DE809322C - Veraenderlicher Kondensator mit zwei ineinandergreifenden Elektroden, insbesondere Trimmerkondensator - Google Patents

Description

• Veränderlicher Kondensator mit zwei ineinandergreifenden Elektroden, insbesondere Trimmerkondensator Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen veränderlichen Kondensator mit zwei ineinandergreifenden Elektroden, insbesondere auf einenTrimmerkondensator, dessen Elektroden je aus einem scheibenförmigen Teil mit einer Anzahl darauf senkrechten, koaxialen Zylindern bestehen. Ein solcher Trimmerkondensator ist z. B. in der amerikanischen Patentschrift 2 161 419 beschrieben.
• Es ist bereits bekannt, Elektroden für solche kleinen Kondensatoren durch Kaltspritzverfahren (Schlagextrusion), durch maschinelle Bearbeitung oder durch das Preßgießverfahren anzufertigen.
• Die Anfertigung solcher Kondensatoren durch das Kaltspritzverfahren erweist sich als verhältnismäßig kostspielig. Wenn die konzentrischen Zylinderelektroden durch eine maschinelle Bearbeitung aus einem massiven kletallblock angefertigt werden sollen, so ergibt sich, daß die Zylinderwände von verhältnismäßig großer Stärke sein müssen zwecks Vermeidung von Reißen des Metalls. Außerdem ist eine solche Bearbeitung an sich sehr kostspielig. Preßgießen ist allerdings das billigste Verfahren, aber bei Versuchen zur Anfertigung der Elektrode durch Preßgießen wurde festgestellt, daß auch hierbei die Wände von verhältnismäßig großer Stärke gemacht werden müssen, da sie sonst beim Wegziehen der Preßform reißen. Diese ungünstigen Verhältnisse machen sich besonders bei der Herstellung kleinerer Kondensatoren geltend.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Kondensator zu schaffen, bei dessen Anfertigung die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten nicht auftreten.
• Der erfindungsgemäß ausgebildete Kondensator weist das Kennzeichen auf, daß die Elektroden maschinell bearbeitet sind und aus einem nichtmetallischen, bei def Bearbeitung pulverbildenden, elektrisch leitenden Material bestehen. Mit einem pulverbildenden Material ist hier ein Material gemeint, das zu Pulver zerstampft werden kann bzw. bei maschineller Bearbeitung, z. B. Drehen, ein mehr oder weniger pulverförmiges Abfallprodukt ergibt, wie z. B. Graphit.
• Bei maschineller Bearbeitung eines solchen Materials werden auf das Werkstück keine großen Kräfte ausgeübt, da das Lösen des Materials verhältnismäßig glatt vonstatten geht. Hierdurch ist es möglich, Elektroden mit sehr dünnen Wänden von etwa o,2 mm Stärke schnell und billig ohne großen Ausschuß durch Reißen oder Deformierung der Wände anzufertigen. Außerdem ist die Elektrode infolge der Eigenschaften des pulverbildenden Materials widerstandsfähig, und ein auf diese Weise angefertigter Kondensator ist nicht mikrophonisch. Graphit hat sich für die Zwecke der Erfindung als besonders geeignet erwiesen. Besonders hat ein bearbeiteter Graphitkörper nicht nur einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, so daß ein Kondensator mit geringer Temperaturabhängigkeit entsteht, sondern das Graphit dient auch als Schmiermittel für das Bearbeitungswerkzeug, so daß keine wesentliche Erwärmung des Werkzeugs und des Graphits auftritt und Deformierungen der erhaltenen Elektroden vermieden werden. Besonders geeignet zum Zweck der Erfindung sind Graphitkörper mit einer Rockwellhärte von etwa 14 bis 15, einer Zugfestigkeit von der Größenordnung von 225 bis 425 kg/cm2, einem spezifischen Gewicht von etwa i,i und einem spezifischen Widerstand von der Größenordnung von 0,0003 bis 0,0004 Ohm/cm.
