DE627339C - Verfahren zur Herstellung von veraenderbaren elektrischen Kondensatoren mit uebereinstimmenden Kapazitaetskurven durch Profilierung der Platten des zu eichenden Kondensators - Google Patents

Description

Radioempfänger und andere Hochfrequenzverstärker, welche eine Abstimmung auf verschiedene Frequenzen innerhalb eines oder mehrerer Frequenzbereiche gestatten müssen, und an die man bezüglich der Selektivität große Anforderungen stellt, werden häufig mit mehreren auf die zu empfangende Frequenz abstimmbaren Kreisen ausgerüstet, von denen ein jeder aus einer Selbstinduktionsspule von innerhalb der einzelnen Frequenzbereiche unveränderlicher Selbstinduktion und einem mit dieser Spule gekoppelten veränderbaren Kondensator besteht. Um die Handhabung eines derartigen Empfängers o. dgl.

zu erleichtern, ist es gebräuchlich, die Abstimmkondensatoren mechanisch miteinander zu verbinden, so daß die Kreise gleichzeitig und gemeinsam abgestimmt werden können. Die veränderbaren Kondensatoren sind meistens als Drehkondensatoren mit einem drehbaren Plattensystem (Rotor) und einem festen Plattensystem (Stator) ausgeführt. Bei Anordnung mehrerer Abstimmkreise werden dabei die Rotoren der Drehkondensatoren auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, so daß bei Drehung dieser Welle die Kapazitäten sämtlicher Drehkondensatoren gleichzeitig verändert werden. Es ist nun bei Radioempfängern oder Hochfrequenzverstärkern der angegebenen Art wichtig, daß sämtliche Kreise möglichst genau auf dieselbe Frequenz abgestimmt werden. Im allgemeinen wird man dieses Ziel am einfachsten dadurch erreichen, daß man für die Erfüllung der folgenden Bedingungen Sorge trägt.

a) Gleiche Selbstinduktion der Spulen.

b) Gleiche Nullkapazität (Eigenkapazität) der Kreise.

c) Gleiche Kapazitätsänderung in den verschiedenen Kondensatoren bei Drehung der gemeinsamen Rotorwelle.

Die erste Bedingung ist leicht zu erfüllen, da es keine Schwierigkeiten bereitet, Spulen mit genügender Genauigkeit herzustellen.

Die zweite Bedingung ist ebenfalls leicht zu erfüllen. Man kann z. B. kleine Hilfskondensatoren von veränderlicher Kapazität parallel zu den Kreisen schalten und mittels derselben die Nullkapazität der einzelnen Kreise mit genügender Genauigkeit einstellen.

Die dritte Bedingung bereitet dagegen größere Schwierigkeiten, weil es praktisch nicht möglich ist, veränderbare Kondensatoren mit übereinstimmenden Kapazitätskurven

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herzustellen. Man ist vielmehr auf die nachträgliche Korrektur der Kondensatoren angewiesen, wofür bereits verschiedene Methoden in Vorschlag gebracht worden sind. Eine dieser Methoden besteht darin, daß man die beiden äußersten Platten des Rotors, welche im allgemeinen außerhalb der beiden äußersten Platten des Stators liegen, mit einer Anzahl radialer Schlitze versieht, so daß Sektoren entstehen, die einzeln von den benachbarten Statorplatten abgebogen werden können. Durch Biegung der einzelnen Sektoren kann die Kapazitätskurve des Kondensators geändert werden, und es läßt sich auf. diese Weise eine gewisse Ausgleichung der Kapazitätskurven sämtlicher Kondensatoren durchführen. Die Ausgleichung entspricht jedoch nicht der gewünschten Genauigkeit, weil die Sektoren aus praktischen Gründen nicht beliebig klein gemacht werden können. Man muß sich im allgemeinen mit einigen wenigen ziemlich großen Sektoren begnügen, so daß durch Abbiegung eines Sektors bei der Eichung die Kapazitätskurve 'einen unerwünschten Sprung aufweist und eine* Übereinstimmung aller Kurven praktisch nur äußerst schwierig herbeigeführt werden kann. Man muß sich daher im allgemeinen mit einer Annäherung begnügen.

