DE491017C

DE491017C - Rotary capacitor, the fixed and movable plates of which are arranged at right angles to the axis of rotation of the capacitor and intersect at points whose distance from the center of rotation changes with the angle of rotation of the plate sets

Info

Publication number: DE491017C
Application number: DET33708D
Authority: DE
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1926-07-22
Filing date: 1927-07-09
Publication date: 1930-02-12

Description

Drehkondensator, dessen feste und bewegliche Platten rechtwinklig zur Drehachse des Kondensators angeordnet sind und einander in Punkten überschneiden, deren Entfernung von dem Drehungsmittelpunkt sich mit dem Verdrehungswinkel der Plattensätze gegeneinander ändert Drehkondensatoren wurden zuerst derart ausgeführt, daß die einzelnen Kondensatorplatten halbkreisförmig ausgebildet waren. Die Kapazitätsänderung war daher bei solchen Kondensatoren gerade proportional dem Drehwinkel. Diese überaus einfache Bauart hatte jedoch den Nachteil, daß der absolute Durchschnittswert von Ablese- und Einstellungsfehlern über die ganze Skala konstant war, der relative Fehler war daher bei geringen Kapazitätswerten außerordentlich groß; wurde ein solcher Kondensator für Radioempfangsapparate verwendet, so stellte es eine schwierige Aufgabe dar, Stationen mit geringer Wellenlänge zu empfangen. Um diesem Nachteil zu begegnen, hat man Kondensatoren entwickelt, deren Platten so geformt sind, daß die Kapazität bei der Anfangsdrehung nur langsam zunimmt, beim Weiterdrehen jedoch diese Kapazitätszunahme wächst. Die beste derartige Form für einen Drehkondensator wurde erhalten, indem man die Platten in einer geraden Linie sowie ergänzenden Frequenzkurve begrenzte.Rotary capacitor whose fixed and movable plates are at right angles are arranged to the axis of rotation of the capacitor and intersect at points, whose distance from the center of rotation varies with the angle of rotation Sets of plates changes against each other Rotary capacitors were first designed in such a way that the individual capacitor plates were semicircular. The change in capacitance was therefore precisely proportional to the angle of rotation in such capacitors. These exceedingly simple construction, however, had the disadvantage that the absolute average value of Reading and adjustment errors was constant across the entire scale, the relative The error was therefore extremely large with low capacitance values; became such Condenser used for radio receivers, so it posed a difficult task is to receive stations with short wavelengths. To counter this disadvantage, one has developed capacitors whose plates are shaped so that the capacitance increases only slowly during the initial rotation, but this increase in capacity as the rotation continues grows. The best such shape for a rotary capacitor has been obtained by one bounded the plates in a straight line as well as complementary frequency curve.

Abb. x zeigt eine bekannte Plattenform, wie sie bisher für solche Kondensatoren verwendet wurde. Wird die bewegliche Platte um einen kleinen Winkel 0 a verdreht, so werden die einander gegenüberliegenden Teile einer festen und beweglichen Platte um den Wert 0 A - 1/,. (R2 - yz) 0 a. 30 vergrößert. In dieser Formel stellen R und r. die Radien, gemessen von der Mitte der Drehachse zu dem äußersten und innersten Überschneidungspunkt der Platten, dar. Regel-35 mäßig bleibt der innere Überschneidungspunkt konstant, indem die mittlere Aussparung der festen Platten durch einen Halbkreis konzentrisch mit der Kondensatordrehachse gebildet wird. 40 Die Formel für die Kapazität eines Drehkondensators, ausgedrückt in Luft als Dielektrikum und im ganzen n Platten, deren jede eine Oberfläche A besitzt und die im Abstand d voneinander angeordnet sind, 45 lautet - Für die Abhängigkeit bzw. Änderung der Kapazitätvon gilt Durch geeignete Wahl vonR als Funktionvon a. ist es möglich, die gewünschte Kapazitätskurve zu erhalten. Die Konstruktion der Platten ist dann außerordentlich einfach im Hinblick auf die Tatsache, daB der Überschneidungspunkt zwischen den Umfängen, der die Größe des Radius R bestimmt, sich nur radial und nicht auch gleichzeitig um einen Winkel bewegt. Es ist nur notwendig, den Radius R in gleicher Richtung mit dem Drehwinkel cc in Richtung des Grundradius zu berechnen, mit anderen Worten, den Plattenumfang als eine polare Kurve mit R als Funktion von a, zu gestalten.Fig. X shows a well-known plate shape as it was previously used for such capacitors. If the movable plate is rotated by a small angle 0 a, the opposite parts of a fixed and movable plate are rotated by the value 0 A - 1 /,. (R2 - yz) 0 a. 30 enlarged. In this formula, R and r represent. the radii, measured from the center of the axis of rotation to the outermost and innermost points of intersection of the plates. As a rule, the point of intersection inside remains constant, as the central recess of the fixed plates is formed by a semicircle concentric with the axis of rotation of the condenser. 40 The formula for the capacitance of a variable capacitor, expressed in Air as dielectric and a total of n plates, each of which has a surface A and which are arranged at a distance d from one another, 45 is - The following applies to the dependency or change in the capacity By suitable choice of R as a function of a. it is possible to get the desired capacity curve. The construction of the plates is then extremely simple in view of the fact that the point of intersection between the circumferences, which determines the size of the radius R, moves only radially and not simultaneously through an angle. It is only necessary to calculate the radius R in the same direction with the angle of rotation cc in the direction of the base radius, in other words to design the plate circumference as a polar curve with R as a function of a.

Wie man aus Abb. x ersieht, fallen Platten dieser bekannten Art lang und schmal aus, wodurch eine Reihe von Nachteilen mechanischer und elektrischer Art bedingt sind. Der Kondensator wird außerordentlich groß und dick, besonders wenn er mit einem Gehäuse versehen werden muß zum Schutze gegen mechanische und elektrische Einwirkungen. Ferner ist es schwierig, die notwendige Starrheit der beiden Systeme dünner Platten sicherzustellen. Der Geringstwert der Kapazität ist ferner stets größer bei einer länglichen als bei einer mehr kompakten Plattenform.As can be seen from Fig. X, plates of this known type fall long and narrow in appearance, eliminating a number of mechanical and electrical disadvantages Kind are conditional. The capacitor becomes extraordinarily large and thick, especially if it has to be provided with a housing for protection against mechanical and electrical effects. Furthermore, it is difficult to achieve the necessary rigidity of the to ensure both systems of thin plates. The lowest value of the capacity is also always larger in the case of an elongated plate shape than in the case of a more compact plate shape.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben. Erfindungsgemäß sind nämlich bei einem Drehkondensator, dessen feste und bewegliche Platten rechtwinklig zur Drehachse des Kondensators angeordnet sind und einander in Punkten überschneiden, deren Entfernung von dem Drehungsmittelpunkt sich mit dem Verdrehungswinkel der Plattensätze gegeneinander ändert, die wirksamen Flächen der Platten zu beiden Seiten des maximalen Radiusvektors ihrer äußeren Randkurve unsymmetrisch verteilt. Der Drehkondensator nach der Erfindung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Während man aus Abb. x erkennt, daß dort die wirksame Kondensatorfläche nur auf einer Seite der Linien 0-P, OP' angeordnet ist, welche den größten Radiusvektor darstellen, ist gemäß Abb. 2 die wirksame Fläche der Kondensatorplatten auf beiden Seiten des größten Radiusvektors der äußeren Randkurve unsymmetrisch angeordnet. Die eine Kante A-P ist vorzugsweise geradlinig und im rechten Winkel zu dem Grundradius 0-A ausgebildet. Aus bestimmten Erwägungen wird es vorgezogen, die Drehachse im Mittelpunkt der Grundlinie A-B anzuordnen.These disadvantages are eliminated by the invention. According to the invention, namely, in a rotary capacitor whose fixed and movable plates are arranged at right angles to the axis of rotation of the capacitor and intersect at points whose distance from the center of rotation changes with the angle of rotation of the plate sets, the effective areas of the plates on both sides of the maximum radius vector their outer edge curve distributed asymmetrically. The variable capacitor according to the invention is shown schematically in FIG. While one can see from Fig. X that there the effective capacitor area is arranged only on one side of the lines 0-P, OP ', which represent the largest radius vector, according to Fig. 2 the effective area of the capacitor plates is on both sides of the largest radius vector the outer edge curve arranged asymmetrically. The one edge AP is preferably straight and formed at right angles to the base radius 0-A . For certain considerations, it is preferred to position the axis of rotation at the center of the base line AB.

Die Berechnung eines Kondensators für eine bestimmte Kapazitätskurve wird regelmäßig in folgender Weise durchgeführt: Wie bei allen anderen Drehkondensatoren gilt auch hier die früher angegebene Formel der Abhängigkeit der Kapazitätsänderung von dem Winkel. Wird angenommen, daß der Radius y gegeben ist, dann wird der Wert des Radius R für jeden Einstellwinkel unmittelbar aus der Kapazitätskurve errechnet werden können. Um die äußere Kontur der Platte zu erhalten, wird dieser jeweils errechnete Radius um einen Winkel cp gegen den Grundriß 0-B zu versetzen sein, da dieser Winkel den Unterschied zwischen dem Drehwinkel u und einem anderen veränderlichen Winkel ö darstellt, der aus der folgenden Gleichung errechnet werden kann indem a gleich ist der Länge des Grundradius 0-A. The calculation of a capacitor for a certain capacitance curve is carried out regularly in the following way: As with all other variable capacitors, the formula given earlier for the dependence of the change in capacitance on the angle also applies here. If it is assumed that the radius y is given, then the value of the radius R for each setting angle can be calculated directly from the capacity curve. In order to obtain the outer contour of the plate, this calculated radius will have to be offset by an angle cp from the plan 0-B, since this angle represents the difference between the angle of rotation u and another variable angle δ from the following equation can be calculated where a is equal to the length of the base radius 0-A.

Claims

PATENT CLAIMS: straight x. Variable capacitor; its fixed and movable Plates are arranged at right angles to the axis of rotation of the capacitor and each other intersect at points whose distance from the center of rotation is with the angle of rotation of the plate sets against each other changes, characterized in that that the effective areas of the plates on either side of the maximum radius vector (OP) are distributed asymmetrically on their outer edge curve.

2. Variable capacitor after Claim x, characterized in that one of the two is mutually exclusive at the end point of the maximum radius vector (OP) intersecting edges of the plate error runs.