DE972343C

DE972343C - Symmetrical rotary capacitor, especially for shorter electric waves

Info

Publication number: DE972343C
Application number: DES10169D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-05-14
Filing date: 1944-05-14
Publication date: 1959-07-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen symmetrischen Drehkondensator, insbesondere für kürzere elektrische Wellen, bei dem die Plattensysteme des Rotors und des Stators insbesondere halbkreisförmige Teile eines Zylindermantels sind und Luft als Dielektrikum verwendet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen symmetrischen Drehkondensator zu schaffen, der vorzugsweise bei Überlagerungsempfängern für kurze oder ultrakurze Wellen innerhalb fester Frequenzschritte von etwa 5 zu 5 MHz im Frequenzgebiet oberhalb too MHz eine kontinuierliche Abstimmung derThe invention relates to a symmetrical rotary capacitor, especially for shorter ones electric waves, in which the plate systems of the rotor and the stator are in particular semicircular Are parts of a cylinder jacket and air is used as the dielectric. The invention lies the object of the invention is to create a symmetrical variable capacitor that is preferably used in Heterodyne receivers for short or ultrashort waves within fixed frequency steps of around 5 to 5 MHz in the frequency range above too MHz a continuous tuning of the

Schwingkreise ermöglicht. Der Kondensator soll möglichst geringe Abmessungen haben. Überdies soll eine sehr kleine Anfangskapazität, die kleiner als 0,7 pF ist, erreichbar sein.Oscillating circles made possible. The capacitor should have the smallest possible dimensions. Besides a very small initial capacitance, which is less than 0.7 pF, should be achievable.

Es sind symmetrische Drehkondensatoren bekannt, bei denen die Plattensysteme des Rotors und des Stators gekrümmte Flachleiter oder Teil eines Zylindermantels sind. Rotor und Stator sind bei dieser bekannten Aueführungsform auf ein und demselben Grundbrett angeordnet, derart, daß der Rotor, den Stator umgreifend, in den Stator gedreht werden kann. Ein axiales Spiel des RotorsThere are symmetrical rotary capacitors known in which the plate systems of the rotor and of the stator are curved flat conductors or part of a cylinder jacket. Rotor and stator are with this known Auführungsform arranged on one and the same base board, such that the Rotor, encompassing the stator, can be rotated into the stator. An axial play of the rotor

gegenüber dem Stator wirkt sich ebenso wie eine Drehung des Rotors um seine Achse in einer bedeutenden Kapazitätsänderung aus, weil durch dieses axiale Spiel die Eintauchtiefe des Rotors in den Stator geändert wird.opposite the stator acts just like a rotation of the rotor about its axis in a significant Change in capacitance, because this axial play reduces the immersion depth of the rotor in the Stator is changed.

Der symmetrische Drehkondensator ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwei Statoren mit ihren Stirnseiten einander zugekehrt sind, daß die zwei Statoren an je einer scheibenformigen und auch der Lagerung der Drehachse an beiden Enden dienenden Isolierplatte an den. anderen Stirnseiten befestigt sind, daß die zwei Statoren koaxial derart zur Drehachse angeordnet sind, daß sie als getrennte, nioht geschlossene ¹S Zylindermäntel erscheinen, und daß der Rotor ebenfalls koaxial angeordnet und so ausgebildet ist, daß er bei seinen Drehbewegungen den Zwischenraum zwischen den Stirnseiten der Statoren passiert. Alle Bauteile des Kondensators nach der Erfindung sind zylindrische oder scheibenförmige Drehteile, so daß die Herstellung in fabrikatorischer Hinsicht erhebliche Vorteile mit sich bringt. Die elektrischen Abgriffe können in der Mitte der halbkreisförmigen Statorsohalen angebracht sein; es ist ^a5 aber auch zweckmäßig, die Statorschalen an ihren beiden Enden mit je einem elektrischen Anschluß auszurüsten, so daß die halbkreisförmigen Statorschalen, die an sich induktionsarme Flachleiter darstellen, als Leitungsstück in einen Leitungszug eingeschaltet werden können oder bei sehr kurzen Wellen das einzige Leitungsstück zwischen den Röhrenelektroden und der Schwingkreisinduktivität bilden.The symmetrical rotary capacitor is characterized according to the invention in that two stators are facing each other with their end faces, that the two stators are each attached to a disk-shaped insulating plate which also serves to support the axis of rotation at both ends. other end faces are attached so that the two stators are arranged coaxially to the axis of rotation so that they appear as separate, non-closed ¹ S cylinder jackets, and that the rotor is also arranged coaxially and designed so that it clears the space between the end faces during its rotary movements the stators happened. All components of the condenser according to the invention are cylindrical or disk-shaped turned parts, so that the manufacture brings with it considerable advantages in terms of manufacturing. The electrical taps can be attached in the middle of the semicircular stator brackets; it is ^a 5 but also appropriate to equip the stator shells at their two ends, each with an electrical terminal, so that the semi-circular stator shells, the low-inductance per se flat conductors represent, can be switched as a line segment in a line section or at very short waves, the only line segment between the tube electrodes and the resonant circuit inductance.

Die Plattensysteme der Statoren sind bei dem Drehkondensator nach der Erfindung an getrennten scheibenförmigen Isolierplatten befestigt, die auch der Lagerung der Drehachse des keinen Anschluß aufweisenden Rotors dienen. Bei diesem Aufbau wird eine sehr niedrige Grundkapazität des Kondensators erreicht, weil die beiden Statoren in dieser Stellung hinsichtlich kleiner Anfangskapazität die günstigste Lage zueinander aufweisen. Die Querkapazität wird praktisch nur durch den Rotor selbst hergestellt. Da der Rotor zwischen den beiden scheibenförmigen Isolierteilen, die die Statorenteile tragen, gelagert ist, wird er sehr exakt geführt, so daß hierdurch die Möglichkeit geschaffen wird, den Luftspalt zwischen den Rotorteilen und den Statorflächen genau einzuhalten. Bei dem Kondensator nach der Erfindung ist auch der Einfluß von Temperaturschwankungen nicht so groß wie bei bekannten Kondensatoren. Insbesondere wirkt sich ein axiales Spiel in der Lagerung des Rotors nicht oder nur unwesentlich auf die Kapazitätsänderung aus, da ein Herausrücken des Rotors aus dem einen Statorteil zwar eine Abnahme der Kapazität zwischen diesen beiden Systemen, aber auch eine entsprechende Zunahme zwischen dem anderen Statorteil und dem zu diesem gehörenden Rotorteil bewirkt. Die Gesamtkapazität ist aber innerhalb gewisser Grenzen unabhängig von dem axialen Spiel des Rotors, so daß bei dem Kondensator nach der Erfindung eine Kapazitätseinstellung möglich ist, die sehr exakt nur vom Drehwinkel des Rotors abhängt.The plate systems of the stators are separated in the rotary capacitor according to the invention disk-shaped insulating plates attached, which also support the axis of rotation of the no connection having rotor serve. With this structure, a very low basic capacity of the Capacitor achieved because the two stators in this position with regard to small initial capacitance have the most favorable position to each other. The transverse capacitance is practically only due to the rotor self made. Since the rotor is between the two disk-shaped insulating parts that the Carry stator parts, is stored, it is guided very precisely, so that this creates the possibility is to keep the air gap between the rotor parts and the stator surfaces exactly. at the capacitor according to the invention is also not influenced by temperature fluctuations large as with known capacitors. In particular, there is an axial play in the bearing of the rotor does not affect the capacity change, or only insignificantly, since the Rotor from one stator part, there is a decrease in the capacity between these two Systems, but also a corresponding increase between the other stator part and the to causes this belonging rotor part. However, the total capacity is independent within certain limits of the axial play of the rotor, so that in the capacitor according to the invention a Capacity setting is possible, which depends very precisely only on the angle of rotation of the rotor.

In vorteilhafter Weise können auch mehrere Kondensatoren hintereinander auf der gleichen Drehachse angeordnet sein. Man kann mehrere Kondensatoren, die gleichzeitig betätigt werden sollen, auch über aus Isolierstoff bestehende Kuppkragen miteinander verbinden. Die Anordnung mehrerer Kondensatoren kann auch so getroffen werden, daß mehrere Rotoren und mehrere Statoren übereinanderliegen und die Statoren ihrer Zugehörigkeit entsprechend gemeinsam galvanisch miteinander verbunden sind. Man kann auch Kontaktanordnungen vorsehen, die eine wahlweise Zu- bzw. Abschaltung von Statorplatten gestatten.Advantageously, several capacitors can also be used one behind the other on the same Be arranged axis of rotation. One can have multiple capacitors that are operated at the same time should also connect to each other via coupling collars made of insulating material. The order Multiple capacitors can also be made so that multiple rotors and multiple stators are on top of each other and the stators are galvanically galvanized according to their affiliation are connected to each other. You can also provide contact arrangements that allow an optional or disconnection of stator plates.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.In the drawing, exemplary embodiments according to the invention are shown.

Die Fig. 1 zeigt einen symmetrischen Drehkondensator mit einschichtigem Stator. Der Träger 1 des Rotors 2 besteht aus einem Isolierstoff, z. B. aus Polystyrol oder Keramik. Aus diesem Grunde kann auch eine metallische Achse 3 verwendet werden an Stelle der bisher üblichen Achse aus Keramik. Der Durchmesser der Achse kann deshalb sehr gering gewählt werden (etwa 2 mm). Bei den bisher üblichen keramischen Achsen dagegen kann ein Durchmesser von 5 mm aus Festigkeitsgründen nicht überschritten werden. Die Führung bzw. Festigung der Rotor- und Statorplatten erfolgt nicht wie bei den bekannten Kondensatorausführungen in zwei winkelrecht oder parallel zueinander stehenden Ebenen, sondern die Platten sind zentrisch gelagert, wodurch es wesentlich leichter ist, einen Luftspalt von 0,3 bzw. 0,4 mm zwischen Rotor 2 und Stator 4 genau einzuhalten.Fig. 1 shows a symmetrical variable capacitor with single-layer stator. The carrier 1 of the rotor 2 consists of an insulating material, for. B. made of polystyrene or ceramic. For this reason, a metallic axle 3 can also be used are made of ceramic instead of the previously common axis. The diameter of the axis can therefore can be chosen to be very small (approx. 2 mm). On the other hand, with the ceramic axles that have been used up to now a diameter of 5 mm must not be exceeded for reasons of strength. The tour or The rotor and stator plates are not strengthened as is the case with the known capacitor designs in two planes at right angles or parallel to each other, but the plates are centrally mounted, which makes it much easier to have an air gap of 0.3 or 0.4 mm between Observe rotor 2 and stator 4 exactly.

Die Drehachse 3 ist in scheibenförmigen Isolierteilen 5 gelagert, die als Träger der Statorplatten 4 dienen. Wenn mehrere Kondensatoren miteinander gekuppelt werden sollen, so können sie auf eine gemeinsame Drehachse aufgereiht werden, und es besteht hierbei der Vorteil, daß jeder Kondensatorrotor für sich gelagert ist, d. h. zentrisch geführt ist in bezug auf den Stator. Wenn bei gewissen Anwendungsfällen bei durchgehender Metallachse für mehrere Kondensatoren trotz isolierter Rotoren elektrische Kopplungserscheinungen auftreten, dann kann man die Kupplung der einzelnen Kondensatoren zur Vermeidung dieses Übelstandes auch aus Isolierstoff herstellen. Es macht fertigungsmäßig keine Schwierigkeiten, dem Stator oder dem Rotor bei Kondensatoren nach der Erfindung jedes gewünschte Profil zu geben, so daß ein vorgegebener Frequenzgang erreicht werden kann. Durch die Anordnung von mehreren Stator- und Rotorschalen übereinander bzw. ineinander (vgl. Fig. 2) kann der Kapazitätsbereich des Kondensators erweitert werden. Dabei ist der zusatz- iao liehe Raumbedarf von Stufe zu Stufe verhältnismäßig klein. Man kann bei zwei- oder mehrschichtigen Kondensatoren die Statorbeläge je nach Bedarf durch eine kleine Kontaktanordnung ab- bzw. zuschalten. Die Kapazitätsänderung Δ C auf i8o° kann dadurch der Lage im Freqiienzbereich weit-The axis of rotation 3 is mounted in disk-shaped insulating parts 5, which serve as supports for the stator plates 4. If several capacitors are to be coupled to one another, they can be lined up on a common axis of rotation, and there is the advantage here that each capacitor rotor is supported by itself, ie is guided centrally with respect to the stator. If, in certain applications with a continuous metal axis for several capacitors, despite isolated rotors, electrical coupling phenomena occur, then the coupling of the individual capacitors can also be made of insulating material to avoid this inconvenience. In terms of production, there are no difficulties in giving the stator or the rotor in capacitors according to the invention any desired profile so that a predetermined frequency response can be achieved. By arranging several stator and rotor shells one above the other or within one another (cf. FIG. 2), the capacitance range of the capacitor can be expanded. The additional space required from step to step is relatively small. In the case of two-layer or multi-layer capacitors, the stator linings can be switched on or off using a small arrangement of contacts, as required. The change in capacitance Δ C i8o ° can thereby far-able in Freqiienzbereich

gehend angepaßt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, im Bedarfsfalle den Rotor 2 für die Zwecke einer symmetrischen Erdung galvanisch nach außen zu führen. Um bei mehreren miteinander gekuppelten Kondensatoren die gleiche Anfangsstellung zu erreichen, kann an den Statorträgern 5 ein Anschlag 6 benutzt werden, der an einem der Isolierkörper 5 vorgesehen ist. Bei 7 sind schließlich in den Figuren die Anschlüsse für den Stator angedeutet, und zwar sind in der Fig. 2 deren zwei vorhanden, nämlich einer für die erste und ein weiterer für die zweite Schale des Stators.to be adjusted on the go. There is also the possibility, if necessary, of the rotor 2 for the For the purpose of a symmetrical grounding galvanically to the outside. To with several with each other Coupled capacitors to reach the same starting position can be done on the stator supports 5, a stop 6, which is provided on one of the insulating bodies 5, can be used. At 7 are Finally, the connections for the stator are indicated in the figures, namely in FIG. 2 two of which are available, namely one for the first and another for the second shell of the stator.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Symmetrical rotating capacitor, especially for shorter electrical waves, in which the plate systems of the rotor and the stator in particular semicircular parts of a

ao cylinder jacket and air is used as the dielectric, characterized in that that two stators are facing each other with their end faces, that the two stators on each a disk-shaped and also serving to support the axis of rotation at both ends Isolation plate are attached to the other end faces, that the two stators are coaxial are arranged to the axis of rotation that they are separate, non-closed cylinder jackets appear, and that the rotor is also arranged coaxially and designed so that it at its rotary movements passed the space between the end faces of the stators.

2. Symmetrical variable capacitor according to claim i, characterized by the use a metallic axis of rotation on which the insulating support (1) of the rotor (2) is attached is.

3. Symmetrical rotary capacitor according to one of claims 1 and 2, characterized in that that several capacitors are arranged on the same axis of rotation.

4. Symmetrical three capacitor according to one of claims 1 to 3, characterized in that that existing couplings are provided from insulating material, which connect several Allow capacitors among each other.

5. Symmetrical rotary capacitor according to one of claims 1 to 4, characterized in that that several rotors and several stators are arranged one above the other and the Stators are galvanically connected to one another according to their affiliation are.

6. Symmetrical rotary capacitor according to claim 5, characterized in that contact arrangements are provided that allow the stator plates to be switched on or off as required.

7. Symmetrical rotary capacitor according to claims 3 to 5, characterized in that that an initial position that is the same for all capacitors coupled to one another by using a stator stop (6) can be reached.

8. Symmetrical rotary capacitor according to claims 1 to 3, characterized in that the electrical taps are attached in the middle of semicircular stator shells.

Considered publications:

Austrian Patent No. 141 636;

Swiss Patent No. 214354;

British Patent No. 524434;

French patents No. 793 852,

805463, 852950;

U.S. Patent No. 1,983,540;

"Handbook of radio technology and its border areas", Volume 5, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1940, p. 50, fig. 64.

1 sheet of drawings