Kondensatoranordnung. Gegentand der vorliegenden Erfindung ist eine Kondensatoranordnung mit einem als Dielektrikum dienenden rohrförmigen Ke ramikkörper. Die beiden metallischen Über züge der einen Begrenzungswand müssen elek trisch einwandfrei voneinander isoliert sein besonders bei Verwendung von Hochspannung und grosser Belastung.
Bei der erfindungsgemässen Kondensator anordnung besitzt mindestens die eine Begren zungswand, das heisst die Aussen- oder Innen wand des Keramikkörpers, wenigstens zwei durch einen vorspringenden Isolierteil vonein ander getrennte metallische Schichten und die andere Begrenzungswand wenigstens eine me tallische Schicht, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie mit jeder der ge nannten metallischen Schichten der andern Begrenzungswand einen elektrischen Konden sator bildet, wobei der Isolierteil mit dem Keramikkörper aus einem Stück und durch eine örtliche Verdickung von dessen Wandung gebildet ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung eignet sieh nicht nur bei Verwendung von Hochspan nung und grosser Belastung, sondern kann auch bei Verwendung von Niederspannung vorteilhaft sein.
An Hand der beiliegenden Zeichnung soll der Erfindungsgegenstand beispielsweise näher erläutert werden; es zeigt: Fig. 1 ein erstes Beispiel im Längsschnitt. Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein zweites Beispiel im Längsschnitt, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 vergrössert einen Teil eines dritten Beispiels,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 eine Röhrenfassung mit einer An ordnung gemäss den Fig. 5 und 6 in Ansicht, Fig. 8 eine Unteransicht zu Fig. 7 und Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Fas sung mit der Kondensatoranordnung nach der Linie IX-IX in Fig. $.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kon- densatoranordnung besitzt einen rohrförmi- gen, aus keramischem Material bestehenden Körper 1, dessen Innenwand über seine ganze Länge zylindrisch ist. Diese Innenwand ist mit einer metallischen Schicht 2 bedeckt, die sich vom einen Rohrende zum andern erstreckt und die zwei Kondensatoren als Elektrode dient.
Anschliessend an die Endteile des Rohr körpers 1. sind ebenfalls zylindrische Wand teile 3 mit einem metallischen Überzug 4 ange- braeht. Die Endteile des Rohrkörpers 1be- sit.zen einen Kragen 5, der auf der einen Seite eine ringförmige Aussparung 6 mit einer ge krümmten Wandung besitzt, die in stetigem Verlauf in den anstossenden zylindrischen Wandteil 3 übergeht. Die Metallüberzüge -1 sind in die Ausspa rungen 6 hinein verlängert und enden in diesen. Im -Mittelteil der Aussenwand des Rohrkörpers 1 ist zwischen den beiden Metall überzügen 4 ein ringförmiger Isolierteil 7 vor gesehen.
Er ragt in radialer Richtung über die beiden zylindrischen Wandteile 3 hinaus und besitzt an jedem Ende einen Kragen 8, in welchem eine ringförmige Aussparung 9 mit einer glatten Wandung vorgesehen ist, in welche sich der anstossende Metallüberzug 4 erstreckt, der in dieser Aussparung 9 endet.
Der mit dem Rohrkörper 1 aus einem Stück bestehende Isolierteil 7 weist einen mittleren Bund 10 auf, der zwischen den beiden Kragen 8 liegt. Je nach der Höhe der angelegten Span nung kann dieser Bund 10 auch weggelassen werden.
Zufolge der beschriebenen Ausbildung sind zwei üi Serie geschaltete Kondensatoren ge schaffen; der eine Kondensator wird durch den einen Metallüberzug 4 und die metallische Schicht 2, und der andere Kondensator durch den andern Metallüberzug 4 und die Metall schicht 2 gebildet, so da.ss also die metallische Schicht 2 eine Elektrode darstellt, die beiden Kondensatoren gemeinsam ist.
Die beiden metallischen Überzüge 4 können mit Ansehlussklemmen üblicher Bauart ver sehen sein, die z. B. durch angelötete Metall stücke gebildet sein können. Gemäss Fig. 1 sind sie mit Anschlussfahnen 11 mit gekrümm ten Lappen 12 versehen, die einen Teil der Metallüberzüge überdecken und mit. diesen verlötet sind.
Beim Beispiel gemäss Fig. 1 sind die metal lischen Überzüge 4 von gleichem Flächen inhalt, so dass zwei gleiche Kondensatoren ge bildet sind, die mittels der Fahnen 11 in Serie an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen werden können. Fig. 1 zeigt eine Anschluss- fahne 32, die mit der metallischen Schicht 2 verbunden ist. Deren Anordnung ermöglicht. den Stromkreis in zwei Arme aufzuteilen. Die genaue Symmetrie der beiden Kondensatoren kann z. B. bei Verwendung der Anordnung in einem Spannungsteiler vorteilhaft sein.
Zum Betrieb mit einer Spannung von 20 kV effektivem Spannungswert und einer Blindleistung von 1.70 kW eignet. sieh z. B. eine Kondensatoranordnung der oben beschrie benen Art mit den folgenden Daten: Cresamtlänge des Rohrkörpers: 210 mm; Durchmesser jeder metallischen Körperfläche: 90 mm; Durchmesser jedes Isolierkragens: 1.20 mm; Wanddicke des Körpers im Bereich der metallisierten Wandung: etwa 7 mm:
Totalkapazität bei Seriesehaltung beider Kon densatoren: 1000 pF; Dielektrizitätskonstante des Rohrkörpermaterials: etwa 90; Verlust faktor: 0,003.
Beim Beispiel gemäss Fig. 1 besitzt der Rohrkörper 1 am Umfang einen Isolierteil 7 ; auch beim Beispiel gemäss den Fig. 4- und 3 ist ein solcher Isolierteil 7 vorgesehen, der jedoch nicht im -Mittelteil des Rohrkörpers 1. sondern näher dem einen der beiden Enden angeordnet ist. Der Isolierteil 7 selbst. ist. je doch gleich wie beim Beispiel gemäss Fig. 1 ausgebildet.
In der Anordnung gemäss Fi-. 3 und 4 sind drei in Serie geschaltete Kondensatoren vorhanden. Der Rohrkörper 1 besitzt an seiner Innenwand zwei metallische L'berzüge 13 und 14.. die durch einen Isoliersteg 15 voneinander getrennt sind. Die Aussenwand des Rohrkör pers 1 besitzt. im Bereich des Isoliersteges 15 einen zylindrischen Teil, der sieh beidseits des Isoliersteges 15 Bleichweit längs des Kör pers erstreckt und mit. einem metallischen Überzug 16 versehen ist, der in den ringför migen Aussparungen endet, die an den Kra gen 6 lind 8 angebracht. sind.
Der metallische I'berzug 13 der Innenwand erstreckt sich vom einen Ende des Rohrkörpers 1. bis zum Isolier- steg 15 und der andere metallische Überzug 1.1 der Innenwand erstreckt sieh vom Isolierstel- 15 zu einer Stelle nahe dem andern Ende des Rohrkörpers 1.
Die im Bereich des äussern Endes des me tallischen Überzuges 1.1 liegende Aussenwand des Rohrkörpers ist zylindr iseh und ist mit einem metallischen Überzug 1.7 versehen, an welchen eine Anschlussfahne 1.8 gelötet ist.
Zu folge dieser Anordnung bildet der innere Metallüberzug 14. eine Elektrode, die mit der durch den äussern metallischen Überzug 17 und der von einem Teil des äussern metalli- sehen I'berzuges 16 ,,ebildeten Elektrode zu sammenwirkt, wobei, der innere metallische t\berzug 13 mit dem andern Teil des äussern metallischen Überzuges 16 zusammenwirkt. Demzufolge sind drei in Serie geschaltete Kon densatoren geschaffen,
wenn die Anordnung mittels der Anschlusskleininen 18 und 79 in einen Stromkreis eingeschlossen ist.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Anord nung von Niederspannungs-Kondensatoren mit einem Rohrkörper 27 dargestellt, dessen In nenwand einen metallischen Überzug 20 und dessen zylindrische Aussenwand drei durch in Längsriehtung angeordnete, als Isolierstrei fen 22 ausgebildete Isolierteile getrennte me tallische i'berzüge 2l. besitzt, wobei Anschluss- drähte 23 an die metallische Innen,ehicht 20 und Ansehlussdrähte 2-1 ain die metallischen Aussensehieliten 21.
yelötet sind; mit 25 und 26 ist das Lötmetall bezeichnet, das an der innern bzw. den äussern Schichten verwendet wurde. Die metallischen I'berzüge 21 enden an den in Längsrielitung angeordneten Isolierteilen 22 und weisen einen "ewissen Abstand von den Stirnenden des Rohrkörpers 27 auf. Es sind beim Beispiel gemäss den Fig. 5 und 6 drei Kondensatoren gebildet.
In den Fig. 7 bis 9 ist eine Elektronen röhrenfassung mit einem Isolierkörper 28 ge zeigt, in welchen ein zentraler, hohler Metall- stift 29 eingesetzt ist. Ferner sind im Körper 28 mehrere -Metallstifte 30 auf einem Kreis in üblicher Weise angebraeht. Der Isolierkör- per trägt an seinem Oberteil eine -Metallhülse 31, die zur Aufnahme der nicht gezeichneten Elektronenröhre bestimmt ist.
Der in den Fig. 5 und 6 dargestellte Kon densator kann über den zentralen Stift 29 ge steckt werden, wobei der innere metallische flberzug mit dem Stift 29 verbunden werden kann, z. B. dureh Anlöten der Enden der Drähte 23 an den Stift 29.
Wenn der Metall stift 29 geerdet ist, wie dies oft der Fall ist., können die Kondensatoren, .die durch die Überzüge 21, den innern Überzug 20 und die dazwischenliegenden Teile des Rohrkörpers 27 -ebildet sind, direkt zwischen die gewünsch ten Elektroden der Elektronenröhre und der Erde ancesehlossen werden, wobei die zum Anschluss nötigen Verbindungen sehr kurz werden, was bei Verwendung sehr hoher Fre quenzen von grösster Wichtigkeit ist.
Beim Beispiel gemäss den Fig. 3 und 4 ist. ein sich durch den FIohlraum des Rohrkörpers 1 erstreckender Isoliersteg 15 vorgesehen, der in einer zur Längsachse des Körpers 1 recht winkligen Ebene liegt. Diese Anordnung kann dahin abgeändert werden, dass ein innerer Isoliersteg verwendet wird, der sich in Längs richtung des Körpers erstreckt, so dass zwei D-förmige Kanäle im Körper gebildet sind. Die .derart. gebildeten halbzylindrischen Innen wände des Körpers 1 sind in diesem Fall mit. metallischen Überzügen versehen, die mit einem einzelnen metallisehen Überzug auf der Aussenwand des Rohrkörpers 7 zusammen wirken.
Beins Beispiel gemäss Pi-. 1 sind die Flä- ehen der äussern Überzüge einander gleich. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel ist die Länce des metallischen Überzuges<B>1.6</B> in Lä.ngs- riehtung des Rohrkörpers 1 ungefähr zweimal so gross wie die Länge des metallisehen Über zuges 17.
In allen Fällen werden die Metallüberzüge des Rohrkörpers 1 durch ein solches Metalli- sierungsverfahren hergestellt, dass sie äusserst dünnwandig werden. Die Wandungen der Aussparungen in den Kragen 5 und 8 besit zen glatte runde Flächen, um Sprühentladun gen an den Enden der metallischen L?berzüge zu vermeiden, wenn die Kondensatoren mit hoher Spannung arbeiten.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind auch die innern Enden der metallischen Überzüge 13 und 1-1 derart ausgebildet, dass Sprühent ladungen vermieden werden.
Capacitor arrangement. The subject of the present invention is a capacitor arrangement with a tubular ceramic body serving as a dielectric. The two metallic coatings on one boundary wall must be properly isolated from one another, especially when using high voltage and high loads.
In the capacitor arrangement according to the invention, at least one delimitation wall, that is to say the outer or inner wall of the ceramic body, has at least two metallic layers separated from one another by a protruding insulating part and the other delimiting wall has at least one metallic layer which is designed and arranged in this way that it forms an electrical capacitor with each of the named metallic layers of the other boundary wall, the insulating part being formed with the ceramic body in one piece and by a local thickening of its wall.
The arrangement according to the invention is not only suitable when using high voltage and large loads, but can also be advantageous when using low voltage.
The subject matter of the invention is to be explained in more detail, for example, with the aid of the accompanying drawing; It shows: FIG. 1 a first example in longitudinal section. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a second example in longitudinal section, FIG. 4 shows a section along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 shows part of a third example on an enlarged scale ,
6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5, FIG. 7 shows a tube socket with an arrangement according to FIGS. 5 and 6 in a view, FIG. 8 shows a bottom view of FIG. 7 and FIG. 9 shows a longitudinal section by the Fas solution with the capacitor arrangement along the line IX-IX in Fig. $.
The capacitor arrangement shown in FIGS. 1 and 2 has a tubular body 1 made of ceramic material, the inner wall of which is cylindrical over its entire length. This inner wall is covered with a metallic layer 2 which extends from one pipe end to the other and the two capacitors serve as electrodes.
Following the end parts of the tubular body 1, cylindrical wall parts 3 with a metallic coating 4 are also brazed. The end parts of the tubular body 1be- sit.zen a collar 5, which has an annular recess 6 with a curved wall on one side, which merges continuously into the abutting cylindrical wall part 3. The metal coatings -1 are extended into the Ausspa ments 6 and end in this. In the middle part of the outer wall of the tubular body 1, an annular insulating part 7 is seen between the two metal coatings 4 in front.
It protrudes in the radial direction beyond the two cylindrical wall parts 3 and at each end has a collar 8 in which an annular recess 9 with a smooth wall is provided, into which the abutting metal coating 4 extends, which ends in this recess 9.
The insulating part 7, which is made in one piece with the tubular body 1, has a central collar 10 which lies between the two collars 8. Depending on the amount of voltage applied, this collar 10 can also be omitted.
As a result of the training described, two capacitors connected in series are creating ge; One capacitor is formed by one metal coating 4 and the metallic layer 2, and the other capacitor by the other metal coating 4 and the metal layer 2, so that the metallic layer 2 is an electrode that is common to both capacitors.
The two metallic coatings 4 can be seen ver with connection terminals of conventional design, the z. B. can be formed by soldered metal pieces. According to Fig. 1 they are provided with terminal lugs 11 with krümm th tabs 12, which cover part of the metal coatings and with. these are soldered.
In the example shown in FIG. 1, the metallic coatings 4 are of the same area content, so that two identical capacitors are formed which can be connected in series to an electrical circuit by means of the flags 11. 1 shows a connecting lug 32 which is connected to the metallic layer 2. Their arrangement enables. to split the circuit into two arms. The exact symmetry of the two capacitors can e.g. B. be advantageous when using the arrangement in a voltage divider.
Suitable for operation with a voltage of 20 kV effective voltage value and a reactive power of 1.70 kW. see z. B. a capacitor arrangement of the type described above with the following data: Cresamt length of the pipe body: 210 mm; Diameter of each metallic body surface: 90 mm; Diameter of each insulating collar: 1.20 mm; Wall thickness of the body in the area of the metallized wall: approx. 7 mm:
Total capacity when both capacitors are kept in series: 1000 pF; Dielectric constant of the pipe body material: about 90; Loss factor: 0.003.
In the example according to FIG. 1, the tubular body 1 has an insulating part 7 on the circumference; Also in the example according to FIGS. 4 and 3, such an insulating part 7 is provided which, however, is not arranged in the middle part of the tubular body 1 but closer to one of the two ends. The insulating part 7 itself. Is. however the same as in the example according to FIG. 1.
In the arrangement according to Fi-. 3 and 4 there are three capacitors connected in series. The tubular body 1 has two metallic covers 13 and 14... Which are separated from one another by an insulating web 15 on its inner wall. The outer wall of Rohrkör pers 1 has. in the area of the insulating web 15, a cylindrical part that extends along both sides of the insulating web 15 bleaching wide along the body and pers. a metallic coating 16 is provided, which ends in the ringför-shaped recesses that are attached to the Kra gene 6 and 8. are.
The metallic coating 13 of the inner wall extends from one end of the tubular body 1 to the insulating web 15 and the other metallic coating 1.1 of the inner wall extends from the insulating point 15 to a point near the other end of the tubular body 1.
The outer wall of the tubular body located in the area of the outer end of the metallic coating 1.1 is cylindrical and is provided with a metallic coating 1.7 to which a terminal lug 1.8 is soldered.
As a result of this arrangement, the inner metal coating 14 forms an electrode which interacts with the electrode formed by the outer metal coating 17 and the electrode formed by part of the outer metal coating 16, the inner metallic coating being Coating 13 cooperates with the other part of the outer metallic coating 16. As a result, three capacitors connected in series are created,
when the arrangement is enclosed in a circuit by means of the connecting pins 18 and 79.
5 and 6 an arrangement of low-voltage capacitors with a tubular body 27 is shown, the inner wall of which has a metallic coating 20 and the cylindrical outer wall of which is three separated by insulating parts arranged in a longitudinal direction and designed as insulating strips 22 2l. has, with connecting wires 23 to the metallic inner surface 20 and connecting wires 2-1 to the metallic outer surface 21.
yeloted; at 25 and 26 is the solder used on the inner and outer layers, respectively. The metallic coatings 21 end at the insulating parts 22 arranged in the longitudinal line and are at a certain distance from the front ends of the tubular body 27. In the example according to FIGS. 5 and 6, three capacitors are formed.
7 to 9 show an electron tube holder with an insulating body 28 in which a central, hollow metal pin 29 is inserted. Furthermore, several metal pins 30 are attached to a circle in the usual manner in the body 28. The upper part of the insulating body has a metal sleeve 31 which is intended to accommodate the electron tube (not shown).
The capacitor shown in Figs. 5 and 6 Kon can be plugged ge over the central pin 29, wherein the inner metallic cover can be connected to the pin 29, for. B. by soldering the ends of the wires 23 to the pin 29.
If the metal pin 29 is grounded, as is often the case, the capacitors, which are formed by the coatings 21, the inner coating 20 and the parts of the tubular body 27 in between, can be directly between the desired electrodes of the electron tube and the earth are connected, the connections required for the connection being very short, which is of the greatest importance when using very high frequencies.
In the example according to FIGS. 3 and 4 is. an insulating web 15 extending through the hollow space of the tubular body 1 is provided, which lies in a plane at right angles to the longitudinal axis of the body 1. This arrangement can be modified so that an inner insulating web is used, which extends in the longitudinal direction of the body, so that two D-shaped channels are formed in the body. The .derart. formed semi-cylindrical inner walls of the body 1 are in this case with. metallic coatings are provided which cooperate with a single metallic coating on the outer wall of the tubular body 7.
Bein's example according to Pi-. 1 the areas of the outer coatings are equal to one another. In the example shown in FIG. 3, the length of the metallic covering 1.6 in the longitudinal direction of the tubular body 1 is approximately twice as great as the length of the metallic covering 17.
In all cases, the metal coatings of the tubular body 1 are produced by such a metallization process that they become extremely thin-walled. The walls of the recesses in the collars 5 and 8 have smooth round surfaces in order to avoid spray discharges at the ends of the metallic solder coatings when the capacitors are working with high voltage.
As can be seen from Fig. 3, the inner ends of the metallic coatings 13 and 1-1 are designed such that Sprühent charges are avoided.