Nach einer anderen bekannten Methode zur Eichung der Kondensatoren wird außerhalb der äußersten Platte des Rotors eine in axialer Richtung einstellbare Platte angeordnet. Dadurch, daß man diese Platte der benachbarten Rotorplatte nähert oder entfernt, kann man die Steilheit der Kapazitätskurve ändern. Dagegen lassen sich nach dieser Methode die Sprünge der Kurve nicht beseitigen. _t

Schließlich ist eine Eichmethode bekannt, nach welcher die Fläche einer oder mehrerer Platten des Rotors oder des Stators verändert wird, indem die Platten z. B. durch Rief elung für die Abtrennung bzw. für das Abschneiden ♦5 von Plattenteilen vorbereitet sind oder aus Isoliermaterial mit aufgelegter Metallfolie bestehen, die durch Abkratzen entfernt werden kann. Dieses Verfahren ist äußerst um-"" ständlich und schwierig, weil man leicht etwas zuviel Material entfernen kann, so daß der Eichvorgang mit einer neuen Abgleichplatte wiederholt werden muß. Eine Gewähr für Genauigkeit besteht jedenfalls nicht.

Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von veränderbaren elektrischen Kondensatoren - mit übereinstimmenden Kapazitätskurven dureh Profilierung der Platten des zu eichenden Kondensators, welches sehr bequem und .60 einfach auszuführen ist und sich durch größte Genauigkeit auszeichnet. Erfindungsgemäß werden der zu eichende Kondensator und ein mit ihm mechanisch verbundener, die gewünschte Kapazitätskurve aufweisender Kondensator (Normalkondensator) in eine an sich bekannte Meßbrücke oder eine damit äquivalente Meß vorrichtung eingeschaltet; mit einer von dieser Meßvorrichtung elek-.trisch gesteuerten Vorrichtung wird entweder direkt die erforderliche Profilierung der Ränder oder mehrerer Platten des zu eichenden Kondensators vorgenommen oder auf dieser Platte bzw. Platten eine Eichkurve aufgezeichnet, bis zu welcher das Plattenmaterial nachträglich entfernt wird. Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung, mittels der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeübt werden kann, sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar in

Abb. ι ein Kondensator in Seitenansicht, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt worden ist, in

Abb. 2 der Kondensator nach Abb. 1 in Draufsicht, in

Abb. 3 eine für die Eichung der Kondensatoren geeignete Meßanordnung, in

Abb. 4 eine Einzelheit der Vorrichtung nach Abb. 3.

In Abb. ι bezeichnet 1 das bewegliche Plattensystem, 2 das feste Plattensystem und 3 die Welle, welche das bewegliche System trägt. Diese Welle ist in einem das feste Plattensystem tragenden, nicht gezeigten Stativ gelagert. Das feste Plattensystem 2 ist gewöhnlich von diesem Stativ elektrisch isoliert. Durch Drehung der Welle 3 kann das bewegliche Plattensystem 1 in das feste Plattensystem 2 hineingedreht werden, so daß es die mit der gestrichelten Linie 4 angedeutete Lage einnimmt.

Der Kondensator erhält dadurch eine gewünschte Kapazitätskurve, daß man einer oder gegebenenfalls mehreren der Platten des beweglichen Systems 1 eine Umrißlinie oder ein Profil gibt, das beispielsweise nach der Kurvenlinie 5 verlaufen kann. Dadurch, daß man die Platten auf diese Weise profiliert, kann man die Kondensatoren mit jeder gewünschten Genauigkeit einander gleich machen. Die Profilierung wird in einem besonderen Meßapparat nach Zusammenbau der Kondensatoren vorgenommen. Man kann sich hierbei derselben Apparaturen und Meßmethoden bedienen, welche bei der Eichung, von Kondensatoren mit geschlitzten Platten üblich sind. Bei der Eichung kann man entweder so vorgehen, daß beispielsweise, wenn ein Radioempfänger o. dgl. drei untereinander gleiche, mechanisch gekuppelte Kondensatoren enthalten soll, einer dieser Kondensatoren *ao als Normalkondensator gewählt wird, während die übrigen Kondensatoren nach diesem

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Ngrmalkondensatof geeicht werden. Handelt es sich dagegen um einen Radioempfänger, der mit einer vorher hergestellten Frequenzskala, auf der z. B. die Rundfunkstationen angegeben sind, versehen werden soll, so müssen sämtliche Abstimmkondensataren des Empfängers nach einem besonderen Normalkondensator geeicht werden, der auch für die Eichung der Skala gedient hat. Es ist der to letztgenannte Fall, der heutzutage am meisten vorkommt.

