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Dielektrischer Kondensator, insbesondere für Mehrfachröhren.
In die Elektronenröhren mit eingebauten Kopplungselementen, insbesondere den sogenannten Mehrfachröhren, baut man seit langem Vakuumkondensatoren ein, d. h. solche Kondensatoren, die sich in einem besonderen evakuierten Glasgefäss befinden, das seinerseits in dem die Elektrodensysteme enthaltenden Vakuumraum untergebracht ist.
Trotz der Herstellungsschwierigkeiten, die in der Anordnung eines Vakuumgefässes in einem andern extrem hohen Vakuum begründet sind, hat sich dies als notwendig erwiesen, weil die früher für solche Zwecke bekannten Kondensatoren nicht zum Einbau in ein derartiges Vakuum geeignet waren ; insbesondere war bei ihrer Verwendung eine nachträgliche Verschlechterung des Vakuums der Röhre, also des Raumes, der die Elektrodensysteme enthält, zu befürchten.
Dies lag grösstenteils an der Verwendung ungeeigneten Materials und der ungeeigneten Konstruktion der verschiedenen Einzelteile. Es sind beispielsweise Kondensatoren bekannt geworden, die aus aufeinander geschichteten Belegungen und zwischengelegten, dielektrischen Schichten bestanden, die zur Versteifung und zum Schutz mit dicken Isolierplatten belegt waren. Die gesamte Anordnung wurde dann durch Metallfalze zusammengehalten.
Abgesehen davon, dass insbesondere die dicken, schützenden Versteifungsplatten mit Erfolg nicht zu entgasen waren, hätten auch dann hochwertige Kondensatoren Deckplatten aus gleich hochwertigem Dielektrikum, also Glimmer, erhalten müssen, weil sie sonst eine starke Ableitung aufweisen würden, welche den Vorteil der Verwendung des hochwertigeren Dielektrikums zwischen den Schichten wieder zunichte macht. Die Verwendung von Glimmer als Deckschicht führt aber schon mit Rücksicht auf die Kosten zur Verwendung dünner Platten, m elche dem Kondensator den notwendigen Halt allein nicht geben können.
Die Erfindung betrifft einen derartigen elektrischen Sehiehtkondensator, bei dem erfin- dungsgemäss die Stärke der Deckschichten nicht grösser, zweckmässig ebenso gross ist als jene des die Belegungen trennenden Dielektrikum. In einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung des Kondensators nach der Erfindung halten die Metallfalze das Kondensatorpaket an den Längskanten des zweckmässig rechteckig ausgebildeten Kondensators zusammen.
Die Kondensatoren gemäss der Erfindung eignen sich zum Einbau in Mehrfachröhren und andere hoch zu evakuierende Gefässe, da sie infolge der einfachen Plattenanordnung ihrer einzelnen Teile nur wenig Gase absorbieren und aus solchem Material gebaut sind, das sich leicht auf die Temperatur erhitzen lässt, auf welche die in der Röhre befindlichen Teile zur Erzielung eines Hochvakuum gebracht werden müssen.
Ein solcher Kondensator nach der Erfindung besteht aus einem Stück Metallfolie (Zinn oder Aluminium) für jede Belegung, sowie aus drei Isolierseheiben aus Glimmer, von denen eine zwischen den beiden Stanniolblättern liegend das Dielektrikum bildet, während die beiden andern, die nicht stärker sind als die als Dielektrikum benutzte Scheibe oder Scheiben, an den Seiten der Stanniolblätter anliegen, und so einen Schutz für diese bilden.
In den Figuren ist eine beispielsweise Ausführungsform des elektrischen Schichtkondensators nach der Erfindung dargestellt. Die im folgenden angegebenen Masse beziehen sich auf eine besondere, sehr vorteilhafte Ausführungsform und ergeben einen Kondensator von 400 cm Kapazität :
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Auf eine Glimmerscheibe 1 von klarem Glimmer von etwa 0'03-0'04 ma Stärke und der Grösse 8'5 : 25 mm ist eine rechteckige Stanniolfolie 2 von der Grösse 9 : 23 mm2 so angeordnet, dass sie längs der einen Längskante der Glimmerfolie ! mm breit über diese übersteht und so einen Rand 3 bildet, während
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einen Rand 4 bildet.
Eine gleichartige Anordnung, bei der über ein weiteres Glimmerstück wiederum ein Stanniolblatt gelegt wird, wird darüber angeordnet, jedoch so, dass der Rand 3'der zweiten Stanniolfolie auf der Längskante der Glimmerplatte 1 liegt, an der sich der Glimmerrand 4 befindet. (Dieser Rand 3' der zweiten Folie ist in Fig. 1 punktiert angedeutet). Eine dritte Glimmerscheibe von gleicher Grösse wird als Decke über die andere Folie gelegt. Die Metallfolienränder 3 und 3'werden seitlich um die entsprechenden Kanten 4 ! und 4 der Glimmerfolie umgebördelt und mittels eines Nickelstreifens eingefasst, indem ein Nickelstreifen von etwa 2 mm Breite und 30 mm Länge in der Mitte gefalzt wird. Darauf wird die entsprechende Längskante des Glimmer-Stanniolpaketes eingelegt.
Dann werden die beiden Seiten des Nickelstreifens etwa mittels einer Zange so aneinandergedrückt, dass die Glimmerfolien fest eingedrückt sind und gleichzeitig ein guter Kontakt zwischen dem Nickelstreifen und dem Rand 3 des Stanniolbelages entsteht, während durch den Rand 4 eine hinreichend gute Isolation gegen die andere Belegung entsteht. Dasselbe geschieht mit der andern Seite (Kanten 3'und 4) des Paketes, so dass ein Kondensator entsteht, dessen Ansicht sich nach Fertigstellung aus Fig. 2 ergibt. Beim Auflegen der Folien aufeinander empfiehlt sich die Verwendung geeigneter Druck-und Glättemittel, wie etwa einer leichtenHartgummiwalze.
Es zeigt sich, dass auf diese Weise Kondensatoren erhalten werden, die auch bei einfachen Fabrikationsmitteln in ihrer Kapazität nur in ganz geringen Grenzen schwanken. Die überstehenden Enden 5 und 6 der Nickelstreifen können für den Anschluss des Kondensators dienen, beispielsweise durch Verlöten mit den Leitungen, die zu den Elektroden der durch die Kondensatoren zu koppelnden Verstärkersysteme führen.
Erforderlichenfalls können mehr als zwei Belegungen für die Kondensatoren, sei es für Mehrphasenschaltungen, sei es zwecks Vergrösserung der Kapazität, dadurch benutzt werden, dass mehrere Belegungen in für Schichtkondensatoren bekannter Weise parallel geschaltet werden.
Die erfindungsgemässen Kondensatoren eignen sich infolge ihrer Konstruktion ganz besonders zum schnellen Entgasen und infolge ihres wärmebeständigen Materials auch zur Anwendung von Entgasungsverfahren, bei denen eine Erwärmung erfolgt, also insbesondere zum Einbau in Mehrfachröhren.
Sie können ferner bei der Anordnung in dem an sich vorhandenen Vakuum der Elektronenröhre mit beträchtlichen Spannungen belastet werden, da irgendeine Gasionisation, die einen Überschlag begünstigen könnte, nicht eintritt.
Anderseits sind die erfindungsgemässen Kondensatoren jedoch auch handlicher und einfacher gebaut als die bekannten Kondensatoren etwa gleicher Kapazität, bei denen bisher die Verbindung der leitenden Belegungen mit dem Dielektrikum und mit etwaigen Schutzplatten durch schwere Schrauben erfolgte, die obendrein noch die Gefahr eines schlechten, elektrischen Kontaktes mit sich brachten.
Bei den Röhren, die sorgfältig entgast werden müssen und zu diesem Zweck auf 400 C und darüber zu erwärmen sind, empfiehlt sich die Verwendung von Aluminiumfolien an Stelle der leichter schmelzbaren Zinnfolien.
Fig. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 2 dar.
Der Kondensator nach der Erfindung kann naturgemäss auch für andere Zwecke Anwendung finden, beispielsweise für den Bau hochempfindlicher Apparate mit hohen Isolationswiderständen, wo verlustarme, leichte und trotzdem stabile Kondensatoren benötigt werden. Infolge seiner Einfachheit und Billigkeit eignet sich der Kondensator auch für Herstellungen der Massenfabrikation, bei denen bisher wesentlich minderwertigere und trotzdem teuere Kondensatoren Anwendung gefunden haben.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie der erfindungsgemässe Kondensator in einer Verstärkerröhre, z. B. einer Loewe-Radiomehrfachröhre eingebaut werden kann. In der Fig. 4 ist der Kondensator 7 mit dem Gitterwiderstand 9 verbunden, und einem Anodenwiderstand 10, in einer Weise, wie sie schematisch in der Fig. 5 dargestellt wird. Der Anodenwiderstand 10 ist einerseits mit der Anode 11 des Systems 12 verbunden und mit dem Kondensator 7, dessen andere Belegung mit dem Gitter 13 des zweiten Elektrodensystems 14 und dem einen Ende des Gitterableitwiderstandes 9 verbunden ist. Mit dem Widerstand 10 und dem Gitterwiderstand 9 von der Grössenordnung 10. 000 bis 100.000 Ohm wird bei einer Mehrfachröhre nach der Fig. 4 eine gute Hochfrequenzverstärkerwirkung erreicht.
Doch ist es für die Zwecke der Hochfrequenzverstärkung äusserst wichtig, bei den Verbindungen alle schädlichen Kapazitäten zu vermeiden. Es ist ja einer der vielen Vorzüge solcher Mehrfachröhren, dass solche schädliche Kapazitäten äusserst klein gehalten werden können und deswegen auch kleinere Wellenlängen mit einem guten Erfolg durch eine Hoehfrequenzverstärkerkaskade entsprechend den Fig. 4 und 5 verstärkt werden können.
Die Fig. 6 zeigt, wie es möglich ist, den erfindungsgemässen Kondensator dadurch, dass er wellenförmig gebogen wird, noch in sich zu versteifen, u. zw. ist in dieser Figur ein Querschnitt in der Längsachse des Kondensators gezeigt. An den Stellen A und B ist ersichtlich, wie eine solche wellenförmige Biegung des Kondensators vorgenommen werden kann. Hiebei ist wohl zn berücksichtigen, dass die
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und als Leitungsverbindungen dienen, erstreckt. Biegt man den erfindungsgemässen Kondensator in der in der Fig. 6 dargestellten Weise, so ist besonders ein Werfen der Belegungen durch die mit dem Evakuieren verbundenen Erwärmungsvorgänge sowie auch der bei den Formierungsprozessen auftretenden Erhitzung vermieden.
Das ist besonders wichtig, um zu verhindern, dass der Kondensator nach dem Einbau eine Kapazitätsverminderung erfährt. In der Fig. 6 ist bei A eine Durchbiegung des erfindungsgemässen Kondensators nach der einen Seite gezeigt, während B andeuten soll, dass man vorzugsweise bei längeren Kondensatoren noch eine Durchbiegung nach der entgegengesetzten Seite vornehmen kann.
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1. Elektrischer Schichtkondensator mit festem Dielektrikum, dessen Belegungen, Dielektrikum und die die Belegungen schützenden Deckschichten durch die Stromzuführung bildende Falze aus Metallblech zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Deckschichten nicht grösser, zweckmässig ebenso gross ist als diejenige des die Belegungen trennenden Dielektrikums.