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Drehkondensator mit Luft als Dielektrikum Es ist bereits ein einstellbarer
Kondensator mit Luft als Dielektrikum bekannt, der aus zwei scheibenartigen, gegeneinander
um eine gemeinsame Achse v erdrehbaren Isolierkörpern, zweckmäßig aus keramischem
Werkstoff, besteht, die in einem Gehäuse angeordnet sind, dessen Innendurchmesser
ungefähr dem Durchmesser der Isolierkörper entspricht. Bei diesem Kondensator sind
die einander zugewandten, leitend belegten Flächen der scheibenartigen Isolierkörper
durch einen oder mehrere am Umfang zwischen diesen Isolierkörpern angeordnete, dünne,
zweckmäßig ringförmige Abstandhalter voneinander getrennt. Abgesehen von dem verhältnismäßig
umständlichen Aufbau dieses Kondensators hat dieser den Nachteil, daß sich seine
Kapazität nach der Einstellung in unerwünschter Weise sehr stark ändert, wenn zwischen
den Isolierkörpern und ihrem Abstandhalter ein Schmiermittel angewandt wird, was
aber erforderlich ist, um die Reibung zwischen der bei der Einstellung zu verdrehenden
Scheibe und dem Abstandhalter zu vermindern und eine sonst nur ruckweise mögliche
und daher ungenaue Einstellung zu vermeiden; denn je nach der Zähflüssigkeit des
verwendeten Schmiermittels tritt dieses rascher oder langsamer aus dem Spalt zwischen
den aufeinander schleifenden Flächen, womit unter Umständen eine beträchtliche Änderung
des für die Kapazität des Kondensators maßgebenden Abstands zwischen - den gegenpoligen
Kondensatorbelägen verbunden ist. Zur Erreichung ange.-messener Kapazitätswerte
bei nicht zu großen
Abmessungen des Luftkondensators muß nämlich
dieser Abstand .in der Regel an sich sehr klein gewählt werden. Da nun die Kapazität
eines parallelebenen Plattenkondensators umgekehrt verhältnisgleich zum Abstand
seiner gegenpoligen Beläge ist, d. h. die Kapazität sich mit dem Abstand nach hyperbolischer
Gesetzmäßigkeit ändert, wirken sich in diesem Fall selbst äußerst geringe Abstandsänderungen,
etwa in der Größenordnung von 1/ioo mm, der Schichtdicke eines Schmiermittels zwischen
dem Abstandhalter und den Belagträgern auf die Kapazitätsänderungen sehr stark aus,
so daß ein solcher Kondensator z. B. für Schwingungskreise hoher, unveränderlich
zu haltender Frequenzen unverwendbar wird.
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Bei dem Kondensator nach der Erfindung, der sich vor dem bekannten
Kondensator und anderen gebräuchlichen Kondensatoren mit Luft als Dielektrikum durch
eine große Einfachheit seines Aufbaus auszeichnet, ist dieser Nachteil auf ein für
die meisten Verwendungszwecke erträgliches Mindestmaß herabgesetzt. Dieser Kondensator,
bei dem ebenfalls die Luft das Dieleltrikum bildet, besteht aus zwei sich ,in einer
Ebene berührenden ßelagträgern aus Isolierstoff, zweckmäßig keramischem Isolierstoff,
von denen der eine gegen den anderen um eine zur Berührungsebene senkrechte Achse
vierdrehbar ist. Abweichend von bekannten Ausführungen sind aber die gegenpoligen
Konden->atorbeläge der einander in einem bestimmten, -egebenenfalls einstellbaren
Abstand gegenüber->tehenden, sich ganz oder teilweise umschließenden Belagträger
nicht in der Berührungsebene oder auf zu dieser parallelen Flächen, sondern auf
dazu senkrechten oder schrägen Flächen der Belagträger ingebracht, z. B. als metallische
Belegungen in an :ich bekannter Weise auf diese Flächen aufge-)rannt.
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Die Kapazitätsänderungen eines solchen Kon-Iensators, die etwa durch
die sich im Laufe der feit verändernde Schichtdicke eines Schmiermittels :wischen
den Berührungsflächen der gegeneinander ;erdrehbaren Belagträger hervorgerufen werden
rönnen, sind vom gegenseitigen Abstand der regenpoligen Kondensatorbeläge unabhängig
und ien Änderungen der Schichtdicke des Sch.miernittels verhältnisgleich. Dementsprechend
sind die iierdurch bedingten möglichen Änderungen der apa@zität des erfindungsgemäßen
Kondensators invergleichlich viel geringfügiger als beim bekann-:en Drehkondensator.
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Das schematische Schaulinienbild Abb. i läßt 3iese Verhältnisse genauer
erkennen. Aus der Schaulinie Cp ist die Zunahme 0 Cp der Kapadtät des bekannten
Drehkondensators mit parallel->benen, einander auf einen bestimmten, in Richtung
ier Drehachse gemessenen Abstand d gegenüberstehenden Belegungen zu entnehmen, wenn
die )ficke der zwischen den Belagträgern und ihrem Abstandhalter befindlichen Schmiermittelschicht
sich um 0 d verringert. Eine solche Verringerung ler Dicke der Schmiermittelschicht
wird, ähnlich svie bei einer mit ö1 geschmierten, zur Ruhe kommenden Welle, auch
bei einem Drehkondensator der bekannten Bauart immer eintreten, sobald die Einstellung
der Kondensatorkapazität durch Verdrehen des beweglichen Belagträgers vollendet
ist. Außerdem kann sich die Dicke der Schmiermittelschicht dadurch ändern, daß das
Schmiermittel bei Erwärmungen dünnflüssiger wird und zwischen den Belagträgern und
ihrem Abstandhalter heraustritt. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß ein solcher
Kondensator daher eine bedeutende Abhängigkeit seiner Kapazität von der Temperatur
haben muß. Treten die gleichen Verringerungen der Dicke des Schmiermittels zwischen
den Berührungsflächen eines regelbaren Kondensators auf, dessen Beläge auf einander
gegenüberstehenden, zur Berührungsebene nicht parallelen, sondern z. B. senkrechten
Flächen aufgebracht sind, so ändert sich die Kapazität dieses Kondensators verhältnisgleich
mit A d dadurch, daß sich die Überdeckung der z. B. auf zylindrischen, zur Berührungsebene
senkrechten Flächen aufgebrachten Belegungen vergrößert. Die Schaulinie C, eines
solchen Zylinderkondensators läßt erkennen, daß diese Kapazitätsänderung A C,, bei
der gleichen Änderung um Ad indessen ganz erheblich geringer ist als die
Änderung 0 C" der Kapazität C, des bekannten Plattenkondensators.
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Beispiele von Ausführungsformen des Kondensators nach der Erfindung
sind in den Abb. 2 bis 6 schematisch dargestellt.
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Gemäß dem Mittelschnitt (Abb. 2) und der Aufsicht (Abb. 3) besteht
der neue Kondensator aus einem Isoliersockel io mit einem Aufsatz ii, der einen
halbkreisförmigen Ausschnitt vom Halbmesser r1 hat. Auf diesem ebenflächigen, feststehenden
Isoliersockel io ist die z. B. halbkreisförmige Scheibe 12 vom Halbmesser r., um
die zur Berührungsebene der Belagträger senkrechte Mittelachse 13 vierdrehbar
gelagert. Die Berührungsflächen des Sockels io und der Scheibe 12 werden zweckmäßig
eben geschliffen und können zur Verminderung der Reibung mit einer äußerst dünnten
Schmiermittelschicht versehen werden. Auf den in den Abb. 2 und 3 einander zugekehrten,
zur Berührungsebene senkrechten Schmalseiten der Teile i i und 12 sind die Kondensatorbeläge
14 und 15 aufgebracht, die auf :die Höhe lt durch den zur Berührungsebene
der beiden Belagträger senkrechten, vorzugsweise engen Ringspalt d voneinander getrennt
sind.
