Drehkondensator

Ein Drehkondensator (auch kurz "Drehko" genannt) ist ein elektromechanisches Bauteil, welches als Kondensator eine veränderbare Kapazität ermöglicht und für eine wiederholte Bedienung vorgesehen ist, was den Drehkondensator vom Trimmer unterscheidet, der jedoch nur gelegentlich zu Einstellzwecken bedient werden muss.

Inhaltsverzeichnis

1 Aufbau
2 Verwendung
3 Bauformen
4 Elektrische Kenndaten des Drehkondensators
5 Technische Entwicklung
6 Andere Lexika

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1 Aufbau

Ein Drehkondensator besteht aus feststehenden (Stator) und beweglichen (Rotor) Plattenpaketen, die ineinandergreifen und die veränderbare Kapazität bilden. Die Plattenpakete bestehen aus Metallblechen (zumeist Aluminium), die durch ein Dielektrikum, meistens Luft oder einen nichtleitenden Kunststoff, getrennt sind. Die Kapazität wird durch die mit der Drehung veränderlichen Fläche der Plattenpakete, ihren Abstand und die Art des Dielektrikums zwischen den Plattenpaketen bestimmt.

2 Verwendung

Der Drehkondensator findet als Abstimminstrument in elektrischen Schwingkreisen Verwendung, um die Resonanzfrequenz des Schwingkreises zu verändern, zum Beispiel bei der Wahl eines Senders am Rundfunkempfänger, der Wahl einer Sendefrequenz bei einem Funksender oder als Abstimmmittel bei Verstärkern in der Tontechnik, in Antennenanpassgeräten, Funktionsgeneratoren bzw. Messsendern.

Bei der Veränderung der Resonanzfrequenz des aus den zwei Bauteilen Kondensator (Kurzzeichen C) und Spule (Kurzzeichen L) bestehenden elektrischen Schwingkreises hat man die Wahl, entweder die Kapazität variabel zu gestalten (z.B. in Form des Drehkondensators) oder die Induktivität der Spule.

In ihrer Induktion veränderbare Spulen, sogenannte Variometer, ließen sich jedoch nur mit hohem Aufwand herstellen, besaßen weitere Nachteile und haben sich in der Folge nicht durchsetzen können.

3 Bauformen

Die Bauformen des Drehkondensators unterscheiden sich nicht nur anhand der verwendeten Dielektrika, sondern auch hinsichtlich des Zuschnitts und der Anordnung der Kondensatorplatten.

Neben dem Einfachdrehkondensator, bei dem nur ein bewegliches (Rotor-) Plattenpaket in ein feststehendes Plattenpaket (Stator) greift, gibt es Mehrfachdrehkondensatoren, bei denen- getrennt voneinander, aber auf einer gemeinsamen Achse- mehrere derartige Rotor/Stator- Einheiten nebeneinander angeordnet sind.

Diese Anordnungen haben zum einen die Funktion, dass in einem Überlagerungsempfänger der Eingangs- und der Oszillatorkreis gemeinsam abgestimmt werden sollen. Diese Funktion ist dadurch erkennbar, dass sich die Kapazitäten der beiden Plattenpakete geringfügig unterscheiden.

Zum anderen haben Mehrfachdrehkondensatoren auch die Aufgabe, zum Zwecke der besseren Selektion von Empfangsfrequenzen mehrere aufeinander folgende Kreise gemeinsam abzustimmen. Diese Mehrfachdrehkondensatoren verfügen über mehrere Plattenpakete auf gemeinsamer Achse mit exakt gleicher Kapazität.

Und zum dritten wurden Mehrfachdrehkondensatoren verwendet, um durch Umschaltung mittels Wellenschalter mehrere verschiedene Empfangsbereiche (z.B. LW/ MW/ KW) abstimmen zu können. Mehrfachdrehkondensatoren für diesen Zweck haben Plattenpakete mit deutlich unterschiedlicher Kapazität.

Eine weitere Bauform von Drehkondensatoren besitzt ein eingebautes Potenziometer, der Drehkondensator wird zur Abstimmung im langwelligeren LMK-Bereich genutzt, das Potenziometer dient der Abstimmung im UKW-Bereich mit Hilfe eines Kapazitätsdioden-Tuners.

4 Elektrische Kenndaten des Drehkondensators

Die wichtigsten elektrischen Kenndaten des Drehkondensators sind:

Anfangskapazität
Endkapazität
Spannungsfestigkeit

Die Anfangskapazität wird bei voll herausgedrehtem Rotor gemessen. Auch in diesem Zustand besitzt der Drehkondensator eine kleine, aber messbare Kapazität, i.d.R. in der Größenordnung von 5-30 pF. Die Endkapazität wird bei voll eingedrehtem Rotor erreicht und ist stark von Bauart und Verwendungszweck abhängig. Beide Daten werden bei Mehrfachdrehkondensatoren je Plattenpaket angegeben.

Die Spannungsfestigkeit des Drehkondensators spielt insbesondere bei Funksendeanlagen und den dort auftretenden hohen Spannungen von mehreren kV eine Rolle, bei Funkempfangsanlage ist sie jedoch nicht bedeutsam. Die Spannungsfestigkeit wird durch den Plattenabstand zwischen Rotor- und Statorplatten und das verwendete Dielektrikum bestimmt.

5 Technische Entwicklung

Der Drehkondensator ist teilweise ein aussterbendes elektromechanisches Bauteil. Das liegt zum einen daran , dass der Drehkondensator bei seiner Herstellung einen hohen Arbeits- und Materialaufwand verursacht und damit kostenintensiv ist. Zum zweiten verfügt das Bauteil über bewegliche mechanische Teile und ist damit störanfällig. So wurden Anfang der 1960er Jahre Folien-Trimmkondensatoren entwickelt und in Rundfunkgeräten eingesetzt. Sie sind ähnlich wie die Drehkondensatoren aufgebaut, bei denen die kapazitiv wirksame Fläche verändert wird, jedoch befindet sich zwischen den Elektroden noch eine isolierende und dielektrisch wirksame Kunststofffolie. Diese Trimmer wurden für unterschiedliche Anforderungen mit unterschiedlichen Kunststofffolien hergestellt. Für Standardanwendungen in Heimgeräten kamen Polyäthylenfolien (PEN) und Polypropylenfolien (PP) zum Einsatz, für professionelle Anwendungen wurden auch Kunststoff-Folientrimmer mit Teflonfolie (PTFE) hergestellt. Maximal einstellbare Kapazitätswerte waren 3,5 bis 100 pF. Folientrimmer werden seit 2017 nur noch selten und dann in Geräten mit kleinen Stückzahlen eingesetzt.

Moderne digitale Empfängerkonzepte sind auf so teure Bauelemente, wie Spulen und Drehkondensatoren gar nicht mehr angewiesen, hier erfolgt die Frequenzselektion mittels digitaler Konzepte oder per Software.