DE926925C - Regelbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazitaet temperatur-unabhaengig ist oder sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmaessigkeit aendert - Google Patents

Regelbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazitaet temperatur-unabhaengig ist oder sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmaessigkeit aendert

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DE926925C
DE926925C DEP3342D DEP0003342D DE926925C DE 926925 C DE926925 C DE 926925C DE P3342 D DEP3342 D DE P3342D DE P0003342 D DEP0003342 D DE P0003342D DE 926925 C DE926925 C DE 926925C
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
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    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
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Description

  • Regelbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazität temperaturunabhängig ist oder sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ändert NTach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag können Kondensatorkombinationen hergestellt werden, deren feste, also nicht willkürlich regelbare Kapazität entweder temperaturunabhängig ist oder sich mit der Temperatur in solcher Weise ändert, daß aus ihnen und Selbstinduktivitäten und gegebenenfalls auch Elektronenröhren gebildete Schwingungskreise in ihrer Frequenz temperaturunabhängig sind. Dieses Ziel wird hierbei dadurch erreicht, daß in der Kondensatorkombination Kondensatoren, deren Kapazität sich in gleichem Sinne mit der Temperatur ändert, mit Kondensatoren, deren Kapazität sich im entgegengesetzten Sinne mit der Temperatur ändert, zusammengeschaltet werden, wobei das Verhältnis der Kapazität der Kondensatoren mit positivem Temperaturkoeffizienten so gewählt ist, daß die Gesamtkapazität der Kondensatorkombination temperaturunabhängig ist bzw. sich finit der Temperatur nach einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit ändert.
  • Durch die Erfindung wird nun die Aufgabe gelöst, temperaturunabhängige, im übrigen jedoch beliebig regelbare Kondensatorkombinationen oder solche, deren Kapazität sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ändert, zu erhalten. Zum Beispiel kann eine temperaturunabhängige Kombination von Drehkondensatoren durch Zusammenbau eines Drehkondensators mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten mit einem zweiten Drehkondensator mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten in der Weise erhalten werden, daß die Rotoren der beiden Drehkondensatoren auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind, wobei die Rotorplatten des zweiten Drehkondensators mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten einen solchen Schnitt erhalten, daß für jede Stellung der Rotoren das dem Ausgleich der ungleichsinnigen Temperaturkoeffizienten bzw. das der gewünschten Gesetzmäßigkeit entsprechende Verhältnis der Kapazitätswerte der beiden Kondensatoren gewahrt bleibt.
  • Das Schema Fig. i zeigt als Beispiel eine solche Kondensatorkombination, deren Kapazität temperaturunabhängig ist. Auf der gemeinsamen Rotorwelle io sind sowohl die Rotorplatten ii des Drehkondensators Cl mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten als auch die Rotorplatten 12 des Drehkondensators C2 mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten befestigt. Sowohl die Rotorplatten i i und 12 als auch die Statorp.lattem 13 und 14 sind, nebeneinandergeschaltet, so daß die Kapazität der Kondensatorkombination in jeder Stellung der Rotoren gleich ist der Summe der Kapazitäten der beiden Drehkondensatoren. Bei vollständig in die Statoren 13 und 14 hereingedrehten Rotoren i i und 12 sollen sich die Kapazitäten der Kondensatoren Ci und C2 beispielsweise wie io zu i verhalten, und es soll in dieser Stellung eine vollkommene Temperaturunabhängigkeit der Kondensatorkombination hergestellt sein, indem für die Dielektrika der Kondensatoren C, und C2 zwei keramische Isolierstoffe mit einander entgegengesetztem dielektrischem Temperaturkoeffizienten dienen. Besteht z. B. das Dielektrikum des Kondensators C, aus Glimmer mit einem positiven dielektrischen Temperaturkoeffizienten von. etwa 4 - 1o-5 und das Dielektrikum des Kondensators C2 aus titandioxydhaltiger keramischer Sondermasse, wie sie unter- den Handelsnamen »Condensa« oder »Condensa C« bekannt ist und die einen negativen dielektrischen Temperatufkoeffizienten von -4 - 10-4 = -40 - io-5 besitzt, so ist die Temperaturunabhängigkeit der Kapazität der aus den Kondensatoren C1 und C2 gebildeten Kombination auch in jeder Zwischenstellung der auf der gemeinsamen Welle io sitzenden Rotoren i i und 12 gewährleistet, wenn der Schnitt für die Rotorplatten i2 des Kondensators C2 dabei so gewählt wird, daß sich auch in jeder beliebigen Zwischenstellung der Rotoren die Kapazitäten der beiden Kondensatoren C, und C2 wie io zu i verhalten.
  • Natürlich wäre es auch möglich, das Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatoren Cl und C2 und den Plattenschnitt des Rotors 12 so zu wählen, daß die Kondensatorkombination in jeder Stellung ihrer Rotoren einen negativen dielektrischen Temperaturkoeffizienten besitzt, wodurch der positive Temperaturkoeffizient mit der Kondensatorkombination zu einem Schwingungskreis zusammenzuschaltenden Selbstinduktivitäten ausgeglichen wird, so daß die Frequenz dieses so gebildeten Schwingungskreises temperaturunabhängig ist.
  • Werden die Drehkondensatoren C1 und C2 noch mit Kondensatoren zusammengeschaltet, deren Kapazität nicht regelbar ist, so müssen die dielektrischen Temperaturkoeffizienten dieser nicht regelbaren Kondensatoren durch geeignete Wahl ihrer Dielektrika und Kapazitätsbeträge .in der gleichen Weise wie eingangs beschrieben gegeneinander abgeglichen werden. Zweckmäßig geschieht die Zuschaltung solcher parallel zu den Drehkondensatoren zu schaltender Kondensatorblocks durch Stufenschalter, die in einfacher Weise die Kombination der Kondensatorblocks mit positivem und negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten in einem solchen Verhältnis ihrer Kapazitätswerte gestatten, wie dies für den gegenseitigen Ausgleich der dielektrischen Temperaturkoeffizienten nötig ist.
  • In Fig.2 ist beispielsweise schematisch veranschaulicht, wie die Zuschaltung von Kondensatorblocks zu der Kombination der Drehkondensatoren Cl und C2 mit ausgeglichenem dielektr.isc'hem Temperalwrkoeffizienten mittels Stufenschalter vorgenommen werden kann. Die Anschlüsse zu den Statoren und Rotoren der Drehkondensatoren Ci und C2 sind. mit den Sammelschienen a und b verbunden. Mit der Sammelschiene a ferner verbunden sind die Belegungen oder Belaggruppen einer Polarität der nicht regelbaren Kondensatoren C3 bis C8. Die Belegungen der anderen Polarität können über die Stufenschalter sl bis s6 mit der Sammelschiene b verbunden werden. In dem Schema ist angenommen, daß zu den Drehkondensatoren Cl und C2 die nicht regelbaren Kondensatoren C3 und C, mit positivem dielektrischemTemperaturkoeffizienten durch Sch ließen der Stufenschalter s1 und s3 parallel geschaltet sind. Zum Zwecke des Ausgleichs der dielektrischen Temperaturkoeffizienten der Kondensatorkombination müssen in diesem Falle auch noch die Kondensatoren C4 und C6 mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten über die Stufenschalter s2 und s4 mit der Sammelschiene b verbunden sein. Die Kapazitätswerte der Kondensatoren C3 und C5 müssen dabei zu den Kapazitätswerten der Kondensatoren C4 und C6, wie eingangs beschrieben, in einem solchen Verhältnis stehen, daß der Ausgleich der dielektrischen Temperaturkoeffizienten der Kombination gewährleistet ist. Durch die Stufenschalter s. und s6 können zu der Kombination auch noch die weiteren Kondensatoren C7 und C8 hinzugeschaltet werden, deren Kapazitätswerte wiederum in dem erforderlichen Verhältnis zueinander stehen.
  • Die Kondensatorblocks C3 bis C8 werden so zueinander angeordnet, daß ein möglichst: vollkommener Wärmeausgleich zwischen den Kondensatoren stärkerer dielektrischer Erwärmung und den Kondensatoren geringerer dielektrischer Erwärmung stattfindet. Auch wird man die Anordnung der Drehkondensatoren C1 und C2 so treffen, daß ein möglichst vollkommener Wärmeausgleich zwischen ihnen eintritt, damit nicht etwa durch die stärkere Erwärmung des einen Kondensators gegenüber der Erwärmung des anderen die Temperaturunabhängigkeit der Schaltanordnung gestört wird.
