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Einstellbarer Kondensator, insbesondere Nachregelkondensator mit rohrförmigem
Dielektrikum Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Kondensator, insbesondere
einen Nachregelkondensator (Trimmerkondensator) mit rohrförmigem Dielektrikum, z.
B. aus keramischem Material, in dem eine passende, mit Schraubengewinde versehene
Innenelektrode verstellbar angeordnet ist. Der Hauptvorteil dieser Bauarten liegt
in dem kleinen Raum, den der an einer Chassisplatte befestigte Kondensator beansprucht.
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Eine der wichtigsten Aufgaben beim Entwurf solcher Kondensatoren bildet
die spielfreie Bewegung der Innenelektrode. Bei einer bekannten Bauart ist eines
der Enden des Dielektrikumröhrchens von einer Metallbuchse umfaßt, die für die Befestigung
des Ganzen dient und außerdem die Mutter für den mit Schraubengewinde versehenen
Teil der Innenelektrode bildet. Zu diesem Zweck ist die Buchse mit innerem Schraubengewinde
und einem sich bis zu diesem Schraubengewinde erstreckenden Querschlitz versehen,
in dem eine Klemmfeder liegt. Letztere dient dazu, das Spiel der Innenelektrode
in bezug auf die Buchse zu verhüten.
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Diese häufig angewendete Mutterkonstruktion (vgl. z. B. französische
Patentschrift 899 967 und britische Patentschriften 648:228, 6oo 033) ist
unvorteilhaft, wenn billige Massenherstellung in sehr großen Stückzahlen angestrebt
wird. Eine einfachere und billigere Bauart entsteht bei Verwendung der Klemmfeder
selbst als Innengewinde (Mutter), wobei das Innengewinde der Befestigungsbuchse
entbehrlich wäre. Dabei. tritt aber die große Schwierigkeit auf, axiales Spiel zu
vermeiden, da die Klemmfeder mit einem gewissen axialen Spielraum im Querschlitz
der Befestigungsbuchse
liegen soll, um sicherzustellen, daß die
Bewegung der Feder in der Klemmrichtung nicht behindert wird. Auf die in der französischen
Patentschrift 86o 881 beschriebene Weise kann auch die die Mutter bildende Stahldrahtfeder
an den Enden eingeklemmt werden; bei den bekannten Vorrichtungen ist jedoch der
für die Mutterkonstruktion erforderliche Raum verhältnismäßig groß, und die Feder
ist verhältnismäßig schwach, wodurch trotzdem axiales Spiel der Innenelektrode auftreten
kann.
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Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine
billige, zur Massenherstellung geeigneteBauart mit kleinen Querabmessungen zu schaffen.
Wie an Hand der Zeichnung erläutert wird, wird dies gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß die die Mutter bildende Drahtfeder im wesentlichen V-förmig ist, wobei
der Draht an mindestens einem der drei Spitzen des V um einen Winkel von weniger
als go° aus der Ebene des V abgebogen ist, und daß die Feder spielfrei in einer
Kammer eingeschlossen liegt, die zwischen einer der Stirnflächen des Dielektrikumröhrchens
und einer an ihm befestigten, die Schraubenelektrode durchlassenden Kapsel gebildet
wird, derart, daß der an der Innenelektrode anliegende Teil von den Wänden der Kammer
frei steht.
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In der Zeichnung ist ein praktisch durchgeführtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Fig. i ist ein axialer Schnitt (mit einem Teil in Ansicht)
; Fig. 2 ist eine Draufsicht; Fig. 3 und q. sind zwei Ansichten eines Einzelteils;
Fig.5 und 6 sind Längs- bzw. Querschnitte, zehnfach vergrößert.
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Der in den Fig. i und 2 in einem Maßstab von 2 : i dargestellte Nachregelkondensator
besteht im wesentlichen aus einem Röhrchen i aus keramischem Material, das das Dielektrikum
bildet, aus einer feststehenden Außenelektrode 3 (teilweise in Ansicht dargestellt)
und aus einer einstellbaren Innenelektrode 5. Die Außenelektrode 3 besteht aus einem
Messingblech, das in Form eines axial gespaltenen Rohres aufgerollt ist, das das
Röhrchen i federnd umfaßt.
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Eine zungenförmige Verlängerung der Elektrode 3 bildet eine Lötfahne
6.
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Die Innenelektrode ist ein Messingstab runden Querschnitts, der mit
geringem Zwischenraum in das Röhrchen i hineinpaßt und mit einem einzigen Schraubengang
7 und einer Schraubennut 8 versehen ist (s. auch Fig. 5). Die Oberfläche zwischen
den Windungen des Schraubenganges, die nach der Zeichnung den größten Teil der Gesamtoberfläche
des Stäbchens bildet, ist zylindrisch, wodurch der schädliche Luftzwischenraum zwischen
der Elektrode 5 und dem keramischen Röhrchen 3 verhältnismäßig klein ist, so daß
die günstigen dielektrischen Eigenschaften des letzteren weitestgehend ausgenutzt
werden. Als Innengewinde oder Mutter dient eine V-förmige Feder g aus Stahldraht
oder Phosphorbronzedraht, deren einer Schenkel im Schraubengewinde liegt und die
in einer runden Kammer io gehalten wird, die gebildet wird zwischen einer der Endflächen
des Röhrchens i und einer darauf warm aufgezogenen Metallkappe i i, deren Boden
mit einer zentralen Öffnung zum Durchlassen des Stabes 5 versehen ist. Die Kappe
ii hat einen sechseckigen Flansch 13 und ist mit Außengewinde versehen, auf
das eine Mutter 15 aufgeschraubt ist, mit deren Hilfe der Kondensator gemeinsam
mit einer Unterlegscheibe mit Lötzunge 17 an einer Chassisplatte ig befestigt werden
kann.
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Die Fig. 3 und q. zeigen etwa im Maßstab 5 : i die V-förmige Feder
g in zwei Ansichten. Fig. 4 zeigt, daß die Spitze g des V, an der die beiden Schenkel
zusammentreffen (nach Fig.3 ist diese Spitze abgerundet; die Andeutung gründet sich
nur auf einen Vergleich mit dem Buchstaben V), aus der Ebene des V um einen Winkel
von etwa 45° abgebogen ist.
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Die Weise, in der die Feder g in der Kammer io untergebracht ist,
ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Fig. 5 veranschaulicht (Maßstab io : i) die
Kappe i i in axialem Schnitt mit der Elektrode 5 und der Feder g in Ansicht; Fig.
6 ist ein Querschnitt über die Linie VI-VI der Fig. 5, auch mit der Feder g in Ansicht.
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Die Schenkel der Feder g, die ursprünglich die in Fig.3 dargestellte
Gestalt hat, sind, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, infolge des Anbringens des Elektrodenstabes
5 etwas auswärts abgebogen. Einer der Schenkel, in der Figur der obere, liegt im
Schraubengang 7 (s. Fig. 5), der andere drückt gegen die zylindrische Oberfläche
des Stabes 5. Die drei Spitzen der V-Feder drücken radial gegen die zylindrische
Wand der Kammer io, wobei - der Stab 5, dank der V-Gestalt der Feder g, seitwärts
gegen die Innenwand des Röhrchens i gedrückt wird, wodurch ein radiales Spiel des
Stabes nicht auftreten kann.
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Das axiale Spiel wird durch Hinaufbiegen der Spitze g' der Feder g
behoben. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Feder in axialer Richtung an fünf Punkten
gegen die flachen Wände der Kammer io anliegt. Drei dieser Punkte sind in der Figur
mit A, B und C bezeichnet, die übrigen zwei liegen auf dem in Fig. 5 nicht
sichtbaren Schenkel (hinter den Punkten B und C). Die Feder g ist also auch in axialer
Richtung ohne Spiel in der Kammer io gehaltert. Fig.5 zeigt auch, daß dank des Aufbiegens
der Spitze g' eine weitere Hauptbedingung erfüllt ist, d. h. daß der Teil des in
Fig. 5 sichtbaren Schenkels der Feder g, der federnd an dem Stab 5 anliegt (Teil
BC), ganz frei von der Kammer io steht, d. h. die Wände dieser Kammer nirgendwo
berührt, so daß die Federwirkung nicht behindert wird; dies gilt auch bezüglich
des in Fig.5 nicht sichtbaren Schenkels der Feder. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß
nur ein kleiner Teil der Feder g nicht frei liegt, 8o bis go % der Feder werden
also benutzt. Infolgedessen wird trotz der kleinen Bemessung der Feder g, die nur
einige Millimeter lang ist, und der Kammer io erreicht, daß die links
und
rechts sich über den Stab 5 hinauserstreckenden, vollkommen frei schwebenden Teile
der Feder einerseits hinreichend lang sind, um eine richtige Federung zu verbürgen,
aber andererseits hinreichend kurz sind, um die Nachgiebigkeit in axialer Richtung
des Stabes 5 vernachlässigbar gering zu machen. Die Abmessungen der Feder sind dann
so klein, daß, obgleich die Feder ganz in der Kammer io liegt, das Ausmaß der Kappe
vorteilhaft klein bleiben kann. Da die Feder nirgendwo aus der Kammer io herausragt,
können die an der Kappe i i angebrachten Mittel für sogenannte Einlochbefestigung,
in diesem Fall Außengewinde, Flansch 13 und Mutter 15, sich ohne Bedenken über die
ganze Länge der Kappe erstrecken, also auch über den Teil, in dem sich die Feder
9 befindet. Die Kappe i i braucht nicht länger als die für diese Mittel erforderliche
Länge zu sein und ist also möglichst kurz.
