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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.