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Auch wenn es niemand so recht bewusst ist, aber einen Drehkondensator haben schon viele Leute benutzt. Spätestens dann, wenn bei einem älteren Radio mit Skalenzeiger einen Sender eingestellt wurde. Wir erklären Ihnen was ein Drehkondensator genau ist und welche Technik dahintersteckt.

Wissenswertes zu Drehkondensatoren

Was ist ein Drehkondensator?

Bild 1: Klassischer Mehrstufen-Drehkondensator aus einem Radio.

Ein Kondensator ist ein passives Bauteil, das elektrische Energie in Form von Ladung statisch speichern kann.

Im einfachsten Fall besteht ein Kondensator aus zwei Metallplatten, die sich gegenüber stehen. Je größer die Platten und je geringer der Abstand, desto größer ist die Kapazität bzw. Speicherfähigkeit des Kondensators.

Ein Drehkondensator oder auch „Drehko“ ist ein veränderbarer Kondensator, dessen Kapazitätswert stufenlos mechanisch eingestellt werden kann. Der Wert der variablen Kapazität bzw. die minimale und die maximale Kapazität sind durch die Bauart festgelegt.

Die Kapazitätsänderung erfolgt durch das mechanische Verdrehen der beweglichen Platten. Dadurch wird die wirksame Fläche der sich gegenüberstehenden Kondensatorplatten vergrößert oder verkleinert.

Wer hat den Drehkondensator erfunden?

Am 8. Juni 1892 hat Desider Korda aus Paris vom Kaiserlichen Patentamt in Berlin ein Patent für seinen elektrischen Kondensator erhalten. Bei diesem Kondensator erfolgte die Kapazitätsänderung durch die Lageänderung der halbkreisförmigen Kondensatorplatten. Ein Prinzip, das sich über mehr als 100 Jahre nicht verändert hat.

Da der damals vorgestellte Kondensator eine hohe Spannungsfestigkeit und eine hohe Kapazität haben musste, arbeitete Desider Korda noch mit einem flüssigen Dielektrikum (Isolator zwischen den Platten). 

Dr. Adolf Koepsel hat das Konzept weiterentwickelt und den Drehkondensator erfolgreich zur Frequenzabstimmung in Schwingkreisen verwendet. Aus diesem Grund wird er oft fälschlicherweise als der Erfinder des Drehkondensators bezeichnet.

Wie funktioniert ein Drehkondensator?

Bild 2: Statorplatten (1), Rotorplatten (2), Rotorwelle (3).

Auch wenn der klassische Drehko mittlerweile nicht mehr im Gebrauch ist, lässt sich mit seiner Hilfe die Technik sehr schön erklären.

Wie bei einem Elektromotor gibt es bei einem Drehko einen feststehenden Teil (Stator) und einen drehbaren Teil (Rotor). Beide Teile bestehen aus fächerförmigen Platten, die mit exaktem Abstand zueinander montiert sind. Die Platten des Rotors sind leicht versetzt auf einer gemeinsamen Welle drehbar gelagert. So können die Rotorplatten in die Zwischenräume der Statorplatten eintauchen ohne sich dabei gegenseitig zu berühren.

Als Dielektrikum dient die umgebende Luft. Aus diesem Grund werden diese variablen Kondensatoren auch als Luft-Drehkondensatoren bezeichnet.

Die Kondensatoren hatten einen maximalen Wert von nur einigen wenigen Hundert Picofarad (pF), was aber in der Praxis vollkommen ausreichend war.

Bild 3: Foliendrehkondensator mit vier Trimm-Kondensatoren.

Neben den Luft-Drehkondensatoren gibt es noch die Folien-Drehkondensatoren. Bei diesen einstellbaren Kondensatoren werden zwischen den Stator-Rotor-Paketen dünne Kunststoff-Folien als Dielektrikum genutzt.

Dadurch wird die Spannungsfestigkeit erhöht und die Platten können dichter zusammengefügt werden. Zudem schrumpft dadurch die Bauform der Drehkos. 

Zur Frequenzanpassung werden Folien-Drehkondensatoren zum Teil noch mit integrierten Trimm-Kondensatoren ausgestattet.

Folien-Drehkondensatoren wurden vorzugsweise in tragbare Transistorradios und Radiorecorder eingebaut. Heute findet man sie noch gelegentlich in Retroradios, die als Bausätze angeboten werden. 

Beim Einsatz eines Drehkondensators in einem Radio war der Rotor mechanisch mit einem Seilrad verbunden. Über das Seilrad lief das Skalenseil, an dem auch der Skalenzeiger angebracht war. Wenn am Sendereinstellknopf gedreht wurde, bewegte sich der Skalenzeiger und der Drehkondensator wurde verstellt.

Aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser der Seilrollen machte der Drehkondensator nur eine minimale Bewegung, auch wenn am Einstellknopf eine komplette Umdrehung durchgeführt wurde. Bei hochwertigen Drehkos waren zum Teil auch noch spielfreie Untersetzungsgetriebe (siehe Zahnrad in Bild 1) verbaut. So konnte die Empfangsfrequenz des Radios feinfühlig auf die jeweilige Senderfrequenz eingestellt werden. 

In der heutigen Zeit haben Digitaltechnik und Kapazitätsdioden den Drehkondensator komplett aus unseren Empfangsgeräten verdrängt. Unabhängig davon werden aber nach wir vor noch Trimmkondensatoren verbaut, die letztendlich nach demselben Prinzip funktionieren.

Was ist der Unterschied zwischen einem Drehkondensator und einem Trimmkondensator? 

Bild 4: Unsichtbare Statorfläche im Keramikbett (1), Einstellschraube (2), Rotoranschluss (3), Rotorfläche (4), Statoranschluss (5).

Drehkondensatoren sind für die häufige Betätigung bzw. für die kontinuierliche Veränderung des Kapazitätswertes durch den Geräteanwender ausgelegt. Demzufolge sind sie von außen über Bedienelemente, Gestänge oder Seilzüge einstellbar.

Trimmkondensatoren oder auch Trimmer zählen zwar zur Gruppe der Drehkondensatoren, sind aber nicht für die kontinuierliche Verstellung vorgesehen. Trimmer werden bei der Geräteherstellung eingebaut und bei der Fertigstellung exakt justiert (abgeglichen). Im Regelfall ist es dann nicht mehr erforderlich, einen Trimmer zu verstellen.

Lediglich bei Wartungs- und Servicearbeiten oder beim Austausch von Komponenten kann es erforderlich werden, einen Trimmkondensator nachträglich zu justieren. Dies sollte aber nur von Fachleuten durchgeführt werden, die genau wissen, was zu tun ist.

Bild 5: Der SMD-Keramik-Trimmer mit 50 pF ist 4 x 4,5 x 3 mm klein.

 

Für die Einstellung von Trimmkondensatoren werden Abgleich-Schraubendreher aus Kunststoff benötigt. Speziell bei Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten kann die Einstellung mit einem Metallschraubendreher zu fehlerhaften Ergebnissen führen.

Neben Folien-Trimmkondensatoren werden heute vorzugsweise Keramik-Trimmer eingesetzt. Besonders dann, wenn die Trimmer als oberflächenmontierbare SMD-Trimmer benötigt werden.

Da die Keramikschicht zwischen Stator und Rotor extrem dünn gehalten werden kann, erreichen die Trimmer trotz kompakter Bauform recht hohe Kapazitätswerte. 

Oft gestellte Fragen zu Drehkondensatoren

Was ist bei der Auswahl eines Drehkos zu beachten?

Das wichtigste Auswahlkriterium ist die Kapazität, die in Picofarad (pF) angegeben wird. Ein pF entspricht 1 x 10-12 Farad (F). Der Ersatzkondensator muss den gleichen Wert in pF aufweisen, wie das defekte Originalteil.
Das zweite wichtige Auswahlkriterium ist die Spannungsfestigkeit. Die bei den technischen Daten angegebene max. zulässige Spannung darf in keinem Fall überschritten werden.
Erst wenn die zuvor genannten Kriterien erfüllt sind, kann man prüfen, ob der Ersatz-Drehko auch mechanisch in die Schaltung passt.


Kann man einen Drehko messtechnisch prüfen?

Wenn der Drehko einen Kurzschluss aufweist, kann man das leicht mit einer Widerstandsmessung feststellen. Viele Multimeter bieten auch die Möglichkeit einer Kapazitätsmessung. Die funktioniert bei Kondensatoren mit höheren Kapazitätswerten problemlos. Wenn der Drehko aber nur wenige pF Kapazität hat, können schon die Messleitungen das Messergebnis negativ beeinflussen.
 

Wenn ein Drehko nicht in die Schaltung passt, kann ich die Anschlüsse verlängern?

Beim Verlängern der Drehkoanschlüsse läuft man Gefahr, dass sich die Anschlussdrähte negativ auf die Funktion der Schaltung auswirken. Darum ist das nicht empfehlenswert. Bei der professionellen Reparatur von Geräten sind derartige „Bastlerlösungen“ definitiv zu unterlassen. Hier muss auf geeignete Originalteile zurückgegriffen werden.
 

Kann man einen Luft-Drehkondensator aus einem alten Radio reparieren?

Grundsätzlich ja, wenn man über die entsprechende Erfahrung verfügt. Man muss sehr vorsichtig mit den variablen Kondensatoren agieren, damit die Platten nicht verbogen werden, was eine Kapazitätsänderung nach sich ziehen würde. Besonders bei Mehrkreisempfängern kann dadurch der Gleichlauf negativ beeinflusst werden. Fachleute stellen den Gleichlauf durch gezieltes Verformen der äußeren Platten des Rotors ein. Dazu sind die äußeren Platten jeweils durch Schlitze in Segmente unterteilt (siehe Bild 2).

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