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Elektrischer Mehrfachkondensator veränderbarer Kapazität In der modernen
Trägerstromtechnik gewinnt der Abgleich von Leitungen, die mit Trägerstromkanälen
sehr hoher Frequenz belegt sind, zunehmende Bedeutung. Mit wachsender Frequenz der
Träger werden an die Genauigkeit dieses Abgleichs und an seine zeitliche Unveränderlichkeit
immer höhere Anforderungen gestellt, die dazu führten, daß man die zum Abgleich
notwendigen Schaltmittel, meist Kondensatoren sehr kleiner Kapazitätswerte, an leicht
zugänglicher Stelle und in leicht verstellbarer Ausführung gesammelt für eine große
Anzahl von Trägerstromkanälen anordnete. Es sind zu diesem Zweck eine große Anzahl
sogenannter Ausgleichfelder vorgeschlagen oder bekanntgeworden, das sind Schaltfelder,
zu denen die gegeneinander abzugleichenden Leitungen hingeführt und in denen die
Abgleichmittel zusammengebaut sind. Meist bestehen sie aus einem System sich überkreuzender
Leitungen, die an geeigneten Punkten über die genannten Abgleichmittel, also die
Kondensatoren, miteinander gekoppelt werden. Da die modernen Leitungen für Trägerstrombetrieb
eine große Anzahl von Nachrichtenkanälen enthalten, sind in einem solchen Schaltfeld
eine große Menge Kondensatoren unterzubringen, und zwar muß es sich um verhältnismäßig
hochwertige Kondensatoren handeln, die vor allen Dingen jederzeit leicht nachstellbar
sind und reproduzierbare, konstante Kapazitätswerte ergeben.
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Es sind veränderliche Ausgleichkondensatoren bekannt, bei denen die
feste Elektrode durch einen Metallüberzug auf einen Porzellanträger aufgebracht
ist, während die an einem Ende mit einem Kugelgelenk versehene bewegliche Elektrode
als federnder Kolben im Innern der Porzellanröhre gleitet. Desgleichen ist es auch
bekannt, die feste Elektrode im Innern eines rohrförmigen Isoliermaterials anzuordnen,
mit einem Dielektrikum zu überziehen und in dieser das Dielektrikum bildenden Isolierhülse
einen federnd ausgebildeten Kolben als bewegliche Elektrode gleiten zu lassen. In
einer weiteren bekannten Ausführung ist der veränderliche Kondensator mit seiner
beweglichen Elektrode in einen keramischen Isolierkörper eingehüllt, die eng in
den von der festen Belegung umgebenen Hohlraum eingepaßt ist, so daß beim Herausbewegen
der Metallbelegung aus der Gegenelektrode der sonst hierdurch freiwerdende Raum
nunmehr durch das feste Dielektrikum ausgefüllt wird. Desgleichen ist es auch bekannt,
die bewegliche Elektrode eines regelbaren elektrischen Kondensators auf einen keramischen
Körper aufzubringen und mit einer Schmelzglasurschicht zu überziehen, die als Dielektrikum
dient und in die feststehende Elektrode ahne Luftzwischenraum beweglich eingeschliffen
ist. In einer anderen bekannten Konstruktion.. eines Kondensators sind auf ein im
Innern mit Gewinde versehenen Kunstharzröhrchen zwei Metallringe als feste Elektrode
aufgebracht, während die bewegliche Elektrode, als Schraubkern ausgebildet, sich
im Innern des Kunstharzröhrchens verstellen läßt. Ferner sind auch Mehrfachabgleichkondensatoren
bekannt, die aus zwei feststehenden zylindrischen Elektroden und zwei mechanisch
miteinander gekuppelten, in diesen verschiebbar gelagerten Elektroden bestehen.
Die beweglichen Elektroden sind über eine flexible Leitung angeschlossen. Bei einer
anderen Ausführungsform ist um eine feste zylindrische Elektrode eine geschlitzte
äußere zylindrische Elektrode gelegt, wobei die Änderung der Kapazität durch Zusammenspannen
dieser äußeren Elektrode erfolgt. Weiterhin ist ein veränderbarer Kondensator bekannt,
bei dem die eine Elektrode je zur Hälfte ihrer Länge aus einem ganzzylindrischen
Mantel und aus einem teilzylindrischen Mantelstück besteht. Um den ganzzylindrischen
Teil ist ein diesen nicht berührender geschlitzter Zylinder als die eine Gegenelektrode
und um den Teilzylinder eine zweite diesen nur zur Hälfte umfassende Gegenelektrode
gelegt. Die Änderung der Kapazität kann also sowohl durch Zusammendrücken des geschlitzten
Zylinders als auch durch Drehen der inneren Elektrode erfolgen: Fernerhin ist auch
bekannt, bei einem Differentialkondensator auf ein Isolierröhrchen ringförmige feste
Elektroden aufzusetzen und die kolbenförmige bewegliehe Elektrode im Innern des
Isolierröhrchens ane zuordnen.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Mehrfachkondensator
veränderbarer Kapazität, bestehend aus einem festen, rohrförmigen, mehr als zwei
feststehende Elektroden tragenden Isoliergehäuse, einer im Innern des Isoliergehäuses
gleitenden, anschlußlosen, stirnseitig angetriebenen und von den feststehenden
Elektroden
durch ein festes Dielektrikum getrennten Elektrode.
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Bei einem solchen bekannten Kondensator; der insbesondere zum Abgleich
von Fernmeldeleitungen benutzt werden kann, liegen gemäß der Erfindung Stromzuführungen
zu den festen Elektroden innerhalb des Isoliergehäuses bis zu seinen Stirnflächen.
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Es kann zweckmäßig sein, die Herausführung aller Elektrodenzuleitungen
auf einer Stirnseite vorzunehmen. Man kann aber auch weitere, von Stirnseite zu
Stirnseite im Gehäusekörper verlaufende Leitungen vorsehen, so daß die Möglichkeit
des Anschlusses einer oder mehrerer fester Elektroden auf jeder Stirnseite besteht.
Die Herausführung erfolgt zweckmäßig aus Gründen der Erhöhung der Kriechspannung
mit Hilfe von auf die Stirnseiten aufgesetzten Augen oder Nasen, wobei eine bevorzugte
Ausführung des Kondensators nach der Erfindung auf der sämtliche Elektrodenzuführungen
aufweisenden Stirnseite noch eine weitere als Lötstützpunkt ausgebildete Nase aufweist,
so daß zwischen dieser und einer die Zuführung zu einer Elektrode enthaltenden Nase
noch ein Widerstand od. dgl. eingelötet werden kann.
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Die Bewegung der anschlußlosen und den angeschlossenen, feststehenden
Elektroden gegenüberliegenden beweglichen Elektrode erfolgt zweckmäßig durch ebenfalls
auf einer der Stirnseiten vorgesehene Mittel, also beispielsweise eine Schraubspindel
od. dgl. Es ist vorteilhaft, diese Mittel so auszubilden, daß sie nur mit Hilfe
eines besonderen Werkzeugs, z. B. eines Schraubenziehers, und nicht schon einfach
von Hand betätigt werden können, damit ein versehentliches Verstellen möglichst
ausgeschlossen wird. Ebenso lassen sich diese Verstellmittel so ausbilden, daß sie
gleichzeitig die Ablesung des Standes der beweglichen Elektrode ermöglichen, entweder
indem die z. B. als Schraubspindel ausgeführte Verstellvorrichtung einen an einer
Skala entlang gleitenden, vorzugsweise mit einer Kante oder Schneide ausgestatteten
Bund aufweist oder daß der herausragende Schaft der Verstellvorrichtung mehrere
in bestimmten Abständen voneinander angeordnete und gegen die ebene Begrenzungsfläche
eines die übrigen Teile der Vorrichtung enthaltenden Auges ablesbare Rillen enthält.
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Die Kapazitätsänderung erfolgt bei dem Mehrfachkondensator gemäß der
Erfindung dadurch, daß die bewegliche und elektrisch nicht angeschlossene Elektrode
mehr oder weniger den festen und elektrisch angeschlossenen Elektroden gegenübergestellt
wird.
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Zweckmäßig kann die Grundfläche der Gehäuse der Kondensatoren quadratisch
ausgeführt werden. Sie lassen sich dann einer neben dem anderen, ein viereckiges
Feld bedeckend, raumsparend und übersichtlich anordnen, so daß ein bestimmter Kondensator
sich nach dem gewissermaßen von ihm eingenommenen Koordinatenpunkt leicht finden
und einstellen läßt. Eine größere Anzahl solcher Kondensatoren setzt man in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig auf eine metallische Grundplatte auf, die
eine große Anzahl von Bohrungen zum Durchtritt der die Elektrodenzuleitungen enthaltenden
Nasen auf der einen Stirnseite des Gehäusekörpers aufweist. Am besten erfolgt auch
die Befestigung auf der Grundplatte von der Seite, auf der an den durch die Grundfläche
hindurchragenden Nasen die -Anschlüsse an die abzugleichenden Leitungen vorgenommen
werden. Dann liegen die anderen Stirnseiten der Kondensatoren, mit den Verstellvorrichtungen
versehen, in einer Ebene nebeneinander. Sie können so ausgeführt werden, beispielsweise
durch seitlich angebrachte Nuten, daß zwischen ihnen Bezeichnungsschildchen eingeschoben
werden können, auf denen die Leitungen, für deren Ausgleich der betreffende Kondensator
bestimmt ist, vermerkt sind.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Kondensators gemäß
der Erfindung als Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen
mechanischen und elektrischen Aufbau, Fig. 2 den Längsschnitt eines Kondensators
gemäß der Erfindung, Fig. 3 in Seitenansicht und Fig. 4 in Draufsicht eine Ablesevorrichtung
für den Stand der beweglichen Elektrode, Fig. 5 in Teilansicht eine weitere Ablesevorrichtung
und Fig. 6 in Ansicht von unten und Fig. 7 in Seitenansicht schematisch die Anordnung
einer größeren Anzahl solcher Kondensatoren in einem Schaltfeld zur Entkopplung
von Kabelleitungen.
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In Fig. 1 bedeutet 1 ein Rohr aus Polystyrol oder ähnlichem Isolierstoff
hoher dielektrischer Güte, auf das von außen die festen Elektroden 2, 3 und 4 ringförmig
aufgebracht sind. Isolierrohr und Elektroden sind in dem Gehäuse 5 aus einem Stoff
hoher Isolierfähigkeit untergebracht. Innerhalb des Rohres 1 gleitet die bewegliche
Elektrode 6 kolbenförmig und wird mit Hilfe der in einer Mutter 7 verdrehbaren Schraubspindel
8 bewegt. Die Zuleitungen 9, 10 und 11 zu den festen Elektroden 2, 3 und 4 sind
alle an der oberen Stirnseite herausgeführt. Durch Bewegen der kolbenförmigen Elektrode
6 in Richtung der mit den Stromzuführungen 9, 10 und 11 versehenen Kondensatorstirnfläche
wird die Kapazität zwischen den Elektroden 2 und 3 vergrößert und zwischen den Elektroden
4 und 3 verkleinert; durch Bewegen der Elektrode 6 in entgegengesetzter Richtung
wird dagegen die Kapazität zwischen den Elektroden 4 und 3 vergrößert und zwischen
den Elektroden 2 und 3 verkleinert.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist 15 wieder das aus einem Stoff hoher