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Die beschriebene Gestalt der Feder 9 hat den weiteren Vorteil, daß
keine besonderen Abstandsmittel zum Festlegen der axialen Abmessung der Kammer io
erforderlich sind; dies erfolgt durch die Feder 9 selbst. Bei der Herstellung wird
nach der Einführung der Feder in die Kappe ii das Röhrchen in die gegebenenfalls
erhitzte Kappe hineingedrückt, bis das Röhrchen gegen die Feder stößt. Die Feder
ist dann außerdem spielfrei festgesetzt, in axialer Richtung infolge der Anlage
an den fünf erwähnten Punkten und in radialer Richtung infolge der Anlage an der
zylindrischen Wand der Kammer io an drei Punkten. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist,
ist es wesentlich, daß der Punkt B zwischen den Punkten A und C liegt, was praktisch
darauf hinausläuft, daß die Spitze g um einen Winkel von nicht mehr als 9o° aufgebogen
sein muß. Man sieht, daß es auch möglich ist, anstatt der Spitze g einen der zwei
anderen Punkte des V oder beide aufwärts zu biegen, obgleich das erstgenannte Verfahren
die besten Ergebnisse liefert. Auch braucht die Feder 9 die Stirnfläche des Röhrchens
i nicht unmittelbar zu berühren; zwischen den beiden könnte z. B. eine Unterlegscheibe
liegen.
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Die Feder 9 kann gegebenenfalls anders liegen, als in Fig. 5 dargestellt
ist, d. h. mit dem Berührungspunkt B unten und den Punkten A und C
oben. Die dargestellte Lage ist günstiger, wenn der Schraubenschlitz 8 auf die dargestellte
Weise oben am Stab 5 vorgesehen ist, da dann der Druck des Schraubenziehers, der
bei der Einstellung in den Schlitz 8 gesteckt wird, dazu mitwirkt, die Feder in
der richtigen Lage zu halten. Im allgemeinen kann also gesagt werden, daß die Feder
vorzugsweise an der von der Schraubennut 8 abgewendeten Seite aufwärts gebogen sein
muß. Eines der Enden der Drahtfeder 9 könnte verlängert sein mit einem in Richtung
des anderen Endes abgebogenen, unwirksamen Stück, wodurch die Feder eine von der
V-Form etwas verschiedene Gestalt erlangen würde. Wesentlich ist jedoch, daß der
wirksame Teil der Feder im wesentlichen V-förmig ist. Wie bereits bemerkt, ist die
Außenelektrode 3 ein axial gespaltener, zylindrischer Mantel, der das keramische
Röhrchen i federnd umfaßt. Dies hat den Vorteil, daß bei Änderungen der Temperatur,
trotz der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten, die Außenelektrode stets mit dem
kleinstmöglichen schädlichen Zwischenraum gegen das keramische Röhrchen 3 liegt.
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Die Fig. i und 5 zeigen, daß die Kappe i i äußerst einfacher Bauart
ist und sich also billig in Massenherstellung anfertigen läßt. Die Federkammer bildet
sich gleichsam von selbst beim Befestigen des Röhrchens i in der Kappe i i. Eine
besondere Formgebung dieser Kappe zum Bilden einer Federkammer, wodurch die Kappe
naturgemäß teurer werden würde, kann also unterbleiben.
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Der Zusammenbau des Kondensators ist auch ganz einfach. Die Feder
9 wird in die Kappe i i gelegt und das Röhrchen i in die Kappe hineingedrückt. Danach
kann der Elektrodenstab 5 in die Kappe eingeschraubt werden.