DE738408C - Abstimmbarer Schwingungskreis fuer sehr hohe Frequenzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf einen abstimmbaren Schwingungskreis für sehr hohe Frequenzen, bestehend aus einer rohrförmigen Selbstinduktion mit an den Enden des Rohres über zwei topfförmige Leiter angeschlossenen, in ihrem Abstand veränderbaren Kapazitätsflächen.

Es sind solche Anordnungen bekannt, bei denen die Kapazitätsflächen innerhalb eines die Selbstinduktion bildenden, geschlossenen rohrförmigen Kohlkörpers angeordnet sind. Bei solchen Anordnungen ist man aber in der Wahl des Rohrdurchmesaers beschränkt, und wenn dieser nicht sehr groß ist, entsteht eine unerwünschte kapazitive Kopplung, der Kapazitätsfiächen mit der Innenseite des Rohres.

Bei anderen bekannten Anordnungen, wird ein Rohr alsi Selbstinduktion verwendet, und die Kapazität des Schwingungskfeises wird durch zwei Ringflansche gebildet, die am Ende zweier topfförmiger Träger senkrecht zur Rohrachse befestigt sind. Wenn diese Kapazitätsflächen durch Verschieben des topf förmigen Trägers längs des Rohres voneinander entfernt oder genähert werden, so wird die Kapazität verändert.

Erfindungsgemäß werden bei einer solchen Anordnung gleichviel Kapazitätsflächen an der Außenseite jedes Topfmantels parallel zur Rohrachse in gleicher räumlicher Entfernung voneinander so angeordnet, daß ihr Abstand durch Drehen eines Topfes um die Rohrachse verändert werden kann.

Der Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die Drehung um die Rohrachse einfachere und genauere Einstellungsmöglichkeiten ergibt, wie die Längsverschiebung, und daß die außen angebrachten Kapazitätsfiächen wie Kühlrippen wirken und so Temperaturerhöhungen, die besonders wegen der damit verbundenen Längen- und Kapazitätsänderung schädlich sind, vermieden werden. Etwaige geringe, trotzdem auftretende Längenänderungen verändern den Abstand der Kapazitätsflächen nicht und beeinflussen daher die Kapazität praktisch nicht. Auch kann die Anzahl dieser Kapazitätsflächen beliebig erhöht werden, so daß ohne zu große Annäherung der einzelnen Flächen große Kapazitäten erzielt werden können.

Der Schwingungskreis, nach der Erfindung ist besonders günstig in Hochfrequenzanlagen mit einer Frequenz von etwa 60 000 kHz, d. h. Wellenlängen von 5 m und darunter.

Weitere Einzelheiten der Erfindung weiden an Hand der Beschreibung und der Ansprüche erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel an Hand der beiliegenden Zeichnung ist näher besenrieben. Fig. ι stellt eine Vorderansicht des Schwingungskreises teils im Schnitt dar. In Fig. 2 ist eine Seitenansicht gezeigt.

Fig. 3 zeigt die Anordnung von oben, insbesondere in bezug auf die Einstellanordnung für den Schwingungskreis.

Der geschlossene Schwingungskreis besteht ίο aus induktiven und kapazitiven Elementen. Der wesentliche Teil der Induktivität ist als Rohr ι aus gut leitendem Kupfer ausgebildet. Beide Enden des Rohres ι sind mittels Kupplungsringen 2 an röhrenförmigen Verlängerungen 3 und 3" befestigt, die auch aus gut leitendem Kupfer hergestellt sind. Das Rohr 1, die Vierlängerungen und Kupplungsringe werden durch Metallkappen 9 mittels eines durchgehenden Verbindungsbolzens 10 und Muttern 29 zusammengehalten. Die Kappen 9 sind mit je einer öffnung g^a versehen, die zur Aufnahme und Befestigung der tragenden Isolationsstüitzen 30 dienen.

Das' linke Rohr y trägt einen topfförmigen Teil 31 mit radial angebrachten Rippen 13, die als Kondensatorplatten dienen. Der topfförmige Teil 31 hat eine ringförmige geschlitzte Verlängerung 32, die mit je zwei Flanschen 33 und dazugehörigen Schraubbolzen versehen ist und durch welche der topfförmige Teil 31 in richtiger Stellung auf dem Rohr 3 befestigt werden kann.

Ein zweiter topfförmiger Teil 3 5 ist drehbar befestigt auf dem rechten Rohr 3 durch eine ringförmige Verlängerung 36, die über das Rohr 3 greift. Dieser topfförmige Teil 3 5 ist mit radial verlaufenden Rippen 14 ausgestattet, die den Rippen 13 des topfförmigen Teiles 31 entsprechen. Die Rippen 14, in ihrer Anzahl.genau gleich den Rippen 13, dienen als Kondensatorplatten. Die Rippen 13 bilden die Kondensatorplatten des Stators, während die Rippen 14 die Platten des Rotors bilden. Wie dargestellt, sind die Rotor- und Sta- +5 torplatten, und zwar je acht Platten, gegeneinander versetzt. Diese Zahl kann vergrößert oder verkleinert werden. Bei acht Platten beträgt der Einstellwinkel des Kondensators etwa 15⁰.

Der Rotor 35 des Schwingungskreiskonderisators ist drehbar, damit der Abstand zwischen Rotor- und Statorplatten verändert werden kann, und zwar mittels einer Schneckenübertragung. Diese besteht aus der Schnecke 8, die mit Hilfe der Spindel 12 in der Lagerstütze 11 drehbar ist. Die Schnecke 8 wird durch die Distanzbuchsen 8« in ihrer Lage zwischen den Lagern 11 gehalten. Das untere Ende ' der Lagerstütze 11 ist geschlitzt und umfaßt das Rohr 3, so daß es an dem Rohr 3 in seiner richtigen Lage festgeklemmt werden kann. Die Schnecke 8 greift in das Schneckensegment 7 der sonst ringförmigen Platte 37 ein, die ihrerseits das Rohr 3 konzentrisch umschließt, und in einem konstan- ten Abstand von diesem durch Verschraubung oder andere Befestigungsmittel mittels Ansätzen 38 am Rotor 3 5 festgehalten wird. Für die Betätigung der Schnecke 8 ist ein Drehkopf 39 auf der Spindel 12 angebracht, 7" wobei ein länglicher Isolator 40 zwischen dem Drehknopf 39, der aus Metall hergestellt sein kann, und der Schneckenspindel 12 eingefügt ist. Der Schwingungskreis wird gewöhnlich auf der Rückseite einer Tafel befestigt, wobei der Drehknopf an der Vorderseite herausragt.

Der Rotor 35 des Kondensators wird durch eine Schraubenfeder 41, die das Rohr 3 umgibt, in seiner äußersten linken Lage gehal- 8< > ten. Die Feder liegt zwischen der ringförmigen Platte 37, welche von dem Rotor getragen wird, und dem auf dem Rohr 3 angeordneten Druckring 42, der an der Lagerstütze 11 anliegt. Das eine Ende der Feder ist mittels der Schraube 22 am Rotor befestigt, während das, andere Ende mittels der Schraube 23 an einem Ansatz 43 der Lagerstütze 11 befestigt ist.

Die Feder hilft auch den Rotor in der 9" richtigen Lage zu halten und verhindert jeglichen toten Gang des Betätigungsmechanismus, der den Rotor in seiner eingestellten Stellung beeinflussen könnte.

Der topfförmige Stator 31 und Rotor 35 mit den Kondensatorplatten können aus Bronze gegossen und dann verkupfert werden. LTm Beschädigungen zu verhüten, können Rotor und Stator lackiert werden.

Je ein Ende der beiden Kupplungsringe 2 ist als Stecker 45 ausgebildet und wird in die Enden der mittleren rohrförmigen Induktivität ι eingeführt. Die entgegengesetzten Enden der Kupplungsringe 2 sind zur Aufnahme der Rohre 3 und 3" ausgebildet. Auf der Außen- »»s seite sind die Kupplungsringe 2 mit einer konischen Fläche 46 versehen, die zur Aufnahme des mit einem analogen Konus versehenen Stators und Rotors zwecks Zusammenfügung zu einer guten elektrischen Verbindung dienen. Der elektrische Kontakt zwichen den verbindenden konischen Flächen des Stators 31 und des Kupplungsringes 2 wird dadurch erreicht, daß der Stator auf dem Kupplungsring festgeklemmt wird, während dieser Kontakt zwischen den verbindenden konischen Flächen des Rotors und des anderen Kupplungsringes durch die Wirkung der Feder 41 aufrechterhalten wird, wenn der Rotor richtig eingestellt ist.

Die besondere Konstruktion, die die Verwendung einer zentralen rohrförmigen Induk-

tivität ι mit Rohren 3 und Kupplungsringen 2 vorsieht, gestattet die Verwendung von In-, duktivitäten 1 mit verschiedenem Durchmesser, so daß der Frequenzbereich des Schwingungskreises verändert werden kann. Für eine derartige Veränderung ist es nur notwendig, das mittlere Rohr mit einem anderen Durchmesser und auch andere Kupplungsringe mit dem' Durchmesser entsprechenden Steckerenden vorzusehen. Ein Mittelrohr 1 von genügender Länge könnte auch Verwendung finden, wodurch Rohre 3 und. 3«.. und. Kupplungsringe 2 vermieden werden können. Selbstverständlich ist der Abstand zwischen den Stimflächien des Rotors und des Stators konstant. 'Um 'die eletrische Verbindung zu dem elektrischen Mittelpunkt der Induktivität herzustellen, ist das Rohr 1 mit einem Klemmring 18 versehen. Dieser Ring kann mittels der Stellschraube 47 in seiner richtigen Lage fixiert werden.

Die Länge der Kondensatorplatten 13 und 14 des Statorsi bzw. Rotors ist derart, daß die Flächen der einander gegenüberliegenden Platten praktisch konstant bleiben, auch wenn der Aufbau als solcher unter ,verschiedenen Temperaturverhältnissen sich leicht ausdehnt

- oder zusammenzieht. Deshalb wird durch die Ausdehnung und Schrumpfung praktisch keinerlei Einfluß auf die Kapazität des Schwingungskreises in bezug auf die Platten des Kondensators ausgeübt. Die Ausdehnung und die Schrumpfung, die durch Temperaturschwankungen bedingt sind, werden jedoch kleine Veränderungen der Kapazität verursachen, die auf den veränderlichen Abstand zwischen den Stirnflächen des Rotors und des Stators zurückzuführen sind. Die Kapazität zwischen den gegenüberliegenden Kanten der topfförmigen Teile ist jedoch sehr gering und bildet nur einen Bruchteil von der Kapazität des ■ Schwingungskreises. Die Schwankungen, dieser Kapazität zwischen den Kanten der topfförmigen Teile können noch weiter dadurch verringert werden, daß entweder die Wandstärke der topfförmigen Teile an den sich gegenüberliegenden Kanten kleiner gemacht oder der Abstand zwischen ihnen ver-

, größert wird oder beide Maßnahmen gleichzeitig getroffen werden.

Da der Schwingungskreis durch das mittlere Rohr ι in Zusammenwirkung mit den topfförmigen Teilen 31 und. 35 gebildet ist, ist der Induktionsweg toroidförmig.

Der Widerstand des Schwingungskreises ist außerordentlich gering und bewegt sich um 0,01 Ohm oder darunter.

So ergibt sich für feinen-nach der Erfindung ,hergestellten Schwingungskreis mit einer Wellenlänge von 3 m eine Kapazität von etwa 60 μμ¥, eine Induktivität von etwa 0,05 μϋγ und ein Widerstand von etwa 0,009 Ohm. Dies ergibt für die Resonanzschärfe Q einen Wert von etwa 3000, wobei sich Q aus der folgenden Formel ergibt:

Q =

Ein derartiger Schwingungskreis hat sich ala sehr vorteilhaft im Zusammenhang mit Röhren für die Erzeugung von hochfrequenten; Schwingungen erwiesen.

·.. :Bei einer weiteren praktischen Ausführung der Erfindung konnte der 'Schwingungskreis VS für Schwingungserzeuger mit verschiedenen Wellenlängen zwischen 3 und 5 m verwendet werden. Durch Vergrößerung des Durchmessers des zentralen Rohres 1 können auch Schwingungen von kürzerer Wellenlänge erzeugt werden.

Bei den Schwingungskreisen nach der Erfindung ergaben sich bei Temperaturschwankungen von 30⁰ C nur Frequenzänderungen von weniger als 2000 Hertz bei einer Betriebsfrequenz von 60000 kHz.

Obwohl der Schwingungskreis mit dem in horizontaler Lage befindlichen Mittelrohr 1 dargestellt ist, kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß dieses Rohr senkrecht steht. Im letzteren Falle sind die Isolatorsäulen 30 nicht erforderlich, da der topfförmige Stator 31 auf besonderen Isolatoren befestigt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abstimmbarer Schwingungskreis für sehr hohe Frequenzen, bestehend aus einer rohrförmigen Selbstinduktion mit an den Enden des Rohres über zwei topfförmige Leiter angeschlossenen, in ihrem Abstand veränderbaren Kapazitätsflächen, dadurch gekennzeichnet, "daß gleichviel Kapazitätsflächen an der Außenseite jedes Topfmantels parallel zur Rohrachse in gleicher räumlicher Entfernung, voneinander so angeordnet sind, daß ihr Abstand durch Drehen eines Topfes um die Rohrachse verändert werden kann.

2. Schwingungskreis nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Kapazitätselement auf dem als Induktivität dienenden Rohr mit Hilfe eines Schneckengetriebes drehbar angeordnet ist.

3. Schwingimgskreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rippenförmigen Kapazitätsflächen eine solche Länge haben und so angeordnet sind, daß die Kapazität von Veränderungen des Abstandes zwischen den Kapazitätselemeiiten durch Ausdehnung oder Zu- ■

sammenziehung des sie tragenden Rohres infolge von Temperaturschwankungen praktisch] unbeeinflußt bleibt.

4. Schwingungskreis nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die topfförmigen Leiter tragende Rohr aus drei Teilen besteht, die derart mit Hilfe von zwei Kupplungsringen verbunden sind und durch einen Verbindungsbolzen zusammengehalten werden, daß der mittlere, die Induktivität im wesentlichen bestimmende Teil gegen einen solchen mit anderem Durchmesser leicht austauschbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen