DE2906825A1

DE2906825A1 - Kapazitives trennstueck

Info

Publication number: DE2906825A1
Application number: DE19792906825
Authority: DE
Inventors: Hermann Worch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1980-09-04
Also published as: NL7908961A

Description

Kapazitives Trennstück
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem kapazitiven Trennstück nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein kapazitives Trennstück bekannt (DE-OS 24 10 543), das ein elektrisch leitendes Gehäuse mit an zwei gegen#berliegenden Seiten angeordneten koaxialen Anschlußelementen aufweist. Im Innern des Gehäuses befinden sich zwei rohrförmige Kondensatoren, von denen der eine zur galvanischen Trennung der Innenleiter der an die Anschlußelemente anzuschließenden Kabel und der andere Kondensator zur galvanischen Trennung der Außenleiter dient. Das bekannte kapazitive Trennstck enthält außerdem zwei die Kondensatoren umgebende Hülsen bestimmter Abmessungen, um einen wellenwiderstandsgerechten, stoßfreien Übergang zu erhalten.
Soll ein derartiges Trennstück einer hohen Betriebsspannung von mehreren Kilovolt standhalten, so müssen an Stelle von Rohrkondensatoren andere Kondensatortypen, vorzugsweise Scheibenkondensatoren, treten. Soll das Trennstück außerdem noch andere Bauelemente, wie zum Beispiel Überspannungsableiter oder für eine Fernspeisung benötigte Bauteile, aufnehmen, so bereitet zumindest deren Unterbringung im Bereich der Innenleiter-Trennstelle einige Schwierigkeiten.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße kapazitive Trennstück mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil einer hohen Störstrahlungsfestigkeit bei sehr großer Spannungsfestigkeit.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen kapazitiven Trennstücks möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Kammer durch ein U-förmiges Metallteil gebildet wird, dessen Schenkelenden mit der Innenseite einer Stirnwand des Gehäuses mechanisch und elektrisch fest verbunden sind, und wenn die erste Kammer derart bemessen ist, daß eine HF-Kaminwirkung entsteht.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von zwei Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen kapazitiven Trennstücks mit geöffnetem Gehäuse und Fig. 2 einen Längsschnitt durch das kapazitive Trennstück nach Fig. 1.
Beschreibung der Erfindung In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 ein kapazitives Trennstück, das ein etwa quaderförmiges Gehäuse 11 aus einem rechteckförmigen Rahmen 12 und zwei Deckeln 13 und 14 aufweist. Rahmen und Deckel bestehen aus einem elektrisch gut leitenden Material.
Die Deckel sind unter Zwischenlage je einer Abschirmfolie 15 und 16 mittels Schrauben 17, die in Vorsprünge 18 des Rahmens 12 passen, an dem Rahmen befestigt.
An der Außenseite zweier gegenüberliegender Stirnwände 19 und 20 des Rahmens 12 ist je ein koaxiales Anschlußelement 25 und 26 angeordnet. Während ein Außenleiterteil 27 des ersten Anschlußelements 25 mechanisch und elektrisch mit der Außenseite der ersten Stirnwand 19 verbunden ist, befindet sich zwischen einem Außenleiterteil 28 des zweiten Anschlußelements 26 und der zweiten Stirnwand 20 ein Isolierstoffblock 29. Ein InnenleiterW teil 30 des ersten koaxialen Anschlußelements 25 ragt mit seinem Innenleiter durch eine Öffnung 35 der ersten Seitenwand etwas in den Innenraum des Gehäuses 11 hinein.
Eine U-förmige Trennwand 36, deren Schenkelenden mechanisch und elektrisch mit der Innenseite der ersten Stirnwand 19 verbunden sind, teilt den Innenraum des Gehäuses in eine erste, kleinere Kammer 37 und in eine zweite, größere Kammer 38. Die kleinere Kammer 37 nimmt einen ersten Kondensator 39 sowie einen Überspannungsableiter 40 auf, der zwischen dem Innenleiter des Innenleiterteils 30 und der Trennwand 36 geschaltet ist. Der Innenleiter ist über den ersten Kondensator 39 an ein Ende eines Innenleiter-Verbindungsstücks 45 angeschlossen, das aus einem mit einer Isolationsschicht überzogenen Leiter besteht und die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kondensator 39 und einem Innenleiterteil 46 des zweiten Anschlußelements 26 herstellt.
Ein rohrförmiges Außenleiter-Verbindungsstück 47 umgibt das Innenleiter-Verbindungsstück 45. Eine elastische Manschette 48 aus einem isolierenden Werkstoff umgibt das Außenleiter- und das Innenleiter-Verbindungsstück an seinen der Trennwand 36 zugeordneten Enden. Die Trennwand enthält eine öffnung 49, durch die das Ende des aus dem Innenleiter-Verbindungsstück 45 und dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 bestehenden koaxialen Verbindungsstücks in die erste Kammer 37 hineinragt.
Die Manschette 48 ist von einer ersten Federscheibe 50, einem zweiten Kondensator 55, der als ringförmiger Scheibenkondensator ausgebildet ist, und einer zweiten Federscheibe 56 umgeben Das Außenleiter-Verbindungsstück 47 trägt ein Außengewinde, auf das an dem der Trennwand 36 zugewandten Ende eine erste Mutter 57 geschraubt ist. An dem dem zweiten koaxialen Anschlup element 26 zugewandten Ende ist das Außenleiter-Verbindungsstück 47 durch eine Öffnung der zweiten Stirnwand 20 und eine öffnung des Isolierstoffblocks 29 geführt und mechanisch und elektrisch, zum Beispiel durch eine Lötverbindung, mit dem Außenleiterteil 28 des Anschlußelements 26 verbunden. An dem vorstehend beschriebenen Ende trägt das Außenleiter-Verbindungc stück 47 eine weitere Manschette 58 aus einem isolierenden Werkstoff. Auf dieser Manschette sitzt innerhalb der zweiten Kammer 38 eine dritte Federscheibe 59, ein dritter, ebenfalls als ringförmiger Scheibenkondensator ausgebildeter Kondensator 60 sowie eine vierte Federscheibe 65. Eine zweite Mutter 66 ist auf das Außenleiter-Verbindungsstück geschraubt.
In dem Bereich zwischen den beiden Muttern 57 und 66 befindet sich auf dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 ein Rohr 67 aus einem Ferritmaterial.
Zwischen dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 und dem Rahmen 12 kann ein weiterer Uberspannungsableiter 68 eingeschaltet sein, der in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
Ein kapazitives Trennstück mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau hat folgende Eigenschaften.
Der Innenleiter eines an das erste koaxiale Anschlußelement 25 angeschlossenen Kabels wird durch den ersten Kondensator 39 von dem Innenleiter des an das zweite koaxiale Anschlußelement 26 angeschlossenen Kabels galvanisch getrennt. Eventuell über das Kabel an das kapazitive Trennstück herangeführte Überspannungen werden an das Gehäuse bzw. nach Masse abgeleitet.
Die erste Kammer 37 ist so bemessen, daß eine HF-Kaminwirkung auftritt, die ein Austreten von Hochfrequenzenergie aus der ersten Kammer weitgehend verhindert. Eine Störstrahlung wird auch noch dadurch unterdrückt, daß zwischen den Deckeln 13 und 14 aus elektrisch gut leitendem Material und dem Rahmen 12 je eine Abschirmfolie eingefügt ist, die vorzugsweise als Wellfolie ausgebildet ist. Die Wellfolie weist ebenfalls eine HF-Kaminwirkung auf. Wegen der Verwendung ringförmiger Scheibenkondensatoren, die eine verhältnismäßig hohe Kapazität von zum Beispiel 3000 bis 5000 Picofarad und eine sehr hohe Spannungsfestigkeit von zum Beispiel 3000 Kilovolt Wechselspannung aufweisen, muß ein Kondensatortyp gewählt werden, dessen Kondensatorbeläge in der Regel nicht lötbar sind. Aus diesem Grunde sorgen die auf dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 bewegbaren Muttern 57 und 66 dafür, daß die Sondensatorbbläge über die Federscheiben 50, 56, 59 und 65 elektrisch gut leitend mit der Trennwand 36 bzw. der Innenseite der Stirnwand 20 und dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 verbunden sind. Die Federscheiben sind zweckmäßigerweise derart verformt, Çaß ebenfalls eine HF-Kaminwirkung auftritt. Dieser Effekt wird beispielsweise mit wellenförmig gestalteten Federscheiben erreicht, die die Kondensatoren mechanisch nur unwesentlich auf Druck beanspruchen. Der zweite Kondensator 55 und der dritte Kondensator 60 bilden in Verbindung mit dem Rohr 67 aus Ferritmaterial ein Tiefpaßfilter. Damit das Rohr 67 auf dem Außenleiter-Verbindungsstück 47 keine radialen Bewegungen ausführen kann, trägt das Außenleiter-Verbindungsstück beispielsweise zwei elastische Scheiben 69.
Ein Tiefpaßfilter wird deshalb angewendet, weil mit Hochfrequenz-Kondensatoren ein Schirmungsmaß von höchstens 40 dB erreicht werden kann, wohingegen mit dem Tiefpaßfilt#er Werte bis zu 90 dB zu erreichen sind.
Zusammenfassung Es wird ein kapazitives Trennstück (10) vorgeschlagen, das zur galvanischen Trennung der Innenleiter und der Außenleiter zweier miteinander verbundener Hochfrequenz-Koaxialkabel dient. Das Gehäuse (11) des kapazitiven Trennstücks enthält eine Trennwand (36), durch die der Innenraum des Gehäuses in zwei gegeneinander abgeschirmte Kammern aufgeteilt ist. In der ersten, kleineren Kammer (37) ist ein Kondensator (39) für die Trennung der Innenleiter der Koaxialkabel untergebracht und in der zweiten, größeren Kammer (38) ein Kondensator (55) für die Trennung der Außenleiter der Kabel.
Leerseite

