DE675898C

DE675898C - Veraenderbarer elektrischer Praezisionskondensator

Info

Publication number: DE675898C
Application number: DEH146479D
Authority: DE
Original assignee: HOCHOHM GmbH
Current assignee: HOCHOHM GmbH
Priority date: 1936-02-06
Filing date: 1936-02-06
Publication date: 1939-05-20

Description

Veränderbarer elektrischer Präzisionskondensator Für viele Zwecke, insbesondere für Meßzwecke, werden veränderbare Präzisionskondensatoren benutzt, die die Eigenschaft haben müssen, genau auf bestimmte Kapazitätswerte geeicht zu sein, so daß z. B. noch Bruchteile von Millimetern abgelesen werden können. Derartige Präzisionskondensatoren bestanden bisher für gewöhnlich aus einer festen Scheibe, die die eine Belegung bildete, und einer zu dieser parallel stehenden, und in ihrem Abstand zu ersterer verä nderbare#n beweglichen Scheibe. Die, bewegliche Scheibe war mittels eines Gewindebolzens in einer entspre ° chenden Gewindebuchse: drehbar ,angeordnet, so d,aß sie beim Drehen des Bolzens einen mehr oder weniger großen Abstand zur festen Platte einnahm.
Derartige Präzisionskondensatoren erweisen sich aber für höhereAnforderungenals,unzweck; mäßig und unsicher, insbesondere deshalb, weil sich das Gewinde im Laufe der Zeit verbraucht; es entsteht ein toter Gang bzw. wird die Plattenebene beim Dnehen des Bolzens nicht mehr genau parallel zu sich selbst bewegt, sondern erleidet dabei noch unerwünschte Bewegungen. Von einer Präzision der Arbeitsweise des Kondensators kann dann nicht mehr gesprochen werden.
Um diesen übelstand zu beheben., wurden bereits veränderbare, becherartige Präzisionskondens.atorein vorgeschlagen, bei denen an der Innenwandung eines geschlossenen zylindrischen Gehäuses ein Gewinde vorgesehen ist, in welchem eine stabförmige Elektrode bewegbar ist, deren Stirnteil einer zweiten Elektrode mehr oder weniger genähert werden kann. Die Bewegung wird dadurch ermöglicht, daß die stabförmige, im Innengewinde laufende Elektrode mit einem aus dem Gehäuse nach außen führenden Drehknopf verbunden ist. Eine solche Konstruktion hat aber zwei grundlegende Nachteile.
Durch die Anbringung des für die stabförmige Belegung vorgesehenen Führungsgewindes, das notgedrungen .auf dem gleichen Potential steht wie die bewegbare Elektrode zusammen mit der feststehenden Elektrode im Gehäuseinnern, läßt sich die Anfangskapazität des Kondensators nicht unter einen bestimmten Betrag legen. Außerdem aber besteht die Gefahr, daß das verhältnismäßig große Gewinde beim Drehen Hemmungen verursacht, die durch die außerhalb des Gewindes angreifende Kraft beim Einstellen schwer zu überwinden sind.
Um diese Nachteile zu umgehen, wird nun bei einem Präzisionskondensator, insbesondere für kleine Betriebskapazitäten, bestehend aus einer in einem Gehäuse mittels eines Gewindes und einer Führungsbuchse gegenüber einer Gegenelektrode verschiebbaren stabförmigen Elektrode, ein derartiger Aufbau vorgesehen, daß das Gehäuse lediglich die feste Becherelektrode enthält und das Gewinde und die Führungsbuchse für .die. bewegbare Stabelek--' trode in einem am Gehäuse befindlichen rolir förmigen Ansatz untergebracht sind.
Nach einer vorteilhaften Ausbildung des Kondensators nach der Erfindung besteht dieser rohrförmige Ansatz aus einer möglichst starkwandigen, .einen Außendurchmesser von vorzugsweise mehreren Zentimetern und einen Innendurchmesser von etwa 1,5 cm aufweisenden metallischen Führungsbuchse, deren Außenwandung ein Gewinde aufweist, das mit dem Innengewinde eines die Fortsetzung der bewegbaren Stabelektrode bildenden !und um den äußeren Stirnrand des Rohransatzes herumgreifenden Hohlzylinders im Eingriff steht.
Das die beiden Elektroden -umgebende Gehäuse ist ,aus Metall und steht zweckmäßig mit der bewegbaren Elektrode, dem Gewinde und der Führungsbuchse auf gleichem elektrischen Potential.
Durch de Trennung der Stabelektrode von dem Gewinde, die bei dem bekannten Präzisionskondensator nicht verwirklicht ist, wird der Vorteil einer praktisch unbegrenzten Betriebssicherheit und Genauigkeit erreicht; denn selbst wenn die Führungsbuchse und der sie umgebende Hohlzylinder im Laufe der Zeit ,etwas .abgenutzt werden, so bleibt immer noch die genaue Führung der Stabselektrode in der Becherelektrode erhalten. Es ist besonders vorteilhaft, das Gewinde mit einem sehr großen Durchmesser zu versehen, der den Durchmesser der Stabelektrode erheblich überschreitet.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kondensators nach der Erfindung. Die feste Belegung bildet die Becherelektrode i. In sie ragt als Gegenbelegung die Stabelektrode 2, die in einer verhältnismäßig langen und genau gearbeiteten Führungsbuchse 9 läuft. Die Becherelektrode i ist über ein Isolierstück 3, z. B. einen Stab .aus einem eisenfreien Magnesiulisilicat oder Polystyrol. oder einem anderen keramischen oder organischen hochwertigen -und verlustarmen Isolierstoff, mit der Stirnwand q. verbunden, dieeinen Teil des metallischen Gehäuses 5 bildet. An der der Stirnseite q. entgegengesetzten Seite des Gehäuses 5 ist die Führungsbuchse 9 befestigt. Die Stabelektrode 2 sitzt mit ihrem der Becherelektrode abgewandten Ende mittels einer Feder 13 und einer Schraube 14 an einem Verbindungsstück 6, das einen Teil eines Hohlzylinders 7 bildet. Dieser Hohlzylinder 7 umgibt die Führungsbuchse 9 fast .auf der ganzen Länge und steht mit ihr durch ein Gewinde 8 im Eingriff. Beim Drehen des Hohlzylinders 7 wird dieser also mitsamt der Stabelektrode 2 in axialer Richtung verschoben, so daß-die zwischen der Stabelektrode 2 -und der @Bt,.cherelektrode 1 auftretende Kapazität entsprechend geändert wird.
Die äußeren Stromanschlüsse io sind derart angebracht, .daß der eine von ihnen, der mit der Becherelektrode i in Verbindung steht, isoliert durch einen Tubus i i des Gehäuses 5 nach außen geführt ist, wobei dieser Tubus an der Stirnseite durch eine Scheibe 16 aus einem möglichst hochwertigen Isolierstoff, z. B. einem eisenfreien Magnesiumsilicat od.jr Polystyrol oder .einem anderen hochwertigen keramischen oder organischen Isolierstoff, abgeschlossen ist. Der :andere Anschluß ist durch -eine Schraube 12 direkt mit der metallischen Hülle 5 verbunden.
Die Verbindung der Stabelektrode 2 mit dem Hohlzylinder 7 in Gestalt der Feder 13 und der Schraube 14 hat den Zweck, die Fertigung zu erleichtern, da es sich als sehr schwierig, wenn nicht als undurchführbar herausgestellt hat, die innere öffnung der Führungsbuchse 9 derart zu bohren, daß einerseits die, Stabelektrode 2 ohne Luft mit Laufsitz in diese öffnung paßt und :anderseits das Außengewinde der Buchse 9 genau in das Innengewinde des Hohlzylinders 7 paßt. Die Feder 13 nimmt so die allerdings sehr kleinen seitlichen Verschiebtungen der Stabelektrode 2 gegenüber dem Hohlzylinder 7 ,auf, .ohne dadurch die genaue Führung der Stabelektrode 2 zu beeinträchtigen; denn diese Führung ist ja durch die Bohrung in der Führungsbuchse 9 bestimmt.
Die Führungsbuchse 9 ist mit dem Ge- häuse 5 durch Schrauben verbunden, von denen die eine durch 15 dargestellt ist. Der Hohlzylinder 7 hat an seinem dem Gehäuse 5 zugewandten Ende zweckmäßig eine Einteilung, zu deren Ablesung auf der Führungsttuchse 9 eine entsprechende Markierung sitzt, oder umgekehrt. Man kann diese Einteilung so wählen, daß dem Abstand zwischen je zwei Skalenstrichen eine Kapazitätsänderung von beispielsweise o,oi mm entspricht. Dabei kann durch den angegebenen Aufbau bequem erreicht werden, daß einer ganzen Drehung des Hohlzylinders 7 eine Kapazitätsänderung von etwa i cm entspricht. Der gesamte Kapazitätsbereich des Kondensators kann so das Gebiet von etwa q. bis 25 cm umfassen.
Die vorteilhaftesten Maße für die Ausführung eines Kondensators nach der Erfindung gehen ebenfalls aus der Zeichnung hervor. Das Gehäuse 5 ist etwa 7 5 mm lang und hat einen Durchmesser von 70 mm, die Führungsbuchse ist .etwa 75 mm lang bei ,einem äußeren Durchmesser von 5o mm. Die Stabelektrode 2 hat einen .äußenen Durchmesser von etwa i# nun, die Becherelektrode i einen äußeren Durchmesser von etwa 17 mm und leine lichte Weite von etwa 15 min, so daß zwischen Stabelektrode und Becherelektr.ode ein Abstand von etwa o,5 mm besteht.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich weiterhin in vorteilhafter Weise dadurch abändern, daß z«rischcn der Stabelektrode 2 und der Führungsbuchse g Mittel vorgesehen sind, durch die sich die Stabelektrode bei Drehungen des Hohlzylinders 7 lediglich axial verschiebt, aber nicht mitdreht. Zu diesem Zweck wird z. B. an der Führungsbuchse ein Stift oder eine Schiene vorgesehen, die in eine ;auf der Stab'elektrode befindliche achse :np,arallel verlaufende Nut eingreift. Ebenso kann der Führungsstift oder die Schiene auf der Stabelektrode 2 in achsenparalleler Richtung vorgesehen sein und die Nut in der Führungsbuchse g sitzen. Durch .die in der Zeichnung dargestellte federnde Verbindung zwischen der Stabelektrode 2 :und dem Hohlzylinder 7 bziv. dem Verbindungsstück 6 ist diese Relativdrehung zwischen der Stabelektrode und dem Hohlzylinder ohne weiteres durchführbar.

Claims

PATrNTANSPIZÜCII$: i. Veränderbarer elektrischer Präzisionskondensator, insbesondere für kleine Bctriebskapazit,äten, bestehend aus einer in einem Gehäuse mittels eines Gewindes und einer Führungsluchse gegenüber einer Gegenelektrode verschiebbaren stabförmigen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) lediglich die feste Becherelektrode (i) enthält und das Gewinde (8) und die Führungsbuchse (9) für die bewegbare Stabelektrode (2) in einem am Gehäuse befindlichen rohrförmigen Ansatz runtergebracht sind.
2. Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz aus einer möglichst starkwandigen, einen Außendurchmesser von vorzugsweise mehreren Zentimetern und einen Innendurchmesser von erim. 1,5 cm aufweisenden metallischen Führungsbuchse (9) besteht, deren Außenwandung ein Gewinde (8) aufweist, das mit dem Innengewinde eines die Fortsetzung der bewegbaren Stab@.elektrode (2) bildenden -und um den äußeren Stirnrand des Rohransatzes herumgreifenden Hohlzylinders (7) im Eingriff steht.
3. Kondensator ,nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse metallisch ist #und zweckmäßig mit der bewegbaren Elektrode, dem Gewinde und der Führungsbuchse auf gleichem elektrischen Potential steht. q..
Kondensator nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse einen Führungsstift, eine Schiene, Nut o. dgl. enthält, mit dem eine .an der bewegbaren Stabselektrode befindlicheentsprechende Nut, ein Stift, eine Schiene o..dgl. derart in Eingriff steht, daß die Stabelektrode die Drehung des Hohlzylinders nicht mit ausführt, sondern nur ;axial. verschoben wird.
5. Kondensator nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse ;und der Hohlzylinder mit einer z. B. in. Kapazitätseinheiten geeichten Gradeinteilung und entsprechenden Markierungen versehien sind.
6. Kondensator nach Anspruch i oder folgenden, -dadurch gekennzeichnet, daß die Becherelektrode nirecks Erzielung einer auf dem ganzen Einstellbereich möglichst geradlinigen. Charakteristik genaue Zylinderform besitzt.
7. Kondensator nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Becherelektrode mit dem Gehäuse durch ,ein Isolierstück (3), z. B. einen Isolierstab aus einem hochwertigen organischen oder keramischen dielektrischen Stoff, in Verbindung steht.