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Veränderlicher Kondensator mit durch Glimmer getrennten Belegungen.
Um bei veränderlichen Kondensatoren eine möglichst große Kapazität bei kleinem Volumen
zu erhalten, hat man versucht, Dielektrika mit größerer Dielektrizitätskonstante
als Luft oder öl, z. B. Glimmer, zwischen den Metallbelegungen zu verwenden.
Dieses Material hat den weiteren Vorzug, daß infolge seiner größeren dielektrischen
Festigkeit die Abstände zwischen den Delegungen und somit auch die Bemessung des
Kondensators recht klein gehalten werden können. Wenn jedoch der Kondensator so
gebildet war, daß die durch Glimmer isolierten festen und beweglichen Platten aufeinanderlagen,
so bildete sich beim Drehen durch Reibung der sich berührenden Teile im Laufe der
Zeit durch den Verschleiß des Glimmers Glimmerstaub, welcher das gute Arbeiten des
Kondensators beeinträchtigte.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß dieser
Staub an sich nicht schädlich ist, und nur in den Fällen nachteilig ist, in welchen,
wie bei den bisher verwendeten Konstruktionen, die Platten. des unbeweglichen Systems
mehr oder weniger steif angeordnet sind. Der veränderliche Glimmerkondensator nach
der Erfindung ist im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen so gebaut, daß seine
Platten nicht steif befestigt sind; vielmehr sind das aus einer oder mehreren Scheiben
bestehende bewegliche und das entsprechende feststehende Element durch Federn so
gegeneinandergepreßt, daß sich ihre Oberflächen gut aneinanderschmiegen, ohne daß
dabei ihre gegenseitige Verstellbarkeit verhindert ist. Der sich im Laufe der Zeit
etwa entwickelnde Glimmerstaub verursacht dabei keinerlei Verstopfungen, die, wie
bei den bekannten Kondensatoren, den Druck zwischen den sich reibendeii Platten
vergrößern und so die Drehung der beweglichen Platten verhindern könnten. Der Druck
bleibt vielmehr bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur von 'der Elastizität der
Federn abhängig und daher im wesentlichen konstant. Der Glimmerstaub kann sich sogar
als nützlich erweisen, indem er sozusagen als Schmiermittel dient und die Reibung
verkleinert und außerdem die etwa vorhandenen Unebenheiten der sich berührenden
Oberflächen ausfüllt, so daß das Dielektrikum homogener ist und keine- Lufträume
zwischen die Beleggungen kommen.
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Im übrigen ist die Entwicklung von Glimmerstaub bei entsprechend eingestelltem
Federdruck nicht sehr groß; sie wird zudem etwas verkleinert, wenn man, wie bei
einigen Ausführungen des Kondensators nach der Erfindung, die Anordnung so trifft,
daß eines von den Kondensatorelementen, vorzugsweise das bewegliche, keine Glimmerplatten
hat, so daß die Reibung nicht zwischen Glimmer und Glimmer, sondern zwischen Metall
und Gliminei stattfindet.
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Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in den Abbildungen
der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt im größeren Maßstab einen
Mittelschnitt
durch einen gemäß der Erfindung hergestellten Kondensator mit einer drehbaren und
zwei festen Belegungen.
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Abb. 2 zeigt eine Draufsicht auf die obere feste Platte in Abb. i,
wobei ein Teil der Glimmerauflage entfernt ist. Die Darstellung in. Abb. 2 ist in
halber Größe der Ausführung in Abb. i gehalten. 4'
Abb. 3 zeigt eine
Draufsicht auf die drehbare Metallbelegung Abb. 4 zeigt eine Draufsicht auf die
untere feststehende Platte, wobei ebenfalls die Glirnmerscheibe teilweise entfernt
ist.
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Abb. 5 zeigt die Kondensatorbelegungen im
Gehäuse von
unten.
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Abb. 6 zeigt eine ähnliche Draufsicht wie Abb. 5, jedoch
sind neben den Kondensatorbelegungen noch andere Teile vorhanden.
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Abb. 7 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführung im Schnitt,
bei welcher mehrere drehbare Belegungen vorhanden sind.
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Abb. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher mehrere
einzelne Kondensatoren zu einer Einheit zusam-rnengebaut sind.
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Abb. 9 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführung nach Abb.
8.
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Der Kondensator nach Abb. i besteht aus einem Gehäuse i aus Hartgummi
oder aus einem anderen geeigneten Isoliermaterial, einem Deckel 2 für das Gehäuse
aus gleichem Material, zwei festen Platten 3 und 4, einer dünnen biegsamen
und drehbaren Metallplatte 5, einer Welle 6, an welcher die drehbare
Platte 5 befestigt ist, einem Knopf 7
zur Drehung der Welle
6 und einem Spannring 8, durch welchen die festen Platten in ihrer
Lage gehalten werden und der Druck zwischen den festen und drehbaxen Platten erzeugt
wird.
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jede der festen Platten3 und 4 besteht aus zwei dünnen biegsam-en
und kreisförmigen Glimmerscheiben (z.B. von etwa o,o-->5 bis o#o5 mm Dicke), welche
miteinander durch einen geeigneten Klebestoff verbunden sind und eine dünne Metallplatte
3a bzw. 4a zwischen sich enthalten. Diese letzteren sind vorzugsweise halbkreisförmig
ausgebildet, wie dies aus Abb. 2 und 4 ersichtlich ist. Die Scheiben sind in bekannter
Weise mit Zungen 31' und 4 b versehen, welche an eine nietallische,
Anschlußklemme 9 angelötet werden. Die gesamte Dicke jeder der festen Platten
schwankt zwischen 0,075 und 0,15 mm und überschreitet vorzugsweise
die letztere Größenordnung nicht. Die Anschlußklemmeng und i o liegen in Schätzen
des Gehäuses i und sind mit Anschlußschrauben ii versehen.
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Die drehbare Platt,-,5 kann aus Messing bestehen und hat ungefähr
eine Dicke von 0,07 5 bis o, i S mm. Sie ist auf der Welle
6
an einer Schulter6' befestigt, während das Ende der Welle6 über die Platte5
umgebördelt ist. Der federnde Draht8 wird in die Nut i' des Gehäuses i eingedrückt
und liegt hierbei gegen die Unterseite der festen Platte 4 an, wodurch diese festgehalten
wird. Die feste Platte 3 besitzt vorzugsweise einen kleineren Durchmesser
als die Platte 4; ferner ist eine Aussparung von einer Tiefe, die ein wenig geringer
ist als die Dicke der Platten 3 und 5 zusammen, in dem Gehäuse i vorgesehen,
in welche diese Platten eingelegt werden. Die Platte 4 ruht mit ihrem Umfang auf
einer Schulter i- des Gehäuses. Hierdurch werden die festen Platten im Abstand voneinander
gehalten. Der federnd an der festen Platte 4 anliegende Draht 8 ist an die
Anschlußklemme io angelötet und hat zwei nach innen vorspringende Teile oder Finger
8a, welche die drehbare Platte 5 berühren und so eine elektrische Verbindung
zwischen der Platte 5 und der Klemme io herstellen. Gegebenenfalls können
auch die nach innen abgebogenen Enden des Spannrings 8 direkt einen elektrischen
Schleifkontakt mit der Welle 6 bilden und dadurch auch als Stromzuführung
für die drehbare Platte dienen. Da die Schulter ja UM ein geringes niedriger
als die gesamte Dicke der festen Platte 3 und der beweglichen Platte
5 ist, so wird die feste Platte 4 gegen die bewegliche Platte 5 und
letztere gegen die feste Platte 3 gedrückt. Durch diesen Druck zwischen den
festen und beweglichen Platt-en wird verhindert, daß Luft zwischen sie treten kann.
