DE439017C

DE439017C - Adjustable plate capacitor

Info

Publication number: DE439017C
Application number: DEB110885D
Authority: DE
Original assignee: DR ERNST BRAEUER
Current assignee: DR ERNST BRAEUER
Publication date: 1927-01-05

Description

Regelbarer Plattenkondensator. Es sind regelbare Plattenkondensatoren bekannt geworden, deren Regelbarkeit auf der Abstandsänderung ihrer Belegungen beruht. Es ist vorgeschlagen worden, zwischen starren Metallplatten an den Rändern elastische Glieder, z. B. Gummiringe oder isolierte Federn, anzuordnen. Durch Druck wird hierbei der Abstand der Platten voneinander und damit die Kapazität geändert. Bei dieser Ausführung besteht der Nachteil, daß eine hohe Endkapazität nicht einstellbar ist, da die elastischen Zwischenglieder auch in der Endstellung noch eine verhältnismäßig große Dicke haben und der Plattenabstand daher bei der Endkapazität erheblich ist. Um dies zu vermeiden, hat man weiter versucht, die Platten dadurch einander mehr zu nähern, daß die elastischen Zwischenglieder in Form von Gummiklötzchen nicht unmittelbar zwischen den Platten, sondern zwischen abgekröpften Lappen eingelegt wurden. Hierbei hat man außerdem noch die Platten mit einem Isolator, z. B. einer Papierschicht, belegt, um einen Kurzschluß zu verhindern, ohne daß aber diese Isolierschicht einen wesentlichen Anteil des Dielektrikums ausmacht. Eine andere Lösung besteht darin, daß die Belege des Kondensators elastisch und das Dielektrikum in Form einer starren Schicht ausgeführt wird. Die einzelnen Belege bestehen aus gewölbten, am Rande auf der Isolationsschicht aufliegenden Metallplatten, die durch Druck auf ihre höchsten Wölbungsstellen dem Dielektrikum genähert werden können. Werden zwei gewölbte Metallplatten unter Zwischenlage einer festen Schicht aus Isoliermaterial verwendet, so muß diese Schicht notwendigerweise ziemlich dick gewählt werden, um eine genügende mechanische Widerstandsfähigkeit zu haben und der ungleichmäßig über ihre Ausdehnung verteilten Beanspruchung, insbesondere der radial wirkenden Kräfte am Rande, beim Zusammendrücken der gewölbten Metallplatten zu widerstehen. Damit ist aber infolge des großen Abstandes der gewölbten Platten die Endkapazität verhältnismäßig gering. Wählt man eine der Metallplatten eben, so kann man zwar die Zwischenlage etwas dünner machen. Dann ist aber der Regelbereich etwa um die Hälfte geringer. Weiter haben diese Mehrfachkondensatoren mit gewölbten Metallplatten den \achteil, daß sie schon im gewöhnlichen, nicht zusammengedrückten Zustande infolge der Annäherung der Kanten oder vor allem der Scheitel der gewölbten Platten eine verhältnismäßig hohe Anfangskapazität haben.Adjustable plate capacitor. They are adjustable plate capacitors become known whose controllability is based on the change in the distance between their assignments. It has been suggested to be elastic at the edges between rigid metal plates Limbs, e.g. B. rubber rings or insulated springs to be arranged. This is done by pressure the distance between the plates and thus the capacity changed. At this Execution has the disadvantage that a high final capacity cannot be set, since the elastic intermediate links still have a relatively high level even in the end position have great thickness and the plate spacing is therefore considerable in the final capacity. In order to avoid this, attempts have been made to keep the plates closer together to approximate that the elastic intermediate links in the form of rubber blocks are not placed directly between the plates, but between cranked flaps became. Here you also have the plates with an insulator, for. B. one Paper layer, covered to prevent a short circuit, but without this insulating layer makes up a significant proportion of the dielectric. Another solution exists in that the documents of the capacitor are elastic and the dielectric in the form of a rigid layer is executed. The individual documents consist of arched, am Edge on the metal plates resting on the insulation layer, which by pressure on their highest points of bulge can be brought closer to the dielectric. Become two Arched metal plates with a solid layer of insulating material in between is used, this layer must necessarily be chosen to be quite thick in order to to have sufficient mechanical resistance and to be unevenly across their expansion distributed stress, in particular the radial forces on the verge of resisting when squeezing the curved metal plates. In order to but due to the large distance between the curved plates, the final capacity is proportionate small amount. If you choose one of the metal plates, you can use the intermediate layer make a little thinner. But then the control range is about half the size. Furthermore, these multiple capacitors with curved metal plates have the disadvantage that they are already in the usual, uncompressed state as a result of the approach of the edges or especially the apex of the curved plates a proportionately have high initial capacity.

Gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile vermieden, und es -,Nird ein den Forderungen der Praxis gerecht werdender regelbarer Kondensator dadurch geschaffen, daß Metall und Dielektrikum zu in sich federnden Plattenelementen vereinigt sind. Da hierbei die Dielektrikumschicht sehr dünn sein kann und außerdem die Wölbung jedes Svstems in weiten Grenzen verändert werden kann, so ist einerseits der Regelungsbereich bei sehr hoher Endkapazität ein verhältnismäßig großer, trotz kleinen Raumbedarfs, während anderseits der Aufbau einfach und die Lebensdauer hoch ist. Es ist gleichgültig, ob die mechanische Festigkeit überwiegend durch das Dielektrikum oder durch das Metall erreicht wird, obwohl das letztere im allgemeinen günstiger ist.According to the invention all these disadvantages are avoided, and it - This means that a controllable capacitor that meets the requirements of practice is not achieved created that metal and dielectric combined to form resilient plate elements are. Because here the dielectric layer can be very thin and also the curvature Each system can be changed within wide limits, so on the one hand is the control area with a very high final capacity a relatively large, despite small space requirement, while, on the other hand, the structure is simple and the service life is long. It doesn't matter whether the mechanical strength is mainly due to the dielectric or the Metal is achieved, although the latter is generally more beneficial.

Die Herstellung der Plattensysteme kann durch Aufbringen einer genügend dehnbaren Dielektrikumschicht auf federnde Metall-, z. B. Bronze- oder Stahlplatten erfolgen. Die Dielektrikumschicht kann z. B. aus einer aufgetragenen Lackschicht bestehen oder aus aufgeklebten Blättern aus Glimmer, Papier, Isolierseide o. dgl. Zui- Erreichung. einer genügenden Dehnbarkeit kann die Dielektrikumschicht fein unterteilt oder unterbrochen sein. Insbesondere aber bietet es Vorteile, sie durch Aufstäuben pulverförmigen Glimmers oder anderer pulverförmiger Isolierstoffe auf eine klebende Schicht aus Lack oder ähnlichem Material herzustellen.The production of the plate systems can be done by applying a sufficient stretchable dielectric layer on resilient metal, z. B. bronze or steel plates take place. The dielectric layer can, for. B. from an applied paint layer consist of glued-on sheets of mica, paper, insulating silk or the like. Zui- achievement. a sufficient ductility, the dielectric layer can be fine be divided or interrupted. In particular, however, it offers advantages to get through Dusting on powdery mica or other powdery insulating materials to make an adhesive layer of lacquer or similar material.

Für den Aufbau solcher Kondensatoren ist es zweckmäßig, daß die Zahl der federnden Plattensysteme die der starren überwiegt oder daß überhaupt keine starren Systeme oder Platten verwendet werden.For the construction of such capacitors it is useful that the number of the resilient plate systems that outweighs the rigid ones or that none at all rigid systems or panels are used.

Um möglichst bei jeder Stellung des Kondensators ungefähr gleiche Abstände zwischen den Platten zu erhalten, empfiehlt es sich, die Druckwirkung, welche von den äußeren Platten jeweils auf die nächstinnere übertragen wird, hinsichtlich ihrer Stärke oder ihres Angriffspunktes von Platte zu Platte entsprechend zu ändern. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man entweder die äußeren Platten kürzer werden läßt, oder daß die Nullbiegung der Platten eine stärkere wird, oder endlich, daß die äußeren Platten größere Dicke oder einen höheren Elastizitätskoeffizienten als die inneren haben. Mehrere dieser Mittel können auch gleichzeitig angewandt werden.In order to be approximately the same for every position of the capacitor To maintain the spacing between the plates, it is recommended that the pressure effect, which is transferred from the outer plates to the next inner one, with regard to to change their strength or their point of attack from plate to plate accordingly. This can be B. can be achieved by either making the outer plates shorter can be, or that the zero curvature of the plates becomes stronger, or finite, that the outer plates greater thickness or one higher coefficient of elasticity than the inner ones have. Several of these remedies can also be used at the same time will.

In den Abbildungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Abb. i eine Ausführungsform des regelbaren Plattenkondensators in Aufsicht, Abb.2 in Seitenansicht, Abb. 3 in Vorderansicht; Abb.4 ist Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. i ; Abb.5 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. i in größerem Maßstabe; Abb.6 zeigt eine andere Ausführungform des regelbaren Plattenkondensators in Vorderansicht, Abb.7 in Aufsicht; Abb. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des regelbaren Plattenkondensators in Vorderansicht; Abb. 9 ist eine Aufsicht auf eine besondere Ausführungsform der Kondensatorplatten. Bei der Ausführungsform nach Abb. i bis 6 der Zeichnung ist der Kondensator mit zwei Bronzeblechplatten i, 2 versehen, von denen die Platte i eben oder leicht gewölbt und die Platte 2 stärker gewölbt ist. Die Deckplatte 3 und die Bronzeblechplatte i sind mit je einer Isolierschicht 4, 5 (Abb. 5) versehen, die in der oben angegebenen Weise hergestellt sein kann. Durch die Platten i bis 3 geht in der Mitte die Spindel 6 hindurch. die am Ende bei 7 mit Gewinde versehen und in einer mit der Platte 2 fest verbundenen Mutter 8 verschraubbar ist. Durch Drehung der Spindel 6 können somit die Platten i bis .3 einander genähert oder voneinander entfernt werden. Die Metallplatten i, 2 sind an entgegengesetzten Seiten mit gebogenen zungenartigen Verlängerungen 9, io versehen, die zu den Kontakten i i, 12 führen. Für den Durchtritt der Kontaktzungen 9, io sind seitlich an dem isolierten Plattenhalter 13 Ausschnitte 14 angebracht. Der Plattenhalter 13 hat an der Innenseite Einkerbungen 15, in welchen die Kanten der Metallplatten i, 2 ruhen (Abb. 3).Several exemplary embodiments of the invention are shown in the figures, namely: Fig. 1 shows an embodiment of the controllable plate capacitor in a plan view, Fig. 2 in a side view, Fig. 3 in a front view; Fig.4 is a section along the line IV-IV of Fig. I; Fig.5 is a section along the line IV-IV of Fig. I on a larger scale; Fig.6 shows another embodiment of the controllable plate capacitor in front view, Fig.7 in plan view; FIG. 8 shows a third embodiment of the controllable plate capacitor in a front view; Fig. 9 is a plan view of a particular embodiment of the capacitor plates. In the embodiment according to Fig. I to 6 of the drawing, the capacitor is provided with two sheet bronze plates i, 2, of which the plate i is flat or slightly curved and the plate 2 is more curved. The cover plate 3 and the sheet bronze plate i are each provided with an insulating layer 4, 5 (Fig. 5), which can be produced in the manner indicated above. The spindle 6 passes through the plates i to 3 in the middle. which is provided with a thread at the end at 7 and can be screwed into a nut 8 firmly connected to the plate 2. By rotating the spindle 6, the plates i to .3 can thus be brought closer to or removed from one another. The metal plates i, 2 are provided on opposite sides with curved tongue-like extensions 9, io which lead to the contacts ii, 12. For the contact tongues 9, io to pass through, cutouts 14 are attached to the side of the insulated plate holder 13. The plate holder 13 has notches 15 on the inside, in which the edges of the metal plates 1, 2 rest (Fig. 3).

Auf der mittleren Platte i sind zwei isolierende Materialstreifen 59 befestigt (Abb. 3 bis .I), um den Angriffspunkt der Federkraft so zu -verlegen, daß der Abstand von i gegen 3 und 2 bei jeder Spindelstellung annähernd der gleiche ist. Diese Isolierstreifchen haben eine Dicke, die kleiner ist als der Abstand zweier Platten.On the middle plate i are two strips of insulating material 59 (Fig. 3 to .I) in order to relocate the point of application of the spring force so that that the distance from i to 3 and 2 is approximately the same for every spindle position is. These insulating strips have a thickness that is less than the distance between two Plates.

Wird durch das Anziehen der Spindel 6 die untere elastische Platte 2 nach oben gezogen, so erfolgt Berührung an der einen Kante der Isolierstreifchen 59. Bei weiterem Drehen wird die mittlere Platte i federnd hocbgewölbt, indem die untere Platte 2 die Isolierstreifchen 59 hochdrückt. Erst wenn die Federkraft der mittleren Platte r einen gewissen Betrag überschreitet, erfolgt Annäherung an die untere Platte 2 und gleichzeitig an die obere Platte 3, so daß man es durch passende Bemessung der Zwischenlegstreifen 59 irn Verhältnis zu der Federkraft der Platten i, 2 in der Hand hat, eine gleichmäßige Annäherung beider Kondensatorenhälften zu bewirken. Der Vorteil liegt auf der Hand, denn würde die untere Platte 2 zuerst vollständig an die mittlere Platte i angenähert werden und beide gemeinsam sich darauf der oberen Platte 3 nähern, so würde die Kapazität nicht stetig mit stetig wachsendem Drehwinkel zunehmen, sondern es würde in der Mitte der Kurve sich ein Wendepunkt befinden entsprechend einer langsameren Zunahme der Kapazität.By tightening the spindle 6, it becomes the lower elastic plate 2 is pulled upwards, one edge of the insulating strip touches it 59. On further turning, the middle plate i is resiliently arched by the lower plate 2, the insulating strips 59 pushes up. Only when the spring force of the middle plate r exceeds a certain amount, approximation takes place lower plate 2 and at the same time to the upper plate 3, so that you can fit it through Dimensioning of the spacer strips 59 in relation to the spring force of the plates i, 2 has in hand, an even approximation of both capacitor halves to cause. The advantage is obvious, because the lower plate 2 would be first can be fully approximated to the middle plate i and both together then approach the upper plate 3, the capacitance would not be steady with steady as the angle of rotation increase, rather it would turn into one in the middle of the curve The turning point is a slower increase in capacity.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Kondensatoren ist, daß die Abstimmbreite bei gleicher Dämpfung, `wenn der Kondensator in einen Schwingungskreis eingeschaltet ist und die gesamte Kapazität bildet, fast gleich groß bei kleinen und großen Frequenzen ist.The main advantage of the present capacitors is that the tuning width with the same damping, `when the capacitor is switched into an oscillatory circuit and forms the entire capacitance, almost equally large at small and large frequencies is.

Bei der Ausführungsform nach Abb.6 und 7 findet ein System von mehreren Stahlblechplatten 16, 17, 18, i g, 2o Anwendung, von denen die Platten 16, 17, i g und 2o entgegengesetzt gewölbt sind, während die mittlere Platte 18 eben ist. Diese Platte 18 ist beiderseits mit einer Isolierschicht 2i, 22 versehen, während die Platte 17 oben eine Isolierschicht 23 und die Platte ig eine Isolierschicht 24 trägt. Die Plattenkanten sind durch Isolierstreifen 25, 26 voneinander getrennt, die durch einen Bügel 27, 28 (Schelle, Klammer o. dgl.) zusammengehalten werden und mit der mittleren Platte 18 fest vereinigt sind. In der Mitte der Platten geht wieder eine Stellschraube 29 hindurch, die in einer mit der Platte 16 verbundenen Mutter 30 verschraubbar ist und an dem entgegengesetzten Ende einen geriffelten Kopf 31 trägt, mittels dessen die Schraubenspindel 29 zur Annäherung oder Entfernung der Platten 16 bis 2o gedreht werden kann. Außerdem gehen durch die Platten noch zwei Röhren-oder Stäbe 32, 33 (Abb. 7) aus Glas oder anderem geeigneten Material hindurch, um den Platten 16 bis 2o die nötige Führung zu geben.In the embodiment according to Figures 6 and 7, a system of several sheet steel plates 16, 17, 18, ig, 2o is used, of which the plates 16, 17, i g and 2o are curved in opposite directions, while the middle plate 18 is flat. This plate 18 is provided on both sides with an insulating layer 2i, 22, while the plate 17 carries an insulating layer 23 at the top and the plate ig has an insulating layer 24. The plate edges are separated from one another by insulating strips 25, 26, which are held together by a bracket 27, 28 (clamp, bracket or the like) and are firmly united with the central plate 18. In the middle of the plates an adjusting screw 29 goes through again, which can be screwed into a nut 30 connected to the plate 16 and has a corrugated head 31 at the opposite end, by means of which the screw spindle 29 is rotated for the approach or removal of the plates 16 to 20 can be. In addition, two tubes or rods 32, 33 (FIG. 7) made of glass or other suitable material pass through the plates in order to give the plates 16 to 20 the necessary guidance.

In Abb. 8 ist eine Ausführungsform des Kondensators dargestellt, bei der die äußeren Platten kürzer als die inneren Platten sind. Dieser Kondensator besteht aus sieben Platten 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, von denen die mittlere, 37, eben und die äußeren Platten 34. bis 36 und 38 bis 40, die zu beiden Seiten der Metallplatte 37 liegen, entgegengesetzt gekrümmt sind. Außerdem sind die Platten nach außen hin um einen entsprechenden Betrag kürzer als die jeweils inneren Platten. Sie können ferner nach außen hin auch stärker gewölbt sein. Die Mittelplatte 37 ist wieder beiderseits mit je einer Isolierschicht 41, 42 versehen, während die Platten 35, 36 auf ihrer Oberseite je eine Isolierschicht 43, 44 und die Platten 38, 39 auf ihrer unteren Seite je eine Isolierschicht 45, .46 haben. Außen sind die Platten wieder durch Isolierstreifen 47, 48 voneinander getrennt, die durch Bügel 50, 51 zusammengehalten werden. Die Länge der Isolierstreifen wird von der Mitte nach außen größer, entsprechend der abnehmenden Plattenlänge. Durch die Mitte der Kondensatorplatten geht die Gewindespinde152 hindurch, die in einer mit der Platte 34 verbundenen Mutter 53 verschraubbar ist und einen geriffelten Kopf 54 trägt.Fig. 8 shows an embodiment of the capacitor in which the outer plates are shorter than the inner plates. This capacitor consists of seven plates 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, of which the middle, 37, flat and the outer plates 34th to 36 and 38 to 40, which lie on both sides of the metal plate 37, are oppositely curved. In addition, the plates are shorter towards the outside by a corresponding amount than the respective inner plates. They can also be more curved towards the outside. The middle plate 37 is again provided on both sides with an insulating layer 41, 42, while the plates 35, 36 each have an insulating layer 43, 44 on their upper side and the plates 38, 39 each have an insulating layer 45, 46 on their lower side. On the outside, the plates are again separated from one another by insulating strips 47, 48 which are held together by brackets 50, 51. The length of the insulating strips increases from the center outwards, corresponding to the decreasing panel length. The threaded spindle 152, which can be screwed into a nut 53 connected to the plate 34 and has a corrugated head 54, passes through the center of the capacitor plates.