Zur Erleichterung der Profilierung können besondere Maßnahmen ergriffen werden. So können beispielsweise die zu profilierenden Platten aus einem leicht bearbeitbaren Material hergestellt sein, wodurch das Schneiden oder Schleifen erleichtert wird. Wenn es unzweckmäßig sein sollte, diese aus leicht bearbeitbarem Material bestehenden Platten in dem fertigen Kondensator zu behalten, können sie nach der Profilierung mit Platten aus anderem Material ersetzt werden, welche unter Anwendung der erstgenannten Platten als Vorbilder hergestellt worden sind. Wenn aus irgendeinem Grunde zweckmäßig, können statt nur der beiden äußersten Platten des beweglichen Plattensystems 1 sämtliche Platten dieses Systems profiliert werden, Ferner kann man, um die Profilierung zu erleichtern, die Ränder der zu bearbeitenden Platten über die Ränder der übrigen Platten des Systems hinausragen lassen, wie bei 12 (Abb, 1 und 2) angedeutet. Diese Ausführangsform ist dann vorzuziehen, wenn die Profilierung durch Schneiden erfolgen soll. Statt die Platten des beweglichen Plattensystems 1 zu profilieren, kann man selbstverständlich auch eine oder mehrere der Platten des festen Plattensystems 2 profilieren. Schließlich kann man auch gleichzeitig Platten der beiden Systeme profilieren.

Abb. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Profilierung der Platten. Die Welle 3 des Kondensators 10, der nach -dem Normalkondensator 9 geeicht werden soll, ist durch ein Verbindungsglied 33 mit der Welle des letztgenannten Kondensators gekuppelt. Die Kondensatorwellen 3 sowie die beweglichen Plattensysteme 1 sind durch einen Schleifkontakt 34 mit Erde 17 verbunden. Die beiden festen Plattensysteme 2 sind durch zwei in Reihe liegende, untereinander genau gleiche Impedanzen 7, 8 vereinigt. Diesen beiden Impedanzen 7, 8 wird von einem Wechselstromgenerator 6 eine Wechselspannung von geeigneter Frequenz und Amplitude aufgedrückt. Zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Impedanzen 7, 8 und Erde 17 ist eine als Anodengleichrichter arbeitende Elektronenröhre 14 eingeschaltet. Wenn die Kapazitäten der beiden Kondensatoren 9, 10 verschieden sind, entsteht eine gewisse Spannung zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre 14, und die Größe dieser Spannung ist von der Kapazitätsdifferenz der Kondensatoren 9, 10 abhängig. Da die Röhre als Anadengleichrichter arbeitet, ändert sich deren Anodenstrom nach der Größe der dem Gitter aufgedrückten Wechselspannung. Die Anodenstromschwankungen werden auf gewöhnliche Weise mit Hilfe eines Anodenwiderstandes in Spannungsschwankungen umgewandelt, die in nachfolgenden Verstärkerröhren 15 und 16 verstärkt werden. Diese Röhren 15, 16 sind untereinander und mit dem Detektor 14 nach dem bekannten Prinzip der Gleichstromverstärkung gekoppelt. Infolge der Verstärkung wird eine geringe Änderung der dem Gitter der Röhre 14 aufgedrückten Wechselspannung eine bedeutende Änderung des Anodenstromes der letzten Röhre 16 hervorrufen. Die Röhre 16 erhält ihre Anodenspannung von einer Batterie 19, und der Anodenstrom fließt durch einen äußeren Widerstand 18, über dem ein Spannungsgefälle entsteht. Parallel zur Batterie 19 liegt eine Reihe von Widerständen 20, 21, 22, Wenn diese Widerstände 20, 21, 22 im bestimmten Verhältnis zum Widerstand 18 sowie zum inneren Widerstand der Röhre 16 für den Anodengleichstrom stehen, ist es möglich, auf dem Widerstand 21 einen Punkt 36 zu finden, der dasselbe Potential hat wie die Anode 37 der Röhre 16. Der Punkt 36 wird so eingestellt, daß er das gleiche Potential wie der Punkt 37 dann aufweist, wenn keine Wechselspannung dem Gitter der Röhre 14 aufgedrückt wird. Die Punkte 36 und 37 sind durch Leitungen 29 mit den beiden Enden einer Spule 28 verbunden. Die Spule 28, welche der Drehspule eines elektrischen * Meßinstrumentes ähnelt, ist zwischen den Polen eines Magnetes 24 drehbar angeordnet. Der Magnet 24 hat besondere Polschuhe 25, zwischen denen ein Eisenzylinder 26 derart angeordnet ist, daß zwischen dem Eisenzylinder und den Polschuhen ein Luftraum 27 entsteht, in welchem die Spule 28 drehbar ist. Die Spule ist mit einem Arm 30 versehen, der eine trichterähnliche, mit umgebogenem rohr- no förmigem Ende 32 versehene Vorrichtung 31 trägt (vgl. Abb. 4), Die trichterähnliche Vorrichtung ist mit einer Farbstofflösung· o. dgl. gefüllt. Das umgebogene Ende 32 befindet sich unmittelbar vor der zu profilierenden Platte 38 in dem beweglichen Plattensystem 1 des Kondensators 10, so daß die Farbstofflösung auf die Platte übertragen und bei Drehung der Kondensatorwelle 3 eine Konturlinie 5 gezeichnet wird.