  • Der Drehkondensator C1 kann auch ein Luftkondensator, d. h. ein Kondensator mit Luft als Dielektrikum sein, wobei seine Stator- und Rotorplatten z. B. aus Metall bestehen, die sich mit steigender Temperatur ausdehnen und mit fallender Temperatur zusammenziehen. Die Kapazität des Kondensators C1 ändert sich dann also mit der Temperatur im gleichen Sinne, d. h., der Kondensator C1 besitzt einen positiven dielektrischen Temperaturkoeffizienten, der in der Kombination mit einem Drehkondensator C2 mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten und zweckentsprechend gewähltem Schnitt seiner Rotorplatten für alle Stellungen der Rotoren ausgeglichen werden kann.
  • Die Fig. 3 bis 7 geben Beispiele, wie dem möglichst vollkommenen Wärmeausgleich bei der räumlichen Anordnung der Kondensatoren C1 und C2 Rechnung getragen werden kann.
  • Die z. B. aus keramischer Sondermasse geringer Wärmedehnung hergestellten Rotorplatten r z (Fig. 3 und 4) sind allseitig mit leitendem, z. B. aufgeschmelztem Edelmetallbelag 15 versehen und auf der Rotorwelle ro unter Zwischenfügung von Abstandsringen 9 befestigt. Der Stator des kombibinierten Kondensators besteht aus den Teilen 13 und 1:I, die auf ihrer Außenseite ebenfalls mit leitendem, z. B. aufgeschmelztem Edelmetallbelag 16 versehen sind. Die Rotorplatten i i lassen sich unter Einhaltung eines möglichst geringen Luftabstandes durch die Zwischenräume der zu einem Statorplattenpaket zusammengesetzten Statorplatten 13 und 14 hindurchdrehen. Erforderlichenfalls sind die Berührungsflächen der Stator- und Rotorplatten geschliffen. Die Statorplatten 13 bestehen aus keramischem Isolierstoff mit einem positiven dielektrischen Temperaturkoeffizienten, die Statorplatten 14 aus keramischer Sondermasse, wie z. B. »Conden:sa«, mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten. An den Trennstellen sind die leitenden Belegungen 16 der Statorplatten 13 und 14 gut miteinander verbunden. Die Anordnung ist so getroffen, d@aß auf eine Statorplatte mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten eine solche mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten folgt. Um den Wärmeausgleich zwischen den einzelnen anei.nanderliegenden Statorplatten 13 und 14 nach Möglichkeit zu fördern, werden die leitenden Belegungen an den Berührungsflächen der Statorplatten zweckmäßig verstärkt. Gegebenenfalls können auch dünne Metallplatten 17 dazwischengefügt werden. Die Rotorplatten z z können auch aus Metall gefertigt sein, doch ist in diesem Falle bei der Bemessung des Zwischenraumes zwischen den Stator- und Rotorp.latten: auf die stärkere räumliche Ausdehnung des Metalls bei Zunahme der Temperatur Rücksicht zu nehmen. Die Rotorwelle kann statt aus Metall auch aus keramischem Werkstoff geringer Wärmeausdehnung bestehen und -zwecks Parallelschaltung der auf ihr befestigten Rotorplatten mit einem dünnen aufgeschmelzten Edelmetallbelag versehen sein. Dieser kommt in Fortfall, wenn zu den Rotorplatten besondere Anschlüsse führen, durch die sie parallel geschaltet werden können.
  • Fig. 5 zeigt im Mittelschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einerDrehkondensatorkombination mit ausgeglichenem dielektrischem Temperaturkoeffizienten. Die Rotorplatten 18 und 19 sind dabei wiederum in entsprechendem Abstand voneinander, z. B. unter Zwischenfügen von AbstandsT ngen 9, auf der Rotorwelle ro befestigt. Der Stator ist zusammengesetzt aus den keramischen Teilen 2o und 21, die auf der Außenfläche mit leitenden, z. B. aufgeschmelzten Edelmetallbelegungen 16 versehen sind. Die Teile 2o bestehen aus einem keramischen Isolierstoff mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten, die Teile 21 aus keramischer Sondermasse mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten. Zur Förderung des Wärmeausgleichs sind zwischen den Berührungsflächen der Statorteile 20 und 21 wiederum metallische Zwischenlagen 17 vorgesehen. Der Schnitt der Rotorplatten 18 und z9 kann in diesem Falle verschieden gewählt werden, wie dies mit Rücksicht auf das Verhältnis der Kapazitäten der Kondensatorabteilungen mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten zweckdienlich erscheint. Aus dem Schnitt Fig. ¢ ist die Form der Rotorplatten 18 und aus Fig. 6 die der Rotorplatten i9 ersichtlich. Auch bei der Bemessung der Wandstärken für die Statorteile 13 und 1q. bzw. 2o und 2r ist auf das richtige Verhältnis der Kapazitäten Rücksicht genommen, für das, wie im vorhergehenden dargelegt, gewisse Werte eingehalten werden müssen, die durch den Ausgleich der dielektris!chen Temperaturkoeffizienten der Einzelteile der Kondensatorkombinationen bestimmt sind.
  • In Fig. 7 ist eine weitere Anordnung für die Kombination eines Drehkondensators C1 mit einem Drehkondensator C2 dargestellt, bei dem sich an das Statorpaket 22 aus keramischem Werkstoff mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten das Statorpaket 23 aus keramischer Sondermasse mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten anschließt.
  • Zweckmäßig wird man den kombinierten Drehkondensator auch noch mit einer Wärmeschutzhaube od. dgl. umgeben, um äußere Temperatureinflüsse zu vermeiden und den Wärmeausgleich zwischen den einzelnen Teilen der Kombination zu fördern. Beispielsweise können die Grundplatte 24 und das Gehäuse 25 des kombinierten Drehkondensators nach Fig. 7 aus keramischem Werkstoff gefertigt und einer Wärmeisolierung 26 versehen sein. Zwecks Abschirmung des Kondensators gegen Fremdfelder wird die Grundplatte 24. und das Gehäuse zweckmäßig auch mit einem leitenden, z. B. aufgeschmelzten, geerdeten Edelmetallbelag belegt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazität temperaturunabhängig ist oder sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ändert, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Teilkondensatoren mit positivem dielektrischem Temperaturkoeffizienten und aus Teilkondensatoren mit negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten besteht und daß in allen Regelstellungen das für den Ausgleich der dielektrischen Temperaturkoeffizienten bzw. die gewünschte Gesetzmäßigkeit seiner Kapazitätsänderung erforderliche Verhältnis der Teilkapazitäten durch Auswahl und Bemessung seiner Dielektrikumschichten und seines Plattenschnittes gewahrt bleibt.
  2. 2. Regelbarer elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sein Stator aus leitend belegten keramischen Teilen mit positivem und negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten besteht, die, gegebenenfall.s unter Zwisdhenfügung gut wärmeleitender metallischer Einlagen, zu einem Statorpaket zusammengefügt sind, so daß ein möglichst vollkommener Wärmeausgleich zwischen den Statorteilen stärkerer dielektrischer Erwärmung und den Statorteilen geringerer dielektrischer Erwärmung erfolgt. -3. Regelbarer elektrischer Kondensator nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er über Stu.fensdhalter (s1 bis so) m-it nicht regelbaren Kondensatoren mit positivem und negativem dielektrischem Temperaturkoeffizienten derart parallel geschaltet werden kann, daß die Kapazität der Kondensatorkombination in allen Regelstellungen temperaturunabhängig ist bzw. sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ändert. q.. Regelbarer elektrischer Kondensator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Grundplatte (2q.) und sein Gehäuse (25) aus keramischem Werkstoff bestehen und mit einer Wärmeisolierung (26) abgedeckt sind.
DEP3342D 1934-03-06 1934-03-06 Regelbarer elektrischer Kondensator, dessen Kapazitaet temperatur-unabhaengig ist oder sich mit der Temperatur nach einer bestimmten Gesetzmaessigkeit aendert Expired DE926925C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1060495B (de) * 1957-05-27 1959-07-02 Karl Hopt G M B H Verfahren zur Herstellung eines Drehplattenkondensators
WO2011085932A1 (de) * 2009-12-21 2011-07-21 Epcos Ag Temperaturunabhängiger kondensator und kondensatormodul
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