Die Abschlußplatte 2 wird an dem Gehäuse i mit Hilfe von versenkten Schrauben i-.
befestigt.
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Bei dem in Abb. 7 dargestellten Kondensator sind vier feste
Platten und drei drehbare Platten vorhanden. Die letzteren sind an der Welle
15 mit Hilfe einer Schraube 16 befestigt, welche durch einen Stift ig an
einer Verdrehung gegenüber der Welle ; 5 verhindert ist. Die drehbaren Platten
14 sind durch geeignete Unterlegscheiben 17 im Abstand voneinander gehalten, während
die festen Platten 13 durch Ringe 18 aus Isoliermaterial voneinander getrennt sind.
Die Dicke der Unterlegscheiben17 und der Ringei8 ist so bemessen, daß sich die festen
und beweglichen Platten unter dem Druck des Spannrings8 berühren. Im übrigen ist
der Aufbau nach Abb.7- identisch mit dem nach Abb. i.
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Abb, 8 zeigt einen Kondensatoraufbau mit zwei übereinander
angeordneten Kondensatoreinheiten. jede der Einheiten hat eine drehbare Platte und
zwei feste Platten der beschriebenen Ausführung, während beide Einheiten miteinander
durch Bolzen 22 und Muttern 23 verbunden sind. Die Wellen 24, an welchen
die drehbaren, Platten befestigt sind,
sind je mit einem
prismatischen Ansatz 24' und einer geeigneten Bohrung 2V versehen, in welche der
Ansatz 24' der anschließenden Welle eingeschoben ist. Infolgedessen sind die einzelnen
Wellen gegen Drehung gegeneinander gesichert und die drehbaren Platten elektrisch
miteinander über die Wellen verbunden. Eine noch bessere elektrische Verbindung
kann jedoch erhalten werden, wenn die Anschlußblöcke 25 miteinander mittels
eines Drahtes verbunden werden. Die festen Platten können durch Verbindung der Anschlußklemmen
26 aneinander angeschlossen werden. Wie ohne weiteres ersichtlich, kann jede
gewünschte Zahl von Kondensatoreinheiten in der beschriebenen Weise miteinander
verbunden werden, um einen Kondensator gewünschter Kapazität herzustellen. Es ist
auch nicht notwendig, daß die einzelnen Kondensatoreinheiten einander gleich sind;
vielmehr können einige der Einheiten größere und einige kleinere Kapazitäten aufweisen.
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Die Oberfläche jeder Einheit wie auch die der Gehäuse nach Abb. i
und 7 ist vorzugsweise mit einer Skala 27 versehen, während ein an
dem Drehknopf befestigter Zeiger 28 über der Skala der obersten Einheit läuft.
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DurchdieNachgiebigkeit der festenundbeweglichen Platten werden alle
Unregelmäßigkeiten der Flächen, die miteinander arbeiten, ausgeglichen und infolgedessen
der Raum, zwischen den Metallfolieny und 4a und den, drehbaren Platten auf ein Minimum
herabgesetzt und gleichzeitig jede Störung in der Bewegung der drehbaren Platten
verhindert.
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Man kann auch eüi feines Glimmerpulver auf die sich reibenden Flächen
streuen, bevor der Kondensator zusammengesetzt wird, um eine anfängliche Schmierung
zu erzielen. Das Pulver kann jedoch auch fortgelassen werden, da sich nach kurzer
Zeit ein feiner Staub durch die Abarbeitung der Glimmerscheiben bildet. Der Glimmerstaub
erfüllt dabei nicht nur die Aufgabe eines Schmiermittels, sondern er füllt auch
jeden leeren Raum zwischen den Platten aus. Da die Dielektrizitätskonstante des
Glimmerpulvers auch größer ist als die der Luft, so ergibt sich auch hierdurch noch
eine größere Kapazität pro Flächeneinheit.