DE589723C

DE589723C - Electrical variable capacitor, consisting of a coarse control capacitor and a fine control capacitor connected electrically in parallel with it

Info

Publication number: DE589723C
Application number: DE1930589723D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1930-11-12
Filing date: 1930-11-12
Publication date: 1933-12-13

Description

Elektrischer Drehkondensator, bestehend aus einem Grobregelungskondensator und einem mit diesem elektrisch parallel geschalteten Feinregelungskondensator Die meisten bisher benutzten Konstruktionen zur Feinregelung von Drehkondensatören, bei denen zum Zweck der besseren Ablesemöglichkeit der Feinregelungsgriff den von ihm gesteuerten Kondensatorteil nicht direkt, sondern durch Übersetzungsmittel, wie Zahnräder, Schnecke, Kurvenscheiben u. dgl., antreibt, ergeben nicht die gewünschte Genauigkeit, da die unvermeidlichen, bei der Herstellung jeder Übersetzungsart mit in Kauf zu nehmenden Abweichungen infolge der mechanischen Toleranzen viel zu groß sind.Electrical variable capacitor, consisting of a coarse control capacitor and a fine control capacitor Die connected electrically in parallel with this most of the constructions used to date for fine control of rotary condensers, in which, for the purpose of better readability, the fine control handle the from the condenser part controlled by it not directly, but by means of translation, such as gears, worms, cams, etc., drives, do not result in the desired Accuracy, as the inevitable, is used in making any type of translation The deviations to be accepted due to the mechanical tolerances are far too large are.

Es sind ferner bereits Drehkondensatoren mit Feineinstellung bekannt, bei denen die eine Belegung des zur Feineinstellung benutzten Zusatzkondensators bei der Drehbewegung der Grobeinstellung fest bleibt, während die andere an der Bewegung teilnimmt. Die Feineinstellung des Zusatzkondensators wird ausschließlich an der -in bezug auf die Grobeinstellung festen Belegung vorgenommen. Die hierfür vorgeschlagene Regelung des zusätzlichen Kondensators besteht darin, daß durch eine an einen Fortsatz der Statorplatte des zusätzlichen Kondensators angreifende Spindel die erwähnte Statorplatte gegen den Druck einer Feder um eine Stützung mehr oder weniger gekippt wird, so daß hierdurch ihr Abstand von der zugehörigen Rotorplatte geändert wird. Diese Ausführung hat aber manche Nachteile. Ist die Gegenfeder schwach bemessen, so besitzt die unter ihrer Wirkung stehende Statorplatte des Feinkondensators nur eine unsichere lockere Lagerung, die größeren mechanischen Erschütterungen nicht gewachsen ist. Ist aber die Gegenfeder steif genug, so muß die dieser Feder entgegenwirkende Spitze der Regelungsspindel einen verhältnismäßig großen Druck auf die Statorplatte ausüben, was beim längeren Gebrauch einen Verschleiß der Spindelspitze oder der von ihr angegriffenen Fläche der gesteuerten Platte zur Folge hat, so daß eine eindeutige Eichung der Feinregelungsskala auf die Dauer unmöglich ist. Es ist außerdem bei dieser Anordnung schwer zu erreichen, daß in allen* Regelungsbereichen des Grobkondensators eine bestimmte Verstellung des Feinregelungsgriffes immer einer praktisch konstanten Änderung der Frequenz entspricht. Dies war bei der erwähnten Konstruktion auch nicht berücksichtigt. Es war vielmehr durch sie angestrebt, bei allen Stellungen des Grobkondensators durch eine bestimmte Verstellung des Feinregelungsgriffes immer die gleiche prozentuale Änderung der Kapazität herbeizuführen; aber auch dieser Zweck läßt sich durch die vorgeschlagene Konstruktion nur ungenau erreichen, da bei ihr die bei Feinregelung erfolgenden Abstandsänderungen zwischen den gegenüberliegenden Belegungen des Feinkondensators an verschiedenen Stellen verschieden sind. Am inneren Rande der verstellbaren Statorplatte (in der Nähe der Kondensatordrehachse) sind sie bedeutend größer als am äußeren Rande, und das hat zur Folge, daß bei Minimumstellungen des Grobkondensators die durch eine bestimmte Verstellung des Feinregelungsgriffes herbeigeführte prozentuale Änderung der Kapazität bedeutend größer ist als bei der Maximumstellung des Grobkondensators.There are also already known variable capacitors with fine adjustment, in which the one assignment of the additional capacitor used for fine adjustment when turning the coarse adjustment remains fixed, while the other on the Movement participates. The fine adjustment of the additional capacitor is exclusively on the fixed assignment made in relation to the coarse setting. The for this proposed scheme of the additional capacitor is that by a Spindle engaging on an extension of the stator plate of the additional capacitor the mentioned stator plate against the pressure of a spring by a support more or is tilted less, so that hereby their distance from the associated rotor plate will be changed. However, this design has some disadvantages. Is the return spring weak dimensioned, the stator plate of the fine capacitor, which is under their effect, has only an unsafe, loose mounting, not the larger mechanical vibrations has grown. But if the return spring is stiff enough, the one that counteracts this spring must Tip of the control spindle a relatively large pressure on the stator plate exercise, which can lead to wear of the spindle tip or the from her attacked surface of the controlled plate has the consequence, so that a unique Calibration of the fine adjustment scale is impossible in the long run. It is also at this arrangement difficult to achieve that in all * control areas of the coarse capacitor a certain adjustment of the fine adjustment handle is always practically constant Change in frequency. This was also not the case with the construction mentioned considered. Rather, it was aimed at by them, in all positions of the coarse capacitor always the same percentage due to a certain adjustment of the fine adjustment handle Bring about change in capacity; but this purpose can also be achieved through the The proposed construction can only be achieved inaccurately, since with her the fine control resulting changes in distance between the opposite Assignments of the fine capacitor are different in different places. On the inside Edge of the adjustable stator plate (near the condenser axis of rotation) they are significantly larger than on the outer edge, and this has the consequence that with minimum positions of the coarse capacitor by a certain adjustment of the fine control handle The percentage change in capacity brought about is significantly greater than that of the Maximum position of the coarse capacitor.

Bei einer anderen ähnlichen Ausführung wirkt die innere Fläche der röhrenförmig ausgebildeten Achse des Grobkondensators als eine Belegung des zusätzlichen Kondensators, während die andere Belegung desselben durch eine innerhalb dieses Rohres koaxial angeordnete und in der Achsenrichtung verschiebbare Zylinderfläche gebildet ist. Hier erfolgt die Feinregelung dusch die axiale Verschiebung des entsprechenden Griffes, so daß die Empfindlichkeit der Feinregelung in verschiedenen Regelungsbereichen des Grobkondensators verschieden ausfällt. Schon aus diesem Grunde ist eine einheitliche Eichung der Feinregelung unmöglich. Auch ist es bei dieser Konstruktion schwer, jedesmal eine erwünschte genaue axiale Verstellung des Feinregelungsgriffes an Hand irgendeiner Skala zu bewerkstelligen. Um dies bequem verrichten zu können, wäre es nötig, die: Feinregelungsachse mit irgendeinem Drehantrieb durch eine passende Übersetzung zu kuppeln, was aber die Bauweise erschweren und zusätzliche Fehler herbeiführen würde.In another similar embodiment, the inner surface acts as the tubular axis of the coarse capacitor as an occupancy of the additional Capacitor, while the other occupation of the same by one within this Tube coaxially arranged and displaceable in the axial direction of the cylinder surface is formed. This is where the fine adjustment takes place, the axial displacement of the corresponding Handle, so that the sensitivity of the fine control in different control areas of the coarse capacitor turns out differently. For this reason alone is a uniform Calibration of the fine control impossible. It is also difficult with this construction each time a desired exact axial adjustment of the fine control handle on hand to accomplish any scale. To be able to do this comfortably, would be it is necessary to: fine control axis with any rotary drive through a suitable one To couple translation, which complicates the construction and additional errors would bring about.

Alle die obenerwähnten Nachteile der bekannten Konstruktion werden beim Drehkondensator nach der Erfindung vermieden. Dieser besteht, wie die erwähnten bekannten Kondensatoren, aus einem Grobregelungskondensato.r und einem mit diesem elektrisch parallel geschalteten Feinregelungskondensator, dessen nicht vom Feinregelungsgrift gesteuerter Beleg mit dem drehbaren Teil des Grobregelungskondensato:rs gekuppelt ist. Das Eigentümliche der Bauweise nach der Erfindung besteht darin, daß die beiden gegeneinander um dieKondensatorachseverdrehbaren aktiven Belegungsflächen des Feinkondensators von wesentlich verschiedener Größe sind, so daß in keiner Regelungsstellung eine vollkommene Überdeckung der beiden aktiven Belegungsflächen zustande kommt. Es wird hierdurch erreicht, daß bei der Änderung ihrer gegenseitigen Lage immer eine andere Partie der größeren aktiven Belegungsfläche gegenüber dem. entsprechenden Teil der kleineren zu stehen kommt.All of the above mentioned disadvantages of the known construction will be eliminated avoided in the rotary capacitor according to the invention. This consists, like the ones mentioned known capacitors, from a coarse regulating capacitor and one with this Electrically parallel fine control capacitor, whose not from the fine control handle controlled document coupled with the rotatable part of the coarse control condenser is. The peculiarity of the construction according to the invention is that the two Active covering surfaces of the fine capacitor that can be rotated relative to one another about the capacitor axis are of significantly different size, so that in no control position one complete coverage of the two active occupancy areas is achieved. It will thereby achieved that when changing their mutual position always a different one Part of the larger active occupancy area compared to the. corresponding part of the smaller comes to stand.

Insbesondere kann man die Feinregelung für die lineare Frequenzänderung einrichten, und zwar so, daß für jede Grobstufe der ganze mögliche Feinregelungsbereich praktisch lineare und immer gleiche Frequenzunterschiede liefert.In particular, you can use the fine control for the linear frequency change set up, in such a way that for each coarse level the entire possible fine control range delivers practically linear and always the same frequency differences.

Die Abb. I zeigt als Ausführungsbeispiel einen Drehkondensator nach der Erfindung. Er besteht aus einem Grobkondensator mit einem Stator b und einem Rotor c und aus einem Feinkondensator, dessen einer Teil e auf der Rotorachse a des Hauptkondensators etwa mittels einer metallischen Kreisscheibed befestigt ist und dessen anderer Teil f mit dem Feinregelungsgriff verbunden ist. Der Feinregelungsgriff besteht hier z. B. aus einer Isolierscheibe g mit Feinskala lt.Fig. I shows a rotary capacitor as an embodiment the invention. It consists of a coarse capacitor with a stator b and a Rotor c and a fine capacitor, one part of which e on the rotor axis a of the main capacitor is attached, for example, by means of a metallic circular disk and the other part f of which is connected to the fine control handle. The fine control handle exists here z. B. from an insulating g with fine scale lt.

Die Grobskala i ist gegebenenfalls mittels einer mit der Platte d verschraubten Isolatorringscheibe j oder in einer anderen passenden Weise an der Rotorachse a befestigt. Die elektrische Parallelverbindung des Grob- und Feinkondensators ist - für die Teile c und e durch die Achse 'a und für die Teile b und f durch die-Leitung na, Kontaktfederl und den an f angeschlossenen Schleifring k gebildet.The coarse scale i is optionally attached to the rotor axis a by means of an isolator ring disk j screwed to the plate d or in another suitable manner. The electrical parallel connection of the coarse and fine capacitor is formed for parts c and e by axis' a and for parts b and f by the line na, Kontaktfederl and the slip ring k connected to f.

Die freie Beweglichkeit des Teiles la, g, f kann durch die Reibung der Kontaktfeder l an dem Schleifring k oder irgendeine andere Bremsvorrichtung etwas gehemmt werden.The free mobility of the part la, g, f can be somewhat inhibited by the friction of the contact spring l on the slip ring k or some other braking device.

Der Grobkondensator kann in üblicher Weise so ausgeführt werden, daß bei der Drehung E des Rotors um ca. z8o° seine Kapazität sich vom Minimum zum Maximum ändert. Es empfiehlt sich, hierbei eine Anzahl von Raststellungen vorzusehen, z. B. 30 Raststellungen, die voneinander etwa um 3° abstehen, so: daß der übergang von einer Grobstufe auf die folgende durch die Verdrehung des Rotors in die nächstfolgende Raststellung erfolgt. Die Regelungsbereiche zwischen den Grobstufen können dann durch die Feineinstellung der Skala h des Hilfskondensators überbrückt werden.The coarse capacitor can be designed in the usual way in such a way that when the rotor rotates through approximately z80 ° its capacitance changes from the minimum to the maximum. It is advisable to provide a number of locking positions, e.g. B. 30 locking positions, which protrude from each other by about 3 °, so: that the transition from one coarse step to the next is made by the rotation of the rotor in the next following locking position. The control ranges between the coarse levels can then be bridged by fine-tuning the scale h of the auxiliary capacitor.

Der Belege des Hilfskondensators ist beim gegebenen. Ausführungsbeispiel als ein Kreiszylinderkragen ausgebildet, der einen Umfang von etwas weniger als 36o°, z. B. etwa 34.0° hat (s. Abb, a), die die Oberansicht der Belegungen e und f in einem kleineren Maßstab darstellt. Die Höhe der Mantellinie ist veränderlich (s. die Abwicklung Ahb. 2a).The evidence of the auxiliary capacitor is given. Embodiment designed as a circular cylinder collar, which has a circumference of slightly less than 36o °, e.g. B. has about 34.0 ° (see Fig, a), which shows the top view of the assignments e and represents f on a smaller scale. The height of the surface line is variable (See the settlement in Fig. 2a).

Der Beleg f besteht aus einem oder mehreren parallel zur Achse a verlaufenden Streifen und kann zusammen mit der Feinregelungsskala h um einen Winkel a, der etwa unterhalb 18o° liegt, z, B. 16o° beträgt, verdreht werden.The document f consists of one or more parallel to the axis a Strip and, together with the fine adjustment scale h, can be adjusted by an angle a which is approximately is below 18o °, e.g. 16o °.

Steht der Hauptkondensator beispielsweise in seiner ersten, dem Kapazitätsminimum entsprechenden Raststellung, so. kann beim Hilfskondensator innerhalb seines ganzen Verstellungswinkels a der Streifen f alle möglichen relativen Lagen zum Belege einnehmen, die zwischen den beiden Grenzlagen L und l' enthalten sind (s. Abb.2a). Seine kapazitive Fläche ändert sich hierbei kontinuierlich von p zu p'. Steht dagegen der Hauptkondensator in seiner letzten, @ dem Kapazitätsmaximum entsprechenden Raststellung, wobei sein Rotor aus der Anfangslage um den Winkel e gleich etwa i 8o° verstellt ist, so sind jetzt bei der Feinregelung die relativen Lagen des Beleges f zum Belege zwischen zwei Grenzlagen 2 und 2' enthalten, und die kapazitive Fläche des Feinkondensators läuft alle Werte zwischen q und q' durch. (Natürlich können die Stellungen i' und 2 sich auch teilweise überlappen.) Bei irgendeiner bestimmten mittleren Raststellung des Hauptkondensators ändern sich die relativen Lagen der Belege des Feinkondensators zwischen den Grenzlagen 3 und 3', und seine kapazitive Fläche variiert zwischen den Grenzwerten r und r'.If the main capacitor is, for example, in its first latching position, which corresponds to the minimum capacitance, then. In the case of the auxiliary capacitor, the strip f can assume all possible positions relative to the document within its entire displacement angle a, which are contained between the two limit positions L and l '(see Fig.2a). Its capacitive area changes continuously from p to p '. If, on the other hand, the main capacitor is in its last rest position, corresponding to the maximum capacitance, with its rotor being adjusted from the initial position by an angle e equal to about i 80 °, the relative positions of document f to document e are now between two limit positions during fine control 2 and 2 ', and the capacitive surface of the fine capacitor runs through all values between q and q' . (Of course, the positions i 'and 2 can also partially overlap.) At any given middle detent position of the main capacitor, the relative positions of the layers of the fine capacitor change between the limit positions 3 and 3', and its capacitive area varies between the limit values r and r '.

Es empfiehlt sich, die Flächen der Kondensatoren so, zu gestalten, daß auf allen Regelungsstufen nicht nur die Grobregelung, sondern auch die Feinregelung eine lineare, und zwar für alle Stufen gleichmäßige Frequenzänderung ergibt, so: daß dem vollen Verdrehungs@vinkel a. der Feinskala bei allen Raststellungen des Grobkondensators praktisch immer die gleiche Frequenzdifferenz entspricht.It is advisable to design the surfaces of the capacitors so that that at all control levels not only the coarse control, but also the fine control results in a linear frequency change that is uniform for all stages, as follows: that the full twisting angle a. the fine scale at all detent positions of the Coarse capacitor practically always corresponds to the same frequency difference.

Selbstverständlich kann der Beleg e auch aus mehreren konzentrischen Zylindern (mit gleichem oder auch ungleichem Verlauf der Höhenänderung) und dann auch der Beleg f aus entsprechend größerer Anzahl von Streifen bestehen.Of course, the document e can also consist of several concentric ones Cylinders (with the same or unequal course of the change in height) and then the document f also consist of a correspondingly larger number of strips.

Auch kann man die gewünschte Änderung des Kapazitätsverlaufes nicht nur durch Verschiedenheit der Mantelhöhen eines Zylinders mit kreisförmiger Leitlinie, sondern auch z. B. durch Änderung des Abstandes zwischen den beiden Belegungen herbeiführen, indem der Belege, wie dies in der Abb. 3 angedeutet, etwa als ein Zylinder gleicher oder ungleicher Höhe mit einer spiraligen Leitlinie gestaltet ist. Ferner kann man die beiden Belege aus je einer oder mehreren quer zur Achse a verlaufenden ebenen Platten ausbilden, wie dies die Abb. d. zeigt.You can also not make the desired change in the capacity curve only through the difference in the height of the jacket of a cylinder with a circular guideline, but also z. B. by changing the distance between the two assignments, by the evidence, as indicated in Fig. 3, approximately as a cylinder the same or of unequal height with a spiral guideline. Furthermore, one can The two documents each consist of one or more planes running transversely to axis a Form plates, as shown in Fig. D. shows.

Natürlich ändert sich prinzipiell nichts an der beschriebenen Konstruktion, wenn die beiden Belege e und f ihre Rollen vertauschen in der Weise, daß der Beleg e von dem Feinregelungsgriff und der Beleg f von derAchse a bzw. dem Grobregelungsgriff gesteuert wird.Of course, in principle nothing changes in the construction described if the two documents e and f swap their roles in such a way that the document e is controlled by the fine control handle and the document f is controlled by the axis a or the coarse control handle.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric rotary capacitor, consisting of one Coarse control capacitor and a fine control capacitor connected electrically in parallel with it, its receipt, which is not controlled by the fine adjustment handle, with the rotatable part of the Coarse control capacitor is coupled, characterized in that a) an occupancy area of the fine capacitor (f) according to its angular width, calculated in the direction of Control rotation, is only narrow compared to the sector angle of the other occupancy area (e) b) and that this occupation area (e) of the fine capacitor is also a significant one larger (e.g. about twice as large) sectoral extension than the whole Control angle of the coarse capacitor and c) a variable size of the jacket height (with cylindrical arrangement) or the radius vector (with disk arrangement) oriand that (in the case of a cylindrical arrangement) the cylinder guide line is spiral (and thus also the distance parameter of the respective capacitive space is variable).

2. Variable capacitor according to claim r, characterized in that the surfaces of the coarse and fine condenser are chosen so that also approximated in the fine control a linear frequency change as evenly as possible for all stages of the coarse capacitor is achieved.