Die zu profilierende Platte 38 ist, abgesehen davon, wie die übrigen Platten des beweg-

lichen Systems zur Erzielung einer gewünschten Kapazitätskurve ausgebildet sind, zweckmäßig kreisförmig, so daß die Spitze 32 sich immer in der Nähe der Peripherie befindet. Ferner ist es zweckmäßig, daß die zu profilierende Platte 38 mit einer besonderen streif enförmigen Statorplatte 39 Kapazität bildet,, so daß der eingedrehte Teil der Platte 38 nicht auf die Kapazität des Kondensators einwirkt.

Die drehbare Spule 28 wird von nicht gezeigten Spiralfedern in Gleichgewichtslage gehalten, ähnlich wie die Spule eines Drehspuleninstrumentes.

Wenn die Kapazitäten der beiden Kondensatoren 9, 10 voneinander abweichen, wird, wie oben erklärt, eine Wechselspannung dem Gitter der Röhre 14 aufgedrückt, wodurch der Anodenstrom der Röhre 16 geändert wird. Der Punkt 37 erhält jetzt ein anderes Poten-

ao tial als der Punkt 36, Ein Strom wird daher durch die Leitungen 29 und die Spule 28 fließen. Da die Spule sich in einem magnetischen Feld befindet, entsteht ein Drehmoment, welches die Spule 28 dreht, bis die Federkraft dem Drehmoment des Stromes gleich ist und ein neues Gleichgewicht sich einstellt. Die Drehung der Spule 28 ist dem durch die Spule fließenden Strom proportional, und wenn die Stromstärke durch geeignete Wahl von Spannungen und Kopplungselementen für die Verstärker- und Gleichrichterröhren der Kapazitätsdifferenz zwischen den Kondensatoren 9,10 proportional gemacht wird, so wird die Drehung des Armes 30. offenbar dieser Kapazitätsdifferenz proportional sein. Durch geeignete Wahl der Empfindlichkeit der mit 23 bezeichneten Vorrichtung kann man den Ausschlag des Armes 30 so groß machen, daß die umgebogene Spitze 32 gerade denjenigen Punkt auf der zu profilierenden Platte markiert, zu dem das Plattenmaterial entfernt werden soll, damit die Kapazität des Kondensators 10 mit der Kapazität des Normalkondensators 9 übereinstimmen soll. Wenn die Kondensatoren von der Nullage bis zur Lage der maximalen Kapazität gedreht werden, wird die Spitze 32 eine Kurvenlinie auf der zu profilierenden Platte zeichnen. Bis zu dieser Linie wird nachher das Material in einer geeigneten Schleifmaschine o. dgl. entfernt. Wenn der Kondensator 10 auf diese Weise behandelt worden ist, stimmt seine Kapazitätskurve mit der Kapazitätskurve des Normalkondensators 9 genau überein. Es ist selbstverständlich denkbar, ein Schmirgelscheibchen o..dgl. auf dem beweglichen Arm 30 drehbar zu lagern und dieses Scheibchen mit einer geeigneten Treibvorrichtung zu verbinden. Auf diese Weise würde man erreichen, daß die Pr'ofilierung ganz automatisch erfolgt. Auch andere Vorrichtungen zur Profilierung der Kondensatorplatten als gerade die oben beschriebenen liegen nahe bei der Hand. Es ist ferner möglich, die Erfindung auch bei anderen Kondensatortypen in Anwendung zu bringen als bei den auf der Zeichnung dargestellten.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von veränderbaren elektrischen Kondensatoren mit übereinstimmenden Kapazitätskurven durch Profilierung der Platten des zu eichenden Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß der zu eichende Kondensator und ein mit ihm mechanisch verbundener, die gewünschte Kapazitätskurve aufweisender Kondensator (Normalkondensator) in eine an sich bekannte Meßbrücke oder damit äquivalente Meßvorrichtung eingeschaltet werden und daß mit einer von dieser Meßvorrichtung elektrisch gesteuerten Vorrichtung entweder direkt die erforderliche Profilierung der Ränder einer oder mehrerer Platten des zu eichenden Kondensators vorgenommen wird oder daß auf genannter Platte oder Platten eine Eichkurve aufgezeichnet wird, bis zu welcher das Plattenmaterial nachträglich entfernt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Profilieruug auf Platten vorgenommen wird, deren Ränder über die Ränder der übrigen Platten hinausragen,
3. 3. !Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung auf kreisförmigen oder halbkreisförmigen Platten vorgenommen wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des .Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in einem Magnetfeld beweglich angeordnete, von einer der Kapazitätsdifferenz zwischen dem Normal-

   , kondensator (9) und dem zu eichenden Kondensator (10) entsprechenden stromdurchflossenen Spule (28) o. dgl., welche mit einer Vorrichtung (31) zur Aufzeichnung der erforderlichen Eichkurve auf der Kondensatorplatte oder zur direkten Profilierung dieser Platte zusammenwirkt oder die genannte Vorrichtung trägt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Normalkondensator (9) und der damit' medianisch verbundene, zu eichende Kondensator (10) sowie ein Wechselstromgenerator (6) in einer Brücke eingeschaltet sind, von der eine der Kapazitätsdifferenz zwischen den Kondensatoren proportionale Wechselspannung herausgenommen werden kann, und daß an diese Brücke ein

   Gleichrichter (14) angeschlossen ist, der gegebenenfalls über eine oder mehrere Verstärkerröhren (15, 16) die Spule (28) mit einem der Kapazitätsdifferenz zwischen den Kondensatoren (9, 10) proportionalen Strom speist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter, (14) aus einer anodengleichricMenden Elektronenröhre besteht, und daß die Verstärkerröhren (15, 16) untereinander und mit dem Gleichrichter galvanisch gekoppelt sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (28) derart in dem Anodenkreis der sie speisenden Röhre eingeschaltet ist, daß sie stromlos ist, wem die dem Gleichrichter (14) aufgedrückte Wechselspannung gleich Null ist.
8. 8. Kondensator oder aus mehreren mechanisch verbundenen Kondensatoren bestehendes Aggregat, hergestellt nach einem oder mehreren der in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Verfahren.
9. 9. Kondensator oder Kondensatoraggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Platte oder Platten des einen Systems mit besonders ausgebildeten, zweckmäßig streifenfoarmigen Platten (39) des anderen Systems Kapazitäten bilden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen