DE4206433A1 - Kapazitives trennstueck - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem kapazitiven Trennstück nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

Es ist ein kapazitives Trennstück bekannt (DE-OS 24 10 543), das in einem Metallgehäuse zwei axial hintereinanderliegende Rohrkondensatoren aufweist. Der erste Kondensator trennt den Innenleiter und der zweite Kondensator den Außenleiter der zu verbindenden Koaxialkabel galvanisch. Der Innenleiter des einen Kabels endet an dem Innenbelag des ersten Kondensators, und der Innenleiter des anderen Koaxialkabels ist durch den zweiten Rohrkondensator isoliert hindurchgeführt und mit dem Außenbelag des ersten Kondensators verbunden. Beide Kondensa­ toren werden von je einer rohrförmigen Hülse umgeben, deren eines Ende mit dem Außenleiter des zugehörigen Koaxialkabels und deren anderes, konisch verjüngtes Ende mit dem Außenbelag bzw. dem Innenbelag des anderen Kondensators verbunden ist. Das bekannte kapazitive Trennstück hat den Nachteil, daß zum Erreichen eines hohen Schirmungsmaßes von zum Beispiel mehr als 75 dB ein hoher technischer und wirtschaftlicher Aufwand vorausgesetzt wird und daß das Trennstück einen verhältnis­ mäßig hohen Platzbedarf hat.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein kapazitives Trennstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs derart weiterzubilden, daß das kapazitive Trennstück die hohen Anforderungen an das Schirmungsmaß bei erheblich verringertem Herstellungsaufwand erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Damit ist der Vorteil eines besonders einfachen und kompakten Aufbaus des kapazitiven Trennstücks bei rationeller Herstellbarkeit und hohem Schirmungsmaß verbunden. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen kapazitiven Trennstücks ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen. Besonders vorteilhaft ist ein kapazitives Trennstück nach Anspruch 3, weil dadurch der mäanderförmige Luftspalt in besonders ein­ facher Weise realisiert wird. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 7 weist den Vorteil auf, daß die in dem kapazitiven Trennstück ringförmig anzuordnenden Kondensatoren maschinell montiert werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand meh­ rerer Figuren dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines kapazitiven Trennstücks in einer ersten Ausführung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Nutzens zur Herstellung von mit Kondensatoren bestückten Streifenpaaren,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines zu einem Ring gebogenen Streifenpaars mit Kondensatoren,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines kapazitiven Trennstücks in einer zweiten Ausführung und

Fig. 5 eine Schnittansicht eines kapazitiven Trennstücks in einer dritten Ausführung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 ein kapazitives Trennstück, dessen elektrisch leitendes Gehäuse 11 aus zwei topfförmigen Gehäuseteilen 12 und 13 be­ steht. Die Gehäuseteile sind derart ausgebildet, daß der Querschnitt des Gehäuses einen etwa mäanderförmigen Luftspalt 14, 15, 16 zwischen den beiden Gehäuseteilen aufweist. In dem Beispiel nach Fig. 1 ist das erste Gehäuseteil 12 mit seinem offenen Ende in das zweite, mit einem Kern 17 versehene Gehäuseteil 13 eingesteckt, wobei der Luftspalt zwischen dem Kern 17 des zweiten Gehäuseteils 13 und der Innenwand des ersten Gehäuseteils 12 durch isolierendes Material 18 ausgefüllt ist. Die Isolierung kann zum Beispiel durch ein Isolierstoffrohr gebildet sein. Der Durchmesser des freien Endes 20 des Kerns 17 und das dem freien Ende gegenüberstehende Ende des Isolierstoffmaterials 18 sind im Durchmesser derart abgesetzt, daß darin über den inneren Umfang des ersten Gehäuseteils 12 verteilt angeordnete erste Kondensatoren 21 Platz finden, das sind vorzugsweise Rohrkondensatoren oder Chipkondensatoren. In dem Luftspalt 15, 16 befinden sich zweite Kondensatoren 24 ebenfalls in ringförmig verteilter Anordnung. Weiteres isolierendes Material 26 schließt den Luftspalt 16 nach außen ab. Auch hierbei kann die Isolie­ rung aus einem Isolierstoffrohr bestehen. Auf das isolierende Material 18 und 26 kann verzichtet werden, wenn die Luftspalte so breit bemessen werden, daß sie die für das kapazitive Trennstück 10 vorgesehene Hoch­ spannungsfähigkeit gewährleisten. Rastelemente 27 am Umfang des ersten Gehäuseteils 12 und an der Innenwand des zweiten Gehäuseteils 13 stellen eine nur schematisch angedeutete mechanische Verbindung zwischen den bei­ den Gehäuseteilen 12 und 13 her. Für die Verbindung kann eine beliebige, dem Fachmann geläufige konstruktive Ausführung gewählt werden.

Die Gehäuseteile weisen an ihren Grundflächen axiale Anschlußelemente 30 und 31 auf, die zum vorzugsweise steckbaren Anschließen zweier zu verbin­ dender Hochfrequenzkoaxialkabel 32 dienen, von denen in Fig. 1 nur ein Kabel gezeigt ist. Zu den Koaxialkabeln 32 gehören je ein mit einem Außen­ leiter 33 der Anschlußelemente 30, 31 elektrisch verbundener Kabelaußen­ leiter 34 und je ein mit den Innenleitern 35 und 36 der Anschlußelemente 30 und 31 verbundener Kabelinnenleiter 37. Die Innenleiter 35 und 36 sind axial durch die Gehäuseteile 12, 13 hindurchgeführt und gegenüber diesen durch Isolierstoffteile 38, 39 isoliert. Zwischen den einander zugewand­ ten Enden der Innenleiter 35 und 36 befindet sich in einer axialen läng­ lichen Öffnung 40 des Isolierstoffteils 39 ein weiterer Kondensator 41.

Während die Kondensatoren 21 und 24 die galvanische Trennung der Außen­ leiter 34 der beiden Koaxialkabel 32 bewirken, trennt der weitere Kon­ densator 41 die Innenleiter 35 und 36 des kapazitiven Trennstücks 10 bzw. die Kabelinnenleiter 37 der Koaxialkabel 32 galvanisch.

In der Fig. 1 ist durch Federelemente 42 symbolisch angedeutet, daß die Kondensatoren 21, 24 und 41 axial federnd gelagert sind, damit eventuelle Längentoleranzen der Gehäuseteile 12 und 13, der Rohre 18 und 26 und der Kondensatoren 21, 24, 41 ausgeglichen werden. Die Federelemente können beispielsweise Leitgummiteile sein.

In Fig. 2 ist ein bandförmiger Streifen 50 aus elastischem Leiterplatten­ material gezeigt. Durch parallele Schnitte 53, 54, 55 quer zur Längsaus­ dehnung des bandförmigen Streifens 50 entstehen zwei schmale Streifen 56 und 57, die durch die bei der Herstellung vorzugsweise automatisch zuge­ führten und in gleichen Abständen angelöteten Kondensatoren 52 überbrückt sind. Vor der Montage des kapazitiven Trennstücks 10 werden die über die Kondensatoren 52 zusammenhängenden schmalen Streifen 56, 57 ausgeschnit­ ten und zu dem Ring 51 gebogen (Fig. 3), der an die Stelle der einzelnen Kondensatoren 21 (Fig. i) in den Luftspalt 14 eingefügt wird. Ein gleich­ artiger Ring 51 ersetzt die einzelnen Kondensatoren 24 in Fig. 1. Die Stirnkanten der schmalen Streifen 56 und 57 müssen ebenso wie die die Kondensatoren 52 tragende Oberfläche mit elektrisch leitendem Material beschichtet sein. An Stelle der elastischen Leiterplatte für den Strei­ fen 50 eignet sich vorteilhafterweise auch Blech.

In einer alternativen Ausführung eines erfindungsgemäßen kapazitiven Trennstücks 60 nach Fig. 4 weisen zwei Gehäuseteile 61 und 62 eine ähn­ liche Form wie die Gehäuseteile 12, 13 in Fig. 1 auf. In dem mittleren Bereich 64 des mäanderförmigen Luftspaltes 63, 64, 65 ist eine ringförmig gebogene dünne elastische Leiterplatte 66 mit ersten und zweiten Chipkon­ densatoren 67, 68 eingefügt. Die ersten Kondensatoren 67 befinden sich an einem Ende der rohrförmig gebogenen Leiterplatte 66 auf der Innenseite und die zweiten Kondensatoren 68 am anderen Ende auf der Außenseite.

Erste Anschlüsse 72 der ersten Kondensatoren 67 stehen mit einem konus­ förmig zugespitzten freien Ende 70 eines Kerns 71 des zweiten Gehäuse­ teils 62 in elektrischer Verbindung und die zweiten Anschlüsse 73 mit einer konischen Kontaktfläche 74 des ersten Gehäuseteils 61. Das einem Boden 75 des zweiten Gehäuseteils 62 zugeordnete Ende des Kerns 71 geht in einen Konus 76 über. Die Innenwand am offenen Ende des ersten Gehäuse­ teils 61 ist mit einem konischen Bereich 77 versehen. Die zweiten Kon­ densatoren 68 stehen mit einem ersten Anschluß 78 mit dem Konus 76 des Kerns 71 und mit ihrem zweiten Anschluß 79 mit dem konischen Bereich 77 des ersten Gehäuseteils 61 in Kontakt. Die Kontaktgabe bewirken leitende Brücken 80 und 81, die die Leiterplatte 66 winkelförmig umgreifen und an die Anschlüsse 73, 78 der Kondensatoren 67, 68 angelötet sind. Ein für die Trennung der Innenleiter des kapazitiven Trennstücks 60 vorgesehener weiterer Kondensator 82 wird zwischen Innenleiterenden 83 und 84 an der Innenseite des ersten Gehäuseteils 61 und am freien Ende des Kerns 71 des zweiten Gehäuseteils 62 eingefügt. Die Innenleiterenden sind vorzugsweise konisch oder halbkugelförmig ausgebildet, so daß sie bei einem rohrförmi­ gen Kondensator 82 etwas in das Rohr hineinragen.

In einer Abwandlung des kapazitiven Trennstücks 60 nach Fig. 4 weisen zwei kappenförmige Gehäuseteile 91, 92 eines kapazitiven Trennstücks 90 nach Fig. 5 an der Bodenwand je eine im Querschnitt keilförmige Ringnut 93, 94 auf, in die bei zusammengefügten Gehäuseteilen 91, 92 eine entsprechend Fig. 3 gebogene elastische Leiterplatte 95 mit Kondensatoren 96, 97 paßt. Die Kondensatoren 96 und 97 sind bei diesem Beispiel auf der Außenseite der elastischen Leiterplatte 95 befestigt. Mit den Anschlüssen der Konden­ satoren 96 und 97 verbundene leitende Brücken 98 sind wie die leitenden Brücken 81 in Fig. 4 ausgestaltet und angeordnet. Weitere leitende Brüc­ ken 99 stellen eine elektrische Verbindung zwischen Anschlüssen der Kon­ densatoren 96 und einem Wulstrand 100 eines Kerns 101 des zweiten Gehäuse­ teils 92 her. Ein weiterer Kondensator 102 ist in ähnlicher Weise wie der Kondensator 82 in Fig. 4 zwischen den Gehäuseteilen 91 und 92 befestigt.

Claims (12)

1. Kapazitives Trennstück mit einem elektrisch leitenden Gehäuse, das an seiner Außenseite koaxiale Anschlußelemente zum Anschließen zweier mit­ einander zu verbindender Hochfrequenzkoaxialkabel 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 Gehäuse des kapazitiven Trenn­ stücks (10) aus zwei mit je einem der Außenleiter (34) verbundenen koaxialen Gehäuseteilen (11, 12) aufgebaut ist, zwischen denen ein im Querschnitt des Gehäuses mäanderförmiger Luftspalt (14, 15, 16) besteht, daß der Luftspalt durch ringförmig angeordnete Kondensatoren (23) hoch­ frequenzmäßig überbrückt ist, daß die Gehäuseteile (11, 12) je einen mit dem Innenleiter (36) der Koaxialkabel (32) verbundenen, gegenüber den Gehäuseteilen (11, 12) isolierten Leiter (35, 38) aufweisen und daß die Enden dieser Leiter durch einen weiteren Kondensator (39) verbunden sind.

2. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (14, 15, 16) in dem Bereich außerhalb der Kondensatoren (23) zumindest teilweise durch Isolierstoff (18) ausgefüllt ist.

3. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (12, 13) des kapazitiven Trennstücks (10) kappen­ förmig ausgebildet sind und mit ihren offenen Seiten ineinanderstecken und daß das eine Gehäuseteil (13) einen koaxialen Kern (17) aufweist.

4. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (21, 24, 39) zwischen den Gehäuseteilen (12, 13) axial federnd gehalten sind.

5. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatoren (21) Rohrkondensatoren sind.

6. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensatoren (67) Chipkondensatoren sind.

7. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (52) quer zu zwei paralle­ len Streifen (56, 57) angeordnet sind und daß die Streifen zu einem Ring (51) gebogen sind.

8. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (67, 68) an den Enden einer rohrförmig gebogenen elastischen Leiterplatte (66) angeordnet sind.

9. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (52) quer zu zwei parallelen, rohrförmig gebogenen Streifen (56, 57) aus Blech angeordnet sind.

10. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die außen liegenden Anschlüsse (73, 78) der Kondensatoren (67, 68) mit einer leitenden Brücke (80, 81) verbunden sind, die die elastische Leiterplatte (66) außen umgreift.

11. Kapazitives Trennstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Kondensatoren (67, 68) zu kontaktierenden Gehäuse­ teile (61, 62) konische Kontaktflächen (74, 76, 77) aufweisen.

12. Kapazitives Trennstück nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (61, 62) je einen gegenüber diesen isolierten und mit je einem Kabelinnenleiter (37) der Koaxialkabel (32) verbundenen Innenleiter (35, 36) aufweisen und daß zwischen den einander zugekehrten Enden der Innenleiter (35, 36) ein weiterer Kondensator (39) angeordnet ist.