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 60 sowie die bewegliche Elektrode 25 im Inneren der Hülse 30. Eine

-M 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kondensator veränderlicher Kapazität, mit einem rohrförmigen Isoliergehäuse, in welchem axia) eine zylindrische Statorelektrode angeordnet ist, mit einer zylindrischen Hülse, die axial fluchtend zum Isoliergehäuse und zur Statorelektrode liegt, mit einer zylindrischen, axial beweglichen Elektrode, die axial innerhalb der Hülse liegt, und mit einer drehbaren Einstellschraube zur axialen Verschiebung der beweglichen Elektrode gegenüber der Statorelektrode, und welche einen Kopf aufweist, welcher drehbar von der Hülse aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegliche Elektrode (25) einen polygonalen Kopf (38) mit flachen Kanten hat und 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.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorelektrode (14) einen einstückig mit ihr ausgebildeten, axialen Mittelzapfen (22) aufweist, an dem eine Isolierhülse (24) befestigt ist, 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

3. Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Tellerscheibe (60), die am Gewindebolzen (46) der Einstellschraube (48) angeordnet ist und deren eine Seite gegen den Kopf (38) 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 anliege, 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. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30), die Statorelektrode (14) und die bewegliche Elektrode (25) aus massiven Metallteilen bestehen.

5. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polygonale Kopf (38) der beweglichen Elektrode (25), die polygonale Mutter und die polygonale Öffnung der Hülse sechseckig ausgebildet sind.

6. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30), die Statorelektrode und die bewegliche Elektrode alle mit einem korrosionsbeständigen Metall überzogen sind.