• Die Elektroden oder wenigstens deren einander zugekehrte Flächen sind vorzugsweise galvanisch mit einer Metallschicht überzogen. Die mechanische Festigkeit der Wände wird auf diese Weise wesentlich erhöht, und gleichzeitig werden die Empfindlichkeit für Feuchtigkeitseinflüsse und der elektrische Widerstand herabgesetzt.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Trimmerkondensators dargestellt ist.
• Der dargestellte Kondensator besitzt eine Statorelektrode io mit zwei konzentrischen Zylinderteilen i i, welche mit einem gemeinsamen Bodenteil 12 ein Ganzes bilden, und eine Rotorelektrode 13 mit drei konzentrischen Zylinderteilen 14, welche mit einem gemeinsamen. Bodenteil 15 ein Ganzes bilden. Die Zylinderteile i i bzw. 14 sind in solchem Abstand voneinander angebracht, daß die Elektroden frei ineinander passen, ohne daß bei axialer Bewegung der Elektrode 13 in bezug auf dieElektrode io einKurzschluß auftritt. Die Elektroden.io und 13 bestehen je aus einem pulverbildenden, nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus Graphit mit den obenerwähnteri Eigenschaften. Nach einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ist jede Elektrode mit einer Kupferschicht und einer daraufliegenden Silberschicht versehen. Die beiden Schichten auf der Elektrode io sind mit 16 und diejenigen auf der Elektrode 13 mit 17 angedeutet. Die Kupferschicht hat vorzugsweise eine Stärke von o,oi bis 0,02 mm, obzwar naturgemäß auch stärkere Schichten angebracht werden können, besonders in den Fällen, in denen ein Kondensator gewünscht wird, der einen hohen Strom führen kann, oder wenn eine Bauart hoher mechanischer Festigkeit erfordet4 lieh ist. Die Schicht muß aber keine übermäßige Stärke aufweisen, da sonst der niedrige Temperaturkoeffizient, der infolge des niedrigen Ausdehnungskoeffizienten des unterliegenden Graphits erzielt werden kann, nachteilig beeinflußt wird. Die obenliegende Silberschicht hat eine Stärke von etwa 0,002 mm; diese Stärke hat sich als hinreichend erwiesen, um eine dauernd reine Oberfläche zu erhalten, eine Korrosion des Kondensatbrs zu vermeiden, und eine stromleitende Schicht geringen Widerstands zu sichern, mit der die elektrische Verbindung zu den Elektroden hergestellt werden kann.
• Eine Metallzunge 18, «-elche mit einer Silberschicht I9 versehen ist, ist in einer umlaufenden Aussparung 2o der Statorelektrode io eingeklemmt. Um die Elektroden 10 und 13 koaxial in Flucht miteinander zu halten, ist ein rohrförmiges Keramikorgan 21 vorgesehen, welches in der zentralen Öffnung 22 der Statorelektrode io eingedrückt ist, und verschiebbar in eine zentrale :Aussparung der Rotorelektrode 13 paßt. Diese Aussparung wird von dem Inneren der zylinderförmigen Elektrodenteile 14 umschlossen.
• Eine mit einem Flansch versehene Kappe 24 mit einer äußeren Silberschicht 25 ist am Unterende des Keramikteils 21 festgeklemmt. Zur gegenseitigen Bewegung der Elektroden 10, 13 ist eine mit Schraubgewinde versehene Spindel 26 angebracht, die an einem Ende mittels einer Mutter 27 an der mit einem Flansch versehenen Kappe 24 befestigt und mit entsprechendem Schraubgewinde in der Öffnung 28 der Rotorelektrode 13 im Eingriff ist. Eine Sieherungsmutter 29, welche an einem axial vorspringenden Teil 3o des Rotors 13 befestigt ist, verhindert eine unerwünschte Drehung des Rotors längs der mit Schraubgewinde versehenen Spindel 26.
• Zur galvanoplastischen Auftragung der Kupfer-und Silberschichten 16 und 17 auf den Elektroden 1o und 13 lassen sich bekannte Verfahren und Lösungen verwenden. Das Verfahren und die Lösungen, wie im nachstehenden angegeben, haben sich aber als besonders wirksam erwiesen zur Erhaltung von gleichmäßigen und kontinuierlichen Schichten auch innerhalb der tiefen Aussparungen, welche zwischen den Zylinderteilen der Elektroden gebildet sind.
• Zur Auftragung der Kupferschicht werden die Elektroden io und 13 zunächst in einer Galvanisierlösung behandelt, die je Liter Wasser 18 g Kupfercyanid, 25 g Natriumcyanid und 7,5 g Natriumhydroxyd enthält. Eine gute Bedeckung wird bei einer Stromdichte von 2,5 Amp. je dm2 erhalten, welche während etwa i Minute angewendet wird. Nach tüchtiger Spülung werden die Elektroden in ein Säurebad, z. B. in i % Schwefelsäure eingetaucht, worauf die Kupferschicht angebracht wird. Eine geeignete Lösung zur Auftragung der Kupfer- Schicht enthält je Liter wäßrige Lösung 200 g Kupfersulfat (CH S 04 - 5 H2 O), 200 g Natriumpyrophosphat (Na4P207.ioH2O) und 28g Kochsalz (Na C1). Der Lösung wird Kaliumhydroxyd zugesetzt zwecks Einstellung des pH-Wertes auf etwa 8,2. Die Lösung wird auf einer Temperatur von etwa 35" C gehalten, und durch die Zuführung eines Stroms von etwa 2 Amp. je dm2 während etwa 30 Minuten entsteht eine Kupferschicht mit einer Stärke von o,oi mm auf den Elektrodenflächen. Die darauffolgende Auftragung der Silberschicht erfolgt in wäßriger Lösung, welche je Liter Lösung 25 g Silbercyanid, 45 g Kaliumcyanid, 45 gKaliumcarbonat und o, 1 5 g Schwefelkohlenstoff (C S2) enthält. DieLösung wird auf einer Temperatur von 29°'C gehalten, und das Galvanisierverfahren erfolgt mit einer Stromdichte von i bis 1,5 Amp./dm2 während etwa 5 Minuten. Die Elektroden werden dann tüchtig gespült, und nach erfolgter Trocknung, vorzugsweise -in einer Heißluftströmung, ist der dargestellte Kondensator fertiggestellt.
• Eine oder mehrere Schichten können vor der obenerwähnten Silberschicht aufgetragen werden zwecks Erleichterung des Niederschlags der letzteren. Eine geeignete wäßrige Lösung für diesen Zweck kann je Liter 75 g Natriumcyanid, 6o g Kupfercyanid und 3,75 g Silbercyanid enthalten. Bei einer Temperatur von 27°' C und einer Stromdichte von 2 Amp./dmE wird eine Schicht innerhalb etwa i Minute erhalten:

Claims (4)

1. PATENTANSPRUCH: i. Veränderlicher Kondensator mit zwei ineinandergreifenden Elektroden, insbesondere Trimmerkondensator, deren Elektroden je aus einem scheibenförmigen Teil mit einer Anzahl darauf senkrechter, koaxialer Zylinder besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden maschinell bearbeitet sind und aus einem nichtmetallischen, bei der Bearbeitung pulverbildenden, elektrisch leitenden Material bestehen.
2. 2. Veränderlicher Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Elektroden aus Graphit bestehen.
3. 3. Veränderlicher Kondensator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden oder wenigstens deren einander zugekehrte Flächen galvanisch mit einer Metallschicht überzogen sind.
4. 4. Veränderlicher Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Elektroden zunächst verkupfert und darauf versilbert sind: