DE917014C - Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 23. AUGUST 1954

L 4060 VIII a /21 a*

Gegenstand der Erfindung ist ein abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis, dessen Innenleiterlänge veränderbar ist. Die verschiedenen die erfindungsgemäße Ausführung kennzeichnenden Vorteile sind die folgenden: i. Gleitkontakte sind vermieden; 2. der Bereich der einstellbaren Resonanzfrequenzen ist verhältnismäßig groß; 3. der Frequenzgang der Abstimmung ist praktisch linear; 4. die Abstimmung ist eindeutig, d. h. die Ausbildung anderer ungewollter Resonanzschwingungen ist weitgehend verunmöglicht; 5. die Temperaturabhängigkeit ist gering; 6. der Aufbau ist grundsätzlich einfach; 7. die Einzelteile sind serienmäßig leicht toleranzarm herzustellen.

Eine besondere Ausführungsart des Koaxialkreises, die Gegenstand eines weiteren Teiles der Erfindung ist, hat noch den folgenden zusätzlichen Vorzug: Zwischen der jeweiligen Stellung der die Abstimmung bewirkenden Regeleinrichtung und der elektrischen Abstimmung des Koaxialkreises ao besteht eine genaue eindeutige Beziehung, ohne daß eine besonders hohe Genauigkeit der Lagerung der beweglichen Teile und der Ausbildung der letzeren erforderlich wäre.

Die allgemeine Form des erfindungsgemäßen Gegenstandes, die die erstgenannten Vorteile aufweist, ist durch eine solche Ausbildung der im Zuge des Innenleiters liegenden Übergangsstelle vom festen zum beweglichen Teil des Innenleiters gekennzeichnet, daß diese Übergangsstelle eine Reihenkapazität darstellt, die sich zwangläufig mit der Längenveränderung des Innenleiters ändert,

und zwar derart, daß die bei Verlängerung des Innenleiters erfolgende Verkleinerung in ihrer Wirkung auf die Resonanzfrequenzänderung des Kreises größer ist als die Innenleiterverlängerung. Diese Ausbildung des abstimmungsfähigen Koaxialkreises ermöglicht die Vermeidung von Gleitkontakten, die wegen des Übergangswiderstandes und dessen in der Regel Undefinierte Größe nachteilig sind. Der Bereich der einstellbaren _lö Resonanzfrequenzen ist bei dem erfindungsgemäßen Koaxialkreis größer als bei einem solchen, bei dem unter sonst gleichen Bedingungen keine Reihenkapazität im Innenleiter vorhanden ist. Der Frequenzgang ist praktisch linear, wie z.B. bei einemLecherkreis, dessen Leiterlänge veränderbar ist. Die Abstimmung ist bei dem Erfindungsgegenstand eindeutig, d. h. die erforderliche verhältnismäßig kleine Längenänderung des Innenleiters führt nicht zu einer derartigen Dimensionsänderung, daß der Schwingungskreis etwa leicht in Oberwellenschwingungen geraten könnte. Andererseits ist die Bewegung der beweglichen Teile der Anordnung, die zur Herbeiführung einer bestimmten Abstimmungsänderung notwendig ist, doch so groß, a₅ daß eine außergewöhnliche feinmechanische Präzision der konstruktiven Ausbildung der Übergangsstelle zwischen den beiden Teilen des Innenleiters überflüssig ist, was nicht der Fall wäre, wenn die Abstimmungsänderung ausschließlich durch eine Kapazitätsänderung der genannten Reihenkapazität bewirkt würde und hierbei die Elektroden der Reihenkapazität so ausgebildet wären, daß der einheitliche, das elektrische Schwingungsbild beeinflussende Charakter des Innenleiters nicht beeinträchtigt wird. Die Gegenläufigkeit der Wirkung auf die Resonanzfrequenz der Verlängerung des Innenleiters einerseits und der Verkleinerung der Reihenkapazität andererseits bringt es mit sich, daß die Temperaturabhängigkeit des erfindungsgemäßen Koaxialkreises sehr gering ist. Ferner kann die Konstruktion grundsätzlich einfach gehalten werden und der Aufbau mit Einzelteilen durchgeführt werden, die serienmäßig leicht toleranzarm herzustellen sind. Dieser Vorteil wird vor allen Dingen durch das weiter unten beschriebene Ausführungsbeispiel deutlich werden.

Um die Vorrichtung, die die beweglichen Teile des Koaxialkreises in ihrer Lage verändert, elektrisch möglichst rückwirkungsfrei anordnen zu So können, ist es zweckmäßig, erstens den Schwingungskreis als einseitig offenen Kreis auszubilden, dessen spannungsbauchseitiges Ende des Innenleiters durch isolierende Abstandshalter an dem Außenleiter befestigt ist und dessen strombauchseitiges Ende des Innenleiters fest mit dem die elektrische Verbindung zum Außenleiter herstellenden Abstimmkolben verbunden ist, und zweitens die genannte Einstellvorrichtung von der Rückseite des Abstimmkolbens her auf den beweglichen Teil des Koaxialkreises angreifen zu lassen.