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Die Schmalseiten der Teile i i und 12 können auch abgeschrägt sein,
wie dies z. B. der Mittelschnitt (Abb.4) zeigt.
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Abb.S stellt einen Kondensator mit topfförmigen, mittig zueinander
angeordneten, sich umschließenden keramischen Belagträgern 2o und 21 dar, die, sich
auf ihren ebenen Bodenflächen berührend, um die gemeinsame Mittelachse 22 gegeneinander
vierdrehbar sind. Die auf einem Teil der zylindrischen Mantelflächen dieser Belagträger
aufgebrachten metallischen Kondensatorbeläge 23 und 24 sind auch in diesem Fall
durch einen zylindrischen Ringspalt d voneinander getrennt.
Abb.6
zeigt einen Kondensator, dessen mittig zueinander angeordnete, sich umschließende
und gegeneinander um die gemeinsame Mittelachse 32 vierdrehbare Belagträger 3o und
31 als Hohlkegelstümpfe ausgeführt sind, die sich auf den ebenen Stirnflächen berühren.
Die metallischen Kondensatorbeläge 33 und 34 sind auf einem Teil der einander gegenüberstehenden
Mantelflächen der Hohlkegelstümpfe aufgebracht und wiederum durch einen Ringspalt
d voneinander getrennt.
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Im Mittelschnitt (Abb.7) und in der Aufsicht (Abt. 8) ist eine Abb.
2 und 3 entsprechende Ausführung des Regelkondensators nach der Erfindung dargestellt,
dessen halbkreisförmiger Belagträger jedoch abweichend von dem in Abb. 2 und 3 dargestellten
Beispiel nicht um den Mittelpunkt der Halbkreisscheibe 40, sondern um eine neben
diesem Mittelpunkt durch die Scheibe 40 und den feststehenden Sockel 41 hindurchgeführte
metallische Drehachse 42 auf der ebenen Berührungsfläche dieses Sockels vierdrehbar
ist.
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In der einen Endstellung wird der vierdrehbare Belagträger 40 von
einem auf den Sockel 41 befestigten, z. B. aufgenieteten, halbkreisförmig ausgeschnittenen
Aufsatz 43 teilweise umfaßt. Die Schmalseite der Halbkreisscheibe 40 und die ihr
gegenüberstehende Schmalseite des Aufsatzes 43 tragen die durch einen schmalen Ringspalt
d voneinander getrennten metallischen Kondensatorbeläge 44 und 45. Der Belag 44
ist durch einen aufgebrannten metallischen Schaltstreifen 46 mit dem in ein Versenk
der Scheibe 4o eingelöteten, mit einem Querschlitz versehenen Kopf 49 der metallischen
Drehachse 42 und damit auch mit dem Anschluß 47 elektrisch leitend verbunden. Die
elektrisch leitende Verbindung des Belags 45 mit dem Anschluß 48 ist durch einen
auf den Aufsatz 43 aufgebrannten metallischen Schaltstreifen So herbeigeführt.
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Eine federnde Unterlagscheibe 51 preßt den Belagträger 4o auf die
Oberseite des Sockels 41. Die Berührungsflächen der Halbkreisscheibe 4o und des
Sockels 41 werden zweckmäßig eben geschliffen und können mit einer dünnen Schmiermit
elschicht versehen werden.
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Es ist nicht erforderlich, daß die Umrißlinien der leitend belegten
Flächen der Belagträger in den zur Berührungsebene parallelen Querschnitten Kreisbogen
oder Halbkreisbogen sind. Die Umrißlinien können je nach der vorgeschriebenen besonderen
Gesetzmäßigkeit, nach der sich die Kapazität des Regelkondensators beim Verdrehen
des beweglichen Belagträgers ändern soll, Spiralen, z. B. logarithmische Spiralen
u. dgl., sein.