Claims

Ansprüche S Sapazitives Trennstück mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, das an seiner Außenseite koaxiale Anschlußelemente zum Anschließen zweier miteinander zu verbindender Hochfrequenz-Roaxialkabel und im Innern zwei Kondensatoren aufweist, von denen der eine Kondensator die Innenleiter und der andere Kondensator die Außenleiter der beiden Kabel galvanisch trennt, dadurch gekennzeichnet, daß das durch eine Trennwand (36) in zwei gegeneinander abgeschirmte Kammern (37, 38) aufgeteilte Gehäuse (11) in der ersten, kleineren Kammer (37) mindestens den Kondensator (39) für die Trennung der Innenleiter und in der zweiten, größeren Kammer (38) mindestens den Kondensator (55) bzw. die Kondensatoren (55, 60) für die Trennung der Außenleiter der beiden an die koaxialen Anschlußelemente (25, 26) angeschlossenen Koaxialkabel aufweist.
2. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (36) ein U-förmiges Metallteil ist, dessen Schenkelenden mit der Innenseite einer ersten Stirnwand (19) des Gehäuses (11) mechanisch und elektrisch fest verbunden sind.
3. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (36) bzw. die erste Kammer (37) derart bemessen ist, daß eine HF-Kaminwirkung erreicht wird.
4. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxialen Anschlußelemente (25, 26) an gegenüberliegenden Stirnwänden (19; 20) des quaderförmig ausgebildeten Gehäuses (11) derart angeordnet sind, daß der Außenleiterteil (27) des ersten Anschlußelements (25) elektrisch und mechanisch mit der ersten Stirnwand (19) verbunden ist, daß der Innenleiterteil (30) des ersten Anschlußelements durch eine öffnung (35) der ersten Stirnwand etwas in die erste Kammer (37) hineinragt, daß der Außenleiterteil (28) des zweiten Anschlußelements (26) auf der zweiten Stirnwand (20) isoliert angeordnet ist und daß für den Anschluß des Innenleiterteils (46) des zweiten Anschlußelements (26) eine öffnung in der zweiten Stirnwand (20) enthalten ist.
5. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) aus einem Rahmen (12) und zwei lösbar mit dem Rahmen verbundenen Deckeln (13, 14) besteht und daß zwischen Rahmen und je einem Deckel je eine elastisch federnde Abschirmfolie (15) eingefügt ist.
6. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmfolie (15) eine Wellfolie ist.
7. Kapazitives Trennstück nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (37) einen Überspannungsableiter aufnimmt, der den Innenleiterteil (3C des ersten Anschlußelements (25) elektrisch mit der Trennwand (36) verbindet.
8. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxiales Verbindungsstück vorgesehen ist, das sich von der ersten Kammer (37) durch die zweite Kammer (38) hindurch bis zu dem zweiten Anschlup: element (26) erstreckt.
9. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das koaxiale Verbindungsstück ein Innenleiter-verbindungsstück (45) und ein das Innenleiter-Verbindungsstück umgebendes rohrförmiges Außenleiter-Verbindungsstück (47) aufweist.
10. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenleiter-Verbindungsstück (47) der als ringförmiger Scheibenkondensator ausgebildete erste Kondensator (39) zur Außenleiter-Trennung gesteckt ist, dessen einer Kondensatorbelag unter Zwischenlage einer ersten Federscheibe (50) an der Außenseite der Trennwand (36) und dessen anderer Kondensatorbelag unter Zwischenlage einer zweiten Federscheibe (56) an einem ersten Flansch des Außenleiter-Verbindungsstücks (47) anliegt.
11. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenleiter-Verbindungsstück (47) mit dem Außenleiterteil (28) des zweiten koaxialen Anschlußelements (26) elektrischund mechanisch verbunden ist.
12. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator (55) in Verbindung mit einem dritten Kondensator (60) und einer Induktivität ein Tiefpaßfilter bildet.
13. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kondensator (60) ein ringförmiger Scheibenkondensator ist, dessen einer Kondensatorbelag unter Zwischenlage einer dritten Federscheibe (59) an der Innenseite der zweiten Stirnwand (20) des Gehäuses (11) und dessen anderer Kondensatorbelag unter Zwischenlage einer vierten Federscheibe (65) an einem zweiten Flansch des Außenleiter-Verbindungsstücks (47) anliegt.
14. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 9, 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenleiter-Verbindungsstück (47) mit einem Außengewinde versehen ist und daß die Flansche durch je eine auf das Außenleiter-verbindungsstück geschraubte Mutter (57, 66) gebildet werden.
15. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Tiefpaßfilters ein Rohr (67) aus einem Ferritmaterial ist, das auf dem Außenleiter-Verbindungsstück (47) angeordnet ist.
16. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenleiter-Verbindungsstück (47) und dem Rohr (67) elastische Mittel (69) zur Abstandshalterung vorgesehen sind.