Die Stromzuführung kann durch elastische Bänder erfolgen, für deren leichtere Unterbringung Aussparungen in den jeweiligen -Nachbarplatten und Isolierstreifen vorgesehen sein können.The power supply can be done by elastic bands, for their Easier accommodation Recesses in the respective neighboring panels and insulating strips can be provided.

Abb. 9 -zeigt noch eine Kondensatorplatte 5,5 in Aufsicht, bei der die Isolierschicht 56 zur Erreichung einer genügenden Dehnbarkeit an mehreren Stellen 57 unterbrochen ist und somit aus einzelnen dicht nebeneinanderliegenden Isolierstreifen -56 besteht.Fig. 9 shows a top view of a capacitor plate 5.5 , in which the insulating layer 56 is interrupted at several points 57 in order to achieve sufficient elasticity and thus consists of individual insulating strips -56 lying close to one another.

Es kann vorteilhaft sein, den Kondensatorplatten nicht eine einfache, sondern eine zwei-oder mehrfache Wölbung zu geben, z. B. eine doppel-$-förmige.It can be advantageous not to give the capacitor plates a simple, but to give a double or multiple curvature, e.g. B. a double - $ - shaped.

Einen besonderen Vorteil bei dieser Art Kondensatoren kann man noch dadurch erreichen, daß man eine oder einige der Platten des einen Potentials abschaltbar macht, um möglichst geringe Mindestkapazitäten zu erzielen.One can still see a particular advantage with this type of capacitor achieve that one or some of the plates of the one potential can be switched off makes in order to achieve the lowest possible minimum capacities.

Die die Isolierstreifen 25, 26 oder 47, 48 haltenden Büge127, 28 oder 50, 51 können auch durch Schellen, Klammern o. dgl. Mittel ersetzt werden.The brackets 127, 28 or 50, 51 can also be replaced by clamps, brackets or the like.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es nicht erforderlich ist, den Kondensator ausschließlich nur aus solchen Plattenelementen aufzubauen, bei welchen gemäß der Erfindung Belag und Dielektrikum zu federnden Platten vereinigt sind.It should be noted that it is not necessary to To build the capacitor exclusively from those plate elements in which According to the invention covering and dielectric are combined to form resilient plates.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Adjustable plate capacitor, its controllability based on the change in spacing of the assignments, characterized in that metal and dielectric are combined to form resilient plates.

2. Capacitor after Claim i, characterized in that the resilient plates with rectified Bulges lie on top of each other.

3. Capacitor according to claim i, characterized in that that the plates have different degrees of curvature.

4. capacitor according to claim i, characterized in that one end plate is flat and the other plates are the same or are curved to different degrees.

5. Capacitor according to claim i, characterized in that that the dielectric layer subdivided or to achieve sufficient ductility is interrupted.

6. Capacitor according to claim i, characterized in that it in a manner known per se from pairs of oppositely curved plate pairs consists.

7. Capacitor according to claim i and 3, characterized in that the plate pairs have increasing curvature from the center to both sides. B. capacitor according to claim i, characterized in that to achieve a distance that is as constant as possible between the plates the pressure that is transmitted from plate to plate, is different in terms of their strength or their point of attack. 9. Capacitor according to claim 8, characterized in that the plates have different dimensions, different strong bending and (or) different strength or spring force. fo. capacitor according to claim i, characterized in that the plate systems are known per se Way in the apex line. i i. Capacitor according to claim i, characterized characterized in that the charge feeds lie in recesses in the plates. 12th Capacitor according to Claim i, characterized in that between the pressure edges strong insulation strips are inserted. 13. Capacitor according to claim i, characterized characterized in that the dielectric layer by sputtering a powdery Isolating means on an adhesive lacquer o. The like. Layer is made.