Bei der beschriebenen Ausführung des Koaxialkreises ergibt sich noch ein weiterer Vorteil, der in der Möglichkeit zu erblicken ist, zur Bestreichung des Abstimmbereiches den beweglichen Teil des Innenleiters eine Hinundherbewegung in Richtung seiner Achse ausführen zu lassen, also auf eine Drehbewegung dieses Innenleiterteiles um seine Achse verzichten zu können; denn eine solche Drehbewegung würde an die Geradachsigkeit des Innenleiterstabes und die Unveränderlichkeit seiner Lagerung im Hinblick auf die elektrischen, d. h. kapazitiven, Auswirkungen selbst kleiner unerwünschter Lagenveränderungen der Innenleiterenden an der Übergangsstelle ganz besonders hohe Anforderungen stellen, die praktisch wohl nur durch Einzelbearbeitung der betreffenden Konstruktionsteile zu verwirklichen wären. Abgesehen davon bedingt die auf die gekennzeichnete Art und Weise ermöglichte Translationsbewegung des beweglichen Innenleiterteiles den weiteren günstigen Umstand einer vorteilhaften Ausbildungsmöglichkeit der die Elektroden der Reihenkapazität bildenden Innenleiterteile. Diese vorteilhafte Möglichkeit besteht gemäß der Erfindung darin, die besagten Enden der Innen- 8g leiterteile kolbenförmig bzw. hohlzylinderförmig auszubilden und in sinnentsprechender Weise ineinandergreifen zu lassen.

Bei dieser Ausgestaltung der Elektrodenenden hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die gegenseitige Führung der Innenleiterteile an der Übergangsstelle durch einen an einem Innenleiter en de angebrachten Isolierkörper zu bewirken. Praktisch gut bewährt hat sich z. B. ein aus Keramik bestehender Isolierkörper, der fest auf dem hohlzylinderförmigen Innenleiter angebracht ist und über dessen Ende hinweg auf den kolbenförmigen Innenleiterteil greift und diesen in Gleitpassung umschließt.

Für die Herbeiführung einer Translationsbewegung, in die der verschiebliche Teil des Koaxialkreises bei einer Abstimmänderung versetzt werden muß, kann an und für sich jeder hierfür geeignete Antriebsmechanismus verwendet werden. Im praktischen Betrieb hat sich diesbezüglich als sehr brauchbar eine Antriebsvorrichtung erwiesen, die eine parallel zum Innenleiter angeordnete Triebwelle und eine auf dieser angebrachte Schraubenfläche aufweist, gegen die eine den beweglichen Innenleiterteil auf der Rückseite des Abstimmkolbens verlängernde Stange infolge einer entsprechenden elastischen Bindung anliegt.

Bei dieser Ausführung hat sich herausgestellt, daß man zu einer unverändert eindeutigen Abstim- ' mung in bezug auf die jeweilige Einstellung der Antriebsvorrichtung gelangt, wenn man die genannte elastische Bindung des verschieblichen Teiles der Anordnung so ausbildet, daß die von dieser Bindung auf den verschieblichen Konstruktionsteil ausgeübte Kraft eine seitliche Komponente auf- iao weist, die in den Führungslagern einen einseitigen Lagerdruck auslöst und gleichzeitig damit auch eine eindeutige Lage des Konstruktionsteiles in den agern gewährleistet. Infolge dieser konstruktiven Maßnahme erübrigt sich eine ungewöhnlich toleranzarme Ausbildung der Führungslager und der

Lagerstellen des beweglichen Konstruktionsteiles, die sonst im vorliegenden Fall erforderlich wäre. Ja, die Lager können sogar etwas Spiel haben, was den Vorteil bedeutet, daß die Lagerreibung herab-S gesetzt ist.

Um die elastische Bindung des verschieblichen Abstimmteiles möglichst nicht innerhalb des Abschirmkörpers des Koaxialkreises bzw. in letzterem selbst anbringen zu müssen, ist bei einem gemäß ίο der Erfindung praktisch ausgeführten Schwingungskreis folgende vorteilhafte konstruktive Ausbildung der die elastische Bindung bewirkenden Anordnung getroffen worden: Außerhalb der Führungslager des verschieblichen Teiles des Koaxialkreises ist an der rückseitigen Verlängerungsstange des Innenleiters ein vorzugsweise senkrecht abstehender Hebel biegungssteif angebracht und an das Ende desselben eine Spiralfeder angeschlossen; auf diese Weise kann eine Kraft auf den verschieblichen Konstruktionsteil ausgeübt werden, als wenn diese innerhalb der Führungslager angreifen würde.

Die Beschreibung eines gemäß der Erfindung ausgeführten abstimmfähigen Koaxialkreises möge den gekennzeichneten Erfindungsgedanken zusammen mit verschiedenen vorteilhaften Einzelmaßnahmen noch näher erläutern.

Der eigentliche Schwingungskreis besteht aus dem Außenleiter 1 und den Innenleiterteilen 3, 4 und s, die die gemeinsame Systemachse 2 haben. 3 ist der mittels des Isolierkörpers 5 fest am Außenleiter ι angebrachte unverschiebliche Innenleiterteil. Der zwecks Abstimmung verschiebliche andere Innenleiterteil besteht aus der Metallhülse 6 und der in diese gesteckten Metallstange 7. Der den Kreis am strombauchseitigen Ende schließende Abstimmkolben 8 sitzt auf der Hülse 6. Mittels der Madenschraube 9 ist der Abstimmkolben auf dem Innenleiter befestigt; gleichzeitig wird durch die Madenschraube eine feste Verbindung zwischen dem hülsenförmigen Teil 6 und dem stangenförmigen Teil 7 herbeigeführt. Über das rechte Ende des hülsenförmigen Innenleiterteiles 6 ist der hohlzylinderförmige Keramikkörper 10 geschoben, der, an seiner Innenseite mit einer Oberflächenmetallisierung versehen, an dem hülsenförmigen Innenleiterteil 6 entlang der Berührungsfläche 11 angelötet ist. Der Körper 10 greift auf den festen Innenleiterteil 3 über und umschließt letzteren in Gleitpassung. Eine gute gegenseitige Führung der beiden Innenleiterenden ist damit gewährleistet. Der den Koaxialkreis schließende Kolbenkörper 8 bildet eine kapazitive Brücke zum Außenleiter. Der Ansatzteil 4 des Innenleiters ist eine Federklemme zur Aufnahme eines Rölirensockelsteckers. Auf der Rückseite des Schwingungskreises ist der Stangenkörper 7 hohlzylinderförmig ausgespart und nimmt an dieser Stelle den Isolierstab 12 auf. Die Befestigung ist einfach durch Aufschrumpfen des Hohlzylinderendes bewerkstelligt. Der Isolierkörper 12 ist seinerseits verlängert durch die metallische Triebstange 13, die am rechten Ende ebenfalls mit einer hohlzylinderförmigen Aussparung versehen und durch Aufschrumpfen mit der Isolierstange 12 formstarr verbunden ist. Diese Triebstange dient zur Übermittlung der von der nicht dargestellten Antriebsvorrichtung auf den Innenleiter ausgeübten Kraft zu dessen Lageveränderung. Der bewegliche Konstruktionsteil, bestehend aus den Einzelteilen 10, 6, 7, 8, 12 und 13, ist lediglich an der Stelle 14 und rechts an der Stelle 16 gelagert. Der metallische Lagerkörper 15 rechts bildet zusammen mit dem Isolierkörper 19 eine formstarre Einheit, die den linken Abschluß des Koaxialkreises zusammen mit seinem Abschirmgehäuse darstellt. Der Außenleiter des Schwingungskreises ist mittels des Abstandskörpers 18 auf der rechten Seite mit dem Abschirmzylinder 17 verbunden. Die Befestigungsschrauben der Teile 17 und 18 sind mit 20 gekennzeichnet. Die Schrauben 21 bewirken die gegenseitige Befestigung des Teiles 19 mit dem Abschirmzylinder 17. Die Befestigungsschrauben 23 dienen zur Befestigung des Lagerkörpers 15 am Isolierkörper 19.

Zur Anbringung der elastischen Bindung des verschieblichen Konstruktionsteiles, die bewirken soll, daß die Verlängerungsstange 13 an der Antriebsvorrichtung stets satt anliegt, ist mittels der Madenschrauben 25 der Hebelarm 24 auf der Triebstange 13 befestigt. Die Feder 26 greift mittels einer in die Bohrung 28 gefädelten Schlaufe am Ende des Hebels an und löst in Richtung 27 eine Kraftwirkung auf den verschieblichen Konstruktionsteil aus; erstens wird dadurch der verschiebliche Teil des Koaxialkreises elastisch gegen die links angeordnete Antriebsvorrichtung gedrückt und zweitens wird er in den Lagerbuchsen seitlich in ein- deutiger Lage festgehalten. Bei der eingezeichneten Richtung der elastischen Bindung ist der seitliche Lagerdruck im Lager 14 ungefähr doppelt so groß wie im Lager 16.

Der dargestellte Koaxialschwingungskreis eignet sich z. B. zur Verwendung als Abstimmkreis einer Generatorstufe. In der üblichen Dreipunktschaltung ist der Koaxialkreis dann an zwei Röhrenelektroden angeschlossen, deren Wechselpotentiale einen gegenüber dem Kathodenpotential im Prinzip symmetrischen (erdsymmetrischen) Schwingungsverlauf haben. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Schwingkreisanordnung so zu treffen, daß die genannten Röhrenelektroden mit den Leiterenden verbunden werden und ein elektrisch mit der Kathode verbundener Abschirmmantel vorgesehen wird, der den Schwingungskreis mindestens entlang eines Endstückes an dem mit den Röhrenelektroden verbundenen Ende konzentrisch einhüllt und durch Einstellung eines zwischen Abschirmmantel und Außenleiter des Koaxialschwingungskreises elektrisch verbindenden Abstimmkolbens in bezug auf den Außenleiter so einzustellen, daß für die Generatorröhre in bezug auf deren Schwingungsleistung optimale Arbeitsbedingungen erreicht werden. Bei 12c dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der den Außenleiter 1 und den Abschirmzylinder 17 verbindende Abstimmkolben aus den Teilen 29 und 30. 29 ist ein auf dem Außenleiter 1 gleitender Ringkörper und 30 ein auf der inneren Wandung des Abschirmzylinders 17 gleitender Ring, der an

seinem ganzen Umfang mit den federnden Kontaktflächen 34 versehen ist, die ihrerseits eine gute elektrische Verbindung zu dem Zylindermantel herstellen. Die Teile 29 und 30 sind gleichstrommäßig gegeneinander durch die Isolierfolieneinlage 33 isoliert; jedoch bewirkt die verhältnismäßig große Auflagefläche des Teiles 30 und des Teiles 29 eine große Kapazität, durch die eine hochfrequenzleitende Verbindung vom Abschirmzylinder 17 zum Außenleiter 1 herbeigeführt wird. Die gegenseitige mechanische Befestigung der beiden Teile wird unter Verwendung des Isolierkörpers 33 durch die Schrauben 32 bewirkt. Die Schrauben 36 dienen zur Arretierung des Abstimmkolbens 29, 30 am Schirmzylinder 17. Mit 35 ist der Schlitz bezeichnet worden, der die Verschiebung des Abstimmkolbens zusammen mit seinen Befestigungsschrauben 36 ermöglicht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis, dessen Innenleiterlänge veränderbar ist, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der im Zuge des Innenleiters liegenden Übergangsstelle vom festen zum beweglichen Teil des Innenleiters, daß diese eine sich zwangläufig mit der Längenveränderung des Innenleiters ändernde Reihenkapazität darstellt, deren bei Verlängerung des Innenleiters erfolgende Verkleinerung in ihrer Wirkung auf die Resonanzfrequenzänderung des Kreises größer ist als die Innenleiterverlängerung.

2. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausbildung als einseitig offener Schwingungskreis, dessen spannungsbauchseitiges Ende des Innenleiters durch einen isolierenden Abstandshalter an dem Außenleiter befestigt ist und dessen beweglicher Innenleiterteil formstarr mit dem die elektrische Verbindung zum Außenleiter herstellenden Abstimmkolben verbunden und durch eine von der Rückseite des Abstimmkolbens her angreifende Vorrichtung verschieblich ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektroden der Reihenkapazität bildenden Enden der Innenleiterteile kolbenförmig bzw. hohlzylinderförmig ausgebildet ineinandergreifen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Isolierkörper, der, an einem Innenleiterende angebracht, die gegenseitige Führung der Innenleiterteile an der Übergangsstelle bewirkt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Keramik bestehende Isolierkörper fest auf dem hohlzylinderförmigen Innenleiter sitzt, über dessen Ende hinweggreift und den kolbenförmigen Innenleiter in Gleitpassung umschließt.

6. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis nach wahlweise einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Verschiebung des beweglichen Innenleiterteiles bewirkende Vorrichtung eine parallel zur Innenleiterachse angeordnete Triebwelle und eine auf dieser angebrachte Schraubenfläche aufweist, gegen die eine den beweglichen Innenleiterteil auf der Rückseite des Abstimmkolbens verlängernde Stange infolge einer elastischen Bindung anliegt.

7. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der elastischen Bindung, daß die von dieser auf den beweglichen Teil des Innenleiters ausgeübte Kraft eine seitliche Komponente aufweist, die einseitige Drücke in den Führungslagern des bewegbaren Innenleiterteiles auslöst..

8. Abstimmbarer koaxialer Schwingungskreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Bindung an einem außerhalb der Führungslager des beweglichen Teiles der Anordnung mit der Verlängerungsstange biegungssteif verbundenen Hebelarm angreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen