DE678111C

DE678111C - Feed line for an electrostatic capacitor

Info

Publication number: DE678111C
Application number: DED71332D
Authority: DE
Original assignee: Radio Patents Corp
Current assignee: Radio Patents Corp
Priority date: 1934-10-25
Filing date: 1935-10-23
Publication date: 1939-07-10

Description

Zuführungsleitung für einen elektrostatischen Kondensator Die Erfindung bezieht sich auf Zuführungsleitungen von elektrostatischen Kondensatoren, insbesondere Hochfrequenzkondensatoren.Feed line for an electrostatic capacitor. The invention refers to feed lines of electrostatic capacitors, in particular High frequency capacitors.

Bei elektrischen Geräten mit großen Hochfrequenzströmen, wie sie .bei drahtlosen Sendern, Hochfrequenzerhitzungsgeräten und anderen Hochfrequenzanlagen auftreten, ist es aus mechanischen Gründen oft notwendig, daß die Klemmen für die Schaltelemente oder, wenn eine Seite des Gerätes geerdet ist, die Hochfrequenzklemmen verhältnismäßig groß sind, damit sie einen Isolator tragen können, dessen Dicke und Oberflächenabmessungen der Spannung entsprechend angemessen ist oder der in manchen Fällen ganz oder teilweise als Träger oder Montagevorrichtung für das Hochfrequenzgerät dient.In electrical devices with large high-frequency currents, such as .bei wireless transmitters, radio frequency heating devices and other radio frequency equipment occur, it is often necessary for mechanical reasons that the terminals for the Switching elements or, if one side of the device is earthed, the high-frequency terminals are relatively large so that they can carry an insulator, its thickness and surface dimensions are appropriate for the voltage or that in In some cases, in whole or in part, as a carrier or mounting device for the high-frequency device serves.

Es sind beispielsweise Zuführungsleitungen bzw. -klemmen für Kondensatoren bekannt, welche aus einer verhältnismäßig dicken Metallstange, -platte oder -röhre hergestellt sind. Bei diesen bekannten Ausführungen sind eine oder mehrere Gruppen von Kondensatorstapeln, etwa wie Speichen eines Rades, radial um eine gemeinsame Achse angeordnet. Die Platten der Kondensatoreinheiten liegen etwa senkrecht zu dem Radius, der in ,der Längsrichtung jeder Kondensatoreinheit verläuft. In der Mitte jedes Kondensatorabschnittes liegt eine volle oder hohle Metallsäule, die sowohl als Anschlag als auch als gemeinsame Klemme, gewöhnlich als Hochspannungsklemme, ausgebildet ist. Zu diesem Zwecke besitzt die Klemme eine Anzahl seitlicher Abflachungen, gegen welche die Kondensatoreinheiten angedrückt werden. Bei den bekannten Ausführungen sind die Gruppen der radial angeordneten Kondensatoreinheiten von einem Metallring umgeben, in welchem Bolzen angeordnet sind, die die Kondensatoren fest gegen die Abflachungen der Mittelsäule andrücken und gleichzeitig auf die einzelnen Kondensatorstapel einen genügenden Druck ausüben. Die Mittelsäule, welche gleichzeitig als Anschlußklemme ausgebildet ist, steht in unmittelbarer Berührung mit dem einen Pol der innerhalb jeden Kondensatorstapels hintereinander geschalteten Kondensatoreinheiten, während der die äußeren Enden der Kondensatoreinheiten umgebende Ring, welcher mit dem anderen Pol der Kondensatoreinheiten jeden Kondensatorstapels in leitender Verbin- Jung steht, als zweite Klemme dienen kann, so daß die verschiedenen Kondensatorstapel parallel geschaltet sind.For example, feed lines or terminals for capacitors are known which are made from a relatively thick metal rod, plate or tube. In these known designs, one or more groups of capacitor stacks, such as the spokes of a wheel, are arranged radially around a common axis. The plates of the capacitor units are approximately perpendicular to the radius that runs in the longitudinal direction of each capacitor unit. In the middle of each capacitor section is a full or hollow metal column, which is designed both as a stop and as a common clamp, usually as a high-voltage clamp. For this purpose, the clamp has a number of lateral flats against which the capacitor units are pressed. In the known designs, the groups of radially arranged capacitor units are surrounded by a metal ring in which bolts are arranged which press the capacitors firmly against the flattened areas of the central column and at the same time exert sufficient pressure on the individual capacitor stacks. The center column, which is designed simultaneously as a terminal, and in direct contact with the one pole of the inside j Eden capacitor stack series-connected capacitor units, while the outer ends of the capacitor units surrounding ring, which with the other pole of the capacitor units each capacitor stack in conductive connects Jung stands, can serve as a second terminal, so that the different capacitor stacks are connected in parallel.

Bei diesen bekannten Kondensatorausführungen haben sich dadurch Nachteile ergeben: daß die elektrisch leitende Mittelsäule, welche voll oder hohl ist, mit Rücksicht auf die starken mechanischen Druckkräfte sehr kräftig ausgeführt sein muß. Zur Stromleitung sind so starke Metallbeile, insbesondere bei Hochfrequenz, nichterforderlich, da Hochfrequenzströme, vorzugsweise nur auf der Oberfläche des Leiters fließen. In starken Leitern treten Wirbelströme auf, welche durch das magnetische Feld hervorgerufen werden. Diese Wirbelströme, welche hohe Verluste, insbesondere bei Hochfrequenzkondensatoren, bedeuten, können beträchtliche Werte annehmen, so daß die Metallklemmen sich stark erwärmen. Infolge der großen Erwärmung ändern sich,die Abmessungen der Metallteile. Es ändern sich dadurch auch der Preßdruck auf die Kondensatoreinheiten und damit die Kapazitätswerte der Kondensatoreinheiten.These known capacitor designs have disadvantages as a result result: that the electrically conductive center column, which is full or hollow, with Consideration of the strong mechanical pressure forces must be made very strong got to. Strong metal axes are required to conduct electricity, especially at high frequencies, not required because high frequency currents, preferably only on the surface of the Ladder flow. Eddy currents occur in strong conductors, which are caused by the magnetic Field. These eddy currents, which have high losses, in particular in the case of high-frequency capacitors, mean, can assume considerable values, so that the metal clamps heat up strongly. As a result of the great warming, those are changing Dimensions of the metal parts. This also changes the pressure on the condenser units and thus the capacitance values of the capacitor units.

Diese Nachteile werden bei derZuführungsleitung für einen elektrostatischen Kondensator, welcher aus einer oder mehreren übereinanderliegenden Gruppen von Stapeln von radial angeordneten, sich mit ihren inneren Enden gegen eine Mittelsäule anlegenden Kondensatoreinheiten besteht, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Mittelsäule aus einem Isolierstoff besteht, dessen Oberfläche ganz oder teilweise mit Metall belegt ist.These disadvantages become apparent in the electrostatic lead Capacitor, which consists of one or more superimposed groups of stacks of radially arranged, resting with their inner ends against a central column There is condenser units, avoided according to the invention in that the center column consists of an insulating material, the surface of which is completely or partially covered with metal is occupied.

Der Kern der Mittelsäule kann aus Holz, Porzellan, Kunstharz oder einem sonstigen formbaren oder isolierenden Stoff von genügender Festigkeit bestehen, damit er hinreichend gegenüber den erforderlichen mechanischen Beanspruchungen, denen er ausgesetzt ist, widerstandsfähig ist. Die leitenden Auflagen bestehen, beispielsweise aus Metallfolie, dünnem Metallblech von etwa o,8 mm Dicke und weniger, oder einem dünnen Metallgehäuse, in das der Kern eingesetzt ist, oder es kann diese Schicht durch Aufspritzen, Plattieren o. dgl. auf den Kern aufgebracht werden.The core of the center column can be made of wood, porcelain, or synthetic resin consist of another malleable or insulating material of sufficient strength, so that it is sufficient to withstand the necessary mechanical loads, to which it is exposed is resilient. The executive requirements exist, For example, made of metal foil, thin sheet metal about 0.8 mm thick and less, or a thin metal housing in which the core is inserted, or it can be Layer can be applied to the core by spraying, plating or the like.

Diese Art der Ausführung der Mittelsäule hat den Vorzug, daß wegen der kleinen, praktisch zu vernachlässigenden Wirbelströme und der dadurch bedingten geringen Verluste in den Zuführungen auch die Erwärmung `in diesen nicht so hoch ist, wie bei den bekannten Ausführungen. Weil nur kleine Wärmemengen abzuführen sind, können die Gehäuse gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich kleiner ausgeführt werden, da die wärmeabstrahlende Oberfläche infolge der geringeren Wärmemenge, welche abzuführen ist, verkleinert werden kann. Für die Gesamtausbildung des Kondensators bedeutet dies aber eine erhebliche Verkleinerung seines Gewichtes. Außerdem zeichnen sich derartige Kondensatoren durch große Konstanz der Kapazitätswerte aus.This type of execution of the center column has the advantage that because of the small, practically negligible eddy currents and the resulting low losses in the feeds and the heating `in these is not so high is, as with the known designs. Because only small amounts of heat can be dissipated are, the housing can be much smaller compared to the known designs because the heat-radiating surface due to the lower amount of heat, which is to be discharged can be reduced in size. For the overall formation of the capacitor but this means a considerable reduction in its weight. Also draw Such capacitors are characterized by the great constancy of the capacitance values.

Der Kondensator wird vorteilhaft dergestalt aufgebaut, daß die Einheiten eines jeden Stapels in Reihe geschaltet sind. Das äußere Ende jeder aus mehreren Stapeln bestehenden Gruppe ist mit dem Gehäuse verbunden, das die eine Klemme (gewöhnlich die Erdklemme) des Kondensators Bildet.The capacitor is advantageously constructed in such a way that the units of each stack are connected in series. The outer end of each of several Stacking existing group is connected to the housing that holds the one terminal (usually the ground terminal) of the capacitor.

Die zweite, innere Klemme wird beispielsweise in der Weise hergestellt, daß ein Kern aus Isolierwerkstoff, der etwa denselben Querschnitt hat wie die Kondensatoreinheiten, mit Metallfolie bekleidet wird. Diese Klemme wird zwischen den inneren Enden der Einheiten angeordnet, wobei die Folie durch Löten o. dgl. mit den Einheiten elektrisch verbunden wird. Die Folie auf dem Kern ist weiterhin mit einer massiven oder hohlen Klemme bzw. ' Klemmbolzen verbunden, welcher durch einen Isolator hindurchgeht, der in einer Wand oder einem Deckel des Gehäuses angeordnet ist. Diese Stange kann massiv oder rohrförmig sein, besteht aber zweckmäßig aus einem Isolatorkern, etwa Porzellan, mit einer Auflage von Metallfolie.The second, inner clamp is produced, for example, in the manner that a core made of insulating material, which has approximately the same cross-section as the capacitor units, is clad with metal foil. This clamp is between the inner ends of the Units arranged, the film by soldering o. The like. With the units electrically is connected. The foil on the core is still solid or hollow Clamp or 'clamping bolt connected, which goes through an insulator, which is arranged in a wall or a cover of the housing. This rod can be solid or tubular, but expediently consists of an insulator core, for example Porcelain, with a layer of metal foil.

Abb. i zeigt einen Kondensator gemäß der Erfindung in Aufsicht; Abb.2 zeigt einen Schnitt von 2-2 von Abb. i ; Abb. 3 ist eine teilweise Ansicht eines Isolatorkerns, wie er in Abb. i und 2 verwendet wird.Fig. I shows a capacitor according to the invention in plan view; Fig 2 Figure 2 shows a section of 2-2 of Figure i; Fig. 3 is a partial view of one Insulator core as used in Fig. I and 2.

Auf dem Koridensatorgehäuse i, beispielsweise aus Gußeisen, ist ein Deckel 2 mittels Schrauben 4 befestigt. Der ganze Kondensator besteht aus einer Mehrzahl von Kondensatoreinheiten, etwa einzelnen Kondensatorstapeln, die sich gegen die ebenen Seitenflächen oder Mittelsäule g von quadratischem i Querschnitt legen. Die Säule besteht zweckmäßig ausIsolierwerkstoff genügenderFestigkeit, um den Druckkräften standzuhalten, wie Porzellan oder einem ähnlichen keramischen Stoff oder Kunstharz.On the coridensator housing i, for example made of cast iron, is a Cover 2 fastened by means of screws 4. The whole capacitor consists of one A plurality of capacitor units, such as individual capacitor stacks, which face each other Lay the flat side surfaces or central column g of square i cross-section. The column expediently consists of insulating material of sufficient strength to withstand the compressive forces to withstand, such as porcelain or a similar ceramic material or synthetic resin.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält jede Gruppe vier Kondensatorstapel. Die Stapel der obersten Gruppe sind mit 5, 6, 7, 8 bezeichnet. Die isolierenden und leitenden Platten der einzelnen Kondensatoreinheiben sind rechtwinklig zu den von der Mitte der Säule ausgehenden Radien aufgestapelt. Die äußeren Enden der eine Kondensatorgruppe bildenden Kondensatorstempel 5 bis 8 sind von einen Metallring umgeben, durch welchen Schrauben 15 bis 18 hindurchgehen, die sich gegen Druckplatten i i bis 1q. legen. Die Druckplatten ii bis 14 liegen auf den Außenflächen der Kondensatorstapel 5 his 8 an. Durch Drehen der Schrauben 15 bis 18 kann man demnach die einzelnen Kondensatoreinheiten genügend fest gegen die Mittelsäule 9 anpressen. Unterhalb der Gruppe 5 bis 8 können weitere ähnliche Gruppen angeordnet werden, so daß die durch das Zusammendrücken der Einheiten entstandenen Kräfte ausgeglichen werden. In dem vorliegenden @ _ Ausführungsbeispier sind zwei weitere Gruppen dargestellt. Jade besteht aus den Gruppen 21, 23 . . mit Ring 33 und Schrauben 28 . . . sowie 25, 27 . . . mit Ring 31 und Schrauben 29 . . . Sollen alle Kondensatorstapel der verschiedenen Gruppen parallel geschaltet werden, so -,werden die Ringe 1o, 33 und 31 leitend miteinander verbunden, wie dies durch die Schraube.ig mit der Mutter 2o ,angedeutet ist. In diesem Falle bildet das Gehäuse i die eine Klemme, gewöhnlich die Erdklemme. Die andere, vorzugsweise als Hochspannungsklemme ausgeführte Klemme, wird von den Metallstreifen 32 gebildet, die sich gegen die ebenen Flächen der Mittelsäule 9 anlegen. Diese Streifen sind mit einem Ansatz 38 einer Klemmschraube 36 durch Schrauben oder Nieten 34 verbunden. Der Bolzen 36 liegt in einer zentralen Öffnung eines Isolators 35 und ist mit einer Mutter 37 am Isolator befestigt.In the illustrated embodiment, each group contains four capacitor stacks. The stacks of the top group are labeled 5, 6, 7, 8. The insulating and conductive plates of the individual capacitor units are stacked at right angles to the radii starting from the center of the column. The outer ends of the capacitor stamps 5 to 8 forming a capacitor group are surrounded by a metal ring through which screws 15 to 18 pass, which are against pressure plates ii to 1q. place. The pressure plates ii to 14 rest on the outer surfaces of the capacitor stacks 5 to 8. By turning the screws 15 to 18 , the individual capacitor units can accordingly be pressed firmly against the central column 9. Below the group 5 to 8 further similar groups can be arranged so that the forces created by the compression of the units are balanced. In the present @ _ exemplary embodiment, two further groups are shown. Jade consists of groups 21, 23. . with ring 33 and screws 28. . . and 25, 27. . . with ring 31 and screws 29. . . If all the capacitor stacks of the different groups are to be connected in parallel, see - the rings 1o, 33 and 31 are conductively connected to one another, as indicated by the screw with the nut 2o. In this case the housing i forms one terminal, usually the earth terminal. The other terminal, preferably designed as a high-voltage terminal, is formed by the metal strips 32 which rest against the flat surfaces of the central column 9. These strips are connected to a shoulder 38 of a clamping screw 36 by screws or rivets 34. The bolt 36 lies in a central opening of an insulator 35 and is fastened to the insulator with a nut 37.

Wie erwähnt, kann der Isolatork-ern ganz mit Metallfolie 32 o. dgl. belegt sein. Es wird jedoch zweckmäßig nur derjenige Teil des Kernes belegt, gegen welchen die inneren Erden der Kondensatorstapel gepreßt werden.As mentioned, the insulator core can be completely covered with metal foil 32 or the like. be occupied. However, only that part of the core is expediently occupied against which the inner grounds of the capacitor stacks are pressed.

Bei einer besonderen Ausführungsform wurden Streifen aus verzinntem Kupfer von einer Dicke von 0,5 bis o,8 mm und einer Breite etwa gleich der Breite der Außenflächen des Kerns zwischen dem inneren Ende jedes Kondensatorstapels und der entsprechenden Fläche des Kernes angeordnet. Die dazugehörigen Elektroden der Einheiten am inneren Ende werden über das Ende gebogen, so daß sie gegen die Oberfläche ,des Kupferstreifens angedrückt werden, mit dem sie durch Löten o. d@gl. verbunden werden.In a particular embodiment, strips of tinned copper 0.5 to 0.8 mm thick and about equal to the width of the outer surfaces of the core were placed between the inner end of each capacitor stack and the corresponding surface of the core. The associated electrodes of the units at the inner end are bent over the end so that they are pressed against the surface of the copper strip with which they are soldered o. D @ gl. get connected.

Die Streifen 32 ragen über das Ende des Kernes hinaus und werden durch Löten o.-dgl. mit Ansätzen an dem Klemmbolzen 36 verbunden, der an dem in einer Wand oder dem Deckel des Gehäuses sitzenden Isolator 35 befestigt ist. Anstatt die Ansätze unmittelbar an dem Klemmbolzen zu befestigen, können die Ansätze auch an einem besonderen Teil angebracht sein oder damit aus einem Stück bestehen, der an dem Ende eines Klemmbolzens. oder -rohres befestigt ist. Dieser Teil kann sowohl als Träger für den Kern als. auch als Mittel dienen, um die Folienauflage oder die Metallbänder mit dem Klemmbolzen zu verbinden. Wenn dieser Klemmbolzen hohl ist, kann er mit einem Pfropfen abgeschlossen werden, so daß das Innere des Kondensators gegenüber der Außenluft abgeschlossen ist. Der Klemmbolzen kann erforderlichenfalls aus einer Stange oder einem Rohr aus Isolationswerkstoff bestehen, das mit Metallfolie o. dgl. bekleidet ist.The strips 32 protrude beyond the end of the core and are through Soldering or the like connected to lugs on the clamping bolt 36, which is in a Wall or the cover of the housing seated insulator 35 is attached. Instead of the To attach approaches directly to the clamping bolt, the approaches can also be attached to a special part or thus consist of one piece that is attached to the end of a clamping bolt. or pipe is attached. This part can do both as a carrier for the core as. also serve as a means to overlay the film or the To connect metal straps with the clamping bolt. If this clamping bolt is hollow, it can be closed with a plug so that the inside of the capacitor is sealed off from the outside air. The clamping bolt can if necessary consist of a rod or a tube made of insulation material covered with metal foil or the like is dressed.

Bei dem .dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Isolator 35 im Deckel 2 und wird gegen diesen durch eine Scheibe 44 vermittels Bolzen 39 unter Zwischenlegung von Isolierscheiben 4o und 41 angepreßt, wodurch eine flüssigkeitsdichte Verbindung hergestellt wird, falls das Gehäuse mit 01 o. dgl. gefüllt wird. Auf diese Weise bildet das Gehäuse den einen Anschluß des Kondensators, dessen Stapel untereinander parallel .geschaltet sind. Der andere Anschluß wird durch den Bolzen 36 mit der Mutter 42 gebildet.In the .dargestellten embodiment of the insulator is 35 in the lid 2 and is pressed against this by means of a disk 44 bolt 39 with the interposition of insulating washers 4o and 41, whereby a liquid-tight connection is established, if the housing 01 o. The like. Is filled . In this way, the housing forms one connection of the capacitor, the stacks of which are connected in parallel with one another. The other connection is formed by the bolt 36 with the nut 42.

Wenn der Kondensator aus mehreren Gruppen von radial angeordneten Stapeln von Kondens@atoreinheiten besteht, idie übereinanderliegend mit ihren inneren Enden sich gegen denselben Kern legen, erstreckt sich jeder Metallstreifen zweckmäßig über die ganze Länge des Kernes, so daß sich die einzelnen Streifen der einander entsprechenden Elektroden der inneren Einheiten der Stapel in den verschiedenen Gruppen berühren.When the capacitor consists of several groups of radially arranged Stacking of condenser units consists of one on top of the other with their inner ones Ends lying against the same core, each metal strip expediently extends over the entire length of the core, so that the individual strips of each other corresponding electrodes of the internal units of the stacks in the various Touch groups.

Die Mittelsäule 9 kann auch auf andere Weise ausgeführt werden. Hierzu kann man beispielsweise ein Metallrohr 42' (Abb. 3) benutzen, welches mit Zement o. dgl. ausgefüllt ist, um die erforderliche mechanische Wi@derstandsfähigkoit und Festigkeit zu erhalten.The center column 9 can also be designed in other ways. For this For example, you can use a metal pipe 42 '(Fig. 3), which is filled with cement o. The like. Is filled in to the required mechanical resistance and To maintain strength.

Des weiteren kann jede Gruppe anstatt aus vier Kondensatorstapeln aus sechs oder acht bestehen. In diesem Fall erhält dann die Mittelsäule entsprechend sechseckigen oder achteckigen Querschnitt, ebenso können in jeder Gruppe nur zwei Konderisatorstapel vorgesehen sein. Die Mittelsäule ist dann vorteilhaft als Platte auszubilden.Furthermore, each group can instead of four capacitor stacks consist of six or eight. In this case, the center pillar is given accordingly hexagonal or octagonal cross-section, likewise only two in each group Konderizer stack may be provided. The center column is then advantageous as a plate to train.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Feed line for an electrostatic Capacitor, in particular high-frequency capacitor, made up of one or more superimposed Groups of stacks of radially arranged, with their inner ends facing there is a central column laying condenser units, characterized in that, that the center column is made of an insulating material such as porcelain, synthetic resin or the like, 'whose surface is completely or partially covered with metal.

2. Capacitor after Claim i, thereby characterized that the housing, which is the entire Surrounds capacitor, as the one feed line is formed, while the other supply line led out from the center column and against the cover is isolated.

3. Capacitor according to claim 2, characterized in that in the a clamping bolt is provided in the cover of the housing arranged insulator to which the metal coverings of the center column are connected.