Isolierfähigkeit bestehende Gehäuse, das eine Bohrung 16 aufweist, auf deren Innenseite
die drei festen Elektroden 17, 18 und 19 angebracht sind. Die bewegliche, abermals
in Kolbenform ausgeführte Elektrode 20 ist in bekannter Weise von einem isolierenden
Mantel 21 umgeben, der aus einem Stoff hoher dielektrischer Güte, z. B. Polystyrol,
besteht. Der Kolben wird mittels der Spindel 22 bewegt. Die Stromzuführungen für
die Elektroden 17, 18 und 19 liegen in auf der Antriebsseite gegenüberliegenden
Stirnseite herausragenden Nasen, von denen die Nase 23 für die Zuführung zur Elektrode
19 dargestellt ist. Weiterhin ist ein besonderer Leiter 24 eingezeichnet, der von
einer Stirnseite zur anderen durchläuft und auf der oberen Stirnseite in der Nase25
austritt. Eine der Elektrodenzuführungen läßt sich also auf der oberen Stirnseite
mit diesem Leiter 24 verbinden, so daß ihr Anschluß auf der unteren Stirnseite des
Kondensators an der Fahne 26 erfolgen kann. In dem Gehäuse 15 ist noch die Mutter
27 zur Befestigung des Kondensators auf einer Grundplatte 28 vorgesehen.
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Fig. 3 bis 5 zeigen das Ende eines Kondensators gemäß der Erfindung,
an dem die Verstellvorrichtung für die bewegliche Elektrode vorgesehen ist, und
zwar zeigt Fig. 3 in Seitenansicht und Fig. 4 in Draufsicht eine Anordnung, bei
der die Schraubspindel 31 selbst aus dem Gehäuse 32 des Kondensators herausragt
und mit einem Bund 33 versehen ist. Dieser Bund hat eine Schneide, die an Marken
34 vorbeistreicht und gegen
diese abgelesen werden kann. Diese Marken
sind auf einem schalenförmigen Ansatz 35 angebracht, der auf der Stirnseite des
Gehäuses 32 aufsitzt. 36 und 37 sind zwei Lötfahnen zum Anschluß von im Kondensatorgehäuse
32 liegenden festen Elektroden des Kondensators. ach Fig.5 trägt das Gehäuse
38 auf der Stirnfläche einen mit einer ebenen Abschlußfläche 39 versehenen
kegelförmigen Ansatz 40, in der die Vorrichtung zur Verstellung der beweglichen
Elektrode angeordnet ist. Aus der ebenen Fläche 39 des Ansatzes 40 ragt ein mit
einem Schlitz 41 für das Einsetzen eines Schraubenziehers versehener Schaft 42 heraus,
der verschiedene rillenförmige Marken 43 trägt, die gegen die Abschlußflächen 39
des Ansatzes 40 abgelesen werden können.
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Fig.6 zeigt in Ansicht von unten und Fig.7 in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus einem Schaltfeld mit einer Reihe von eingebauten Kondensatoren gemäß
der Erfindung. Das Schaltfeld weist eine Metallplatte 47 als Grundplatte auf, an
der die Kondensatoren mit Hilfe von Schrauben 48 befestigt sind. Durch Bohrungen
in der Metallplatte 47 ragen die die Elektrodenausführungen verhüllenden Nasen 49,
50 und 51 aus der Unterseite der Grundplatte 47 heraus, wo die aus diesen Nasen
herauskommenden Anschlußfahnen mit den entsprechenden Adern der in Viererform verdrallten
Kabelleitungen 52 oder mit den senkrecht dazu verlaufenden, an andere Adern solcher
Leitungen angeschlossenen Schienen 53 verbunden werden. Das andere Ende der Kondensatoren
trägt jeweils einen Ansatz 54, aus dem der Bedienungsschaft 55 für die verstellbare
Elektrode herausragt. Seitlich sind in die Ansätze 54 Nuten 56 eingeschnitten, in
die von der Seite Bezeichnungsschildchen 57 eingesetzt werden.