DE756978C - Anordnung zur Ableitung von Wechselspannungen von stromfuehrenden Leitungen - Google Patents

Description

Bei vielen Verwendungsgebieten von. elektrischen Kondensatoren, insbesondere in der Entstörungs-technik, werden Kondensatoren mit geringer Induktivität benötigt.

Bekanntlich, setzt sich die Induktivität eines Kondensators aus der durch den Wickelkörper bedingten Induktivität und der durch die Zuleitungen bedingten Induktivität zusammen. Man hat sich nun bemüht, sowohl die eine als auch die andere für die Wirkungsweise des Kondensators schädliche Induktivität weitgehend zu verkleinern, indem

man beispielsweise Wickel mit überstehenden Folien, deren herausragende Ränder durch Verlötung od. dgl. miteinander verbunden sind, anwendete und indem man die Zuleitungen zu den Belegungen möglichst kurz gestaltete.

Da eine Zuleitung, auch wenn sie noch so kurz ist, immer eine Induktivität darstellt, die für entsprechend hohe Frequenzen schädlich ist, hat man auch so>lche Ausführungen hergestellt, bei denen die Induktivität der Zuleitung durch ihre !»sondere Ausgestaltung;

überhaupt vermieden wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Belegung des Kondensators, die keine Zuleitungsinduktivität besitzen soll, beispielsweise zwei Anschlußorgane zuge-5 ordnet sind, von denen jedes beispielsweise mit dem gleichen Punkt des Belages in Verbindung steht. Die Anschaltung eines derart aufgebauten Kondensators erfolgt so, daß man die stromführende Leitung, an welche ίο der Kondensator angeschlossen werden soll, auftrennt und die Enden der Trennstelle mit den beiden Stromanschlüssen des einen Belages in Verbindung bringt. In diesem Fall stellen dann die Stromzuführungen von den Anschlußorganen zur Belegung einen Teil der stromführenden Leitung dar, wobei die Induktivität dieser Leitungen im Hauptstromkreis liegt und im Kondensatorkreis nicht mehr schädlich wirksam sein kann.

so Die vorstehend beschriebene Köndensatoraufbauweise hat in jüngster Zeit zu handelsüblichen Formen geführt, welchen allen die Tatsache gemeinsam ist, daß sie ein an den beiden Enden mit Anschlußorganeri ausgerüstetes Leiterstück enthalten, an welches die aufgetrennte, zu entstörende Leitung angeschlossen wird, welches im Innern des Kondensators mit der einen Belegung in unmittelbarer Verbindung steht. Eine Ausfübrungsform führt beispielsweise über die verlötete Stirnseite eines Wickels ein U-förmig gebogenes Leiterstück, an dessen Schenkeln die Anschlußvorrichtungen befestigt sind. Eine andere Ausführungsform führt das Leiterstück längs der Wickelachse, so daß die eine Anschlußvorrichtung oberhalb der einen Stirnseite und die andere gleichpolige Anschlußvorrichtung unterhalb der anderen Stirnseite des Wickelkörpers vorgesehen ist, während der Leiter selbst in Höhe der einen Stirnfläche mit dem einen Belag in unmittelbar leitender Verbindung steht.

Wie sich nun zeigte, sind unter Benutzung von derartigen Kondensatoren aufgebaute Anordnungen äußerst leistungsfähig und stellen eine der induktivitätsärmsten Ableitungsglieder dar. Jedoch läßt sich, die Ausführungsform mit durch die Wickelachse des Kondensators geführtem Leiterstück noch weiter verbessern, wenn man von folgender Überlegung ausgeht, die der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist.

Die Induktivität eines Leiters nimmt mit seiner Länge zu und mit.seinem Durchmesser ab. Für den über den Kondensatorwickel abfließenden Wechselstrom stellt der Kondensatorwickel mit seinen äußeren Abmessungen ebenfalle einen Leiter bestimmter Abmessung dar. Unabhängig also von der Ausbildung der äußeren Stromzuführung und des sog. induktivitätsarmen Wickelaufbaueis hat der Wickelkörper durch seine Abmessungen einen, wenn auch geringen, so doch aber bestimmten Einfluß auf die verbleibende Restinduktivität der Gesamtanordnung. Da der Wickelkörper somit einen Leiter darstellt, der dem anfangs genannten Gesetz unterliegt, ist es also erfindungsigemäß zweckmäßig, die Abmessungen dieses Wickelkörpers, d. h. die Wickelbreite und den Wickeldurchmesser der gewünschten Kapazität, entsprechend so zu wählen, daß der Scheinwiderstand des Wickels ^ für die abzuleitende Frequenz am geringsten ist. Man hat es in der Hand, durch Änderung der Wickelbreite und des Wickeldurcbmessers die verschiedensten Induktivitätswerte zu erreichen. Dem Gesetz der Induktivität eines gestreckten Leiters' zufolge müßte es demnach am zweckmäßigsten sein, die Breite b des Wickels möglichst klein gegenüber dem Wickeldurchmesser d zu machen, so daß theoretisch

— na 0 wird. Diesem Verlangen sind an sich

schon durch die Praxis Grenzen gezogen, wobei noch hinzukommt, daß bei der in Rede stehenden Bauform noch andere Erscheinungen auftreten, die dem obengenannten Verhältnis -j eina Grenze setzen. Macht man nämlich den Durchmesser des Wickels zu groß, dann entsteht eine sog. Querinduktivität, die sich durch die langen Stromwege vom durchgeführten Mittelleiter bis zu den letzten Windungen des Wickels über die verlötete Stirnfläche ergeben. Man muß also zwischen der Wickelbreite b und dem Wickeldurch messer </ einen Kompromiß schließen, um den geringsten Scheinwiderstand des Kondensators, der sich nach der Formel

Ll- J-

ergibt, zu erhalten.

Es zeigte sich, daß üblicherweise das Verhältnis der Wickelbreite zum Wickeldurchmesser ι oder kleiner sein muß. Hierbei kann es eintreten, daß die Wickelabmessungen für eine gegebene Kapazität zu verkaufsmäßig unmöglichen Formen führen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die gegebene Kapazität auf mehrere Einzelwickel zu verteilen, von denen jeder entsprechend der Erfindung aufgebaut ist, und diese mit'dem sie gemeinsam durchdringenden Leiterstück in einem Gehäuse unterzubringen. Hierbei wird gleichzeitig noch der Vorteil erreicht, daß die Abschnitte des durchgeführten Leiterstückes, die zwischen den einzelnen Kapazitäten liegen, als Serieninduktivität wirken, so daß die gesamte Anordnung für hohe Frequenzen einer Siebkette gleichkommt.

In jenen Fällen, in denen der Innendurchmesser des oder der Wickelkörper größer als das durchgeführte Leiterstück ist, empfiehlt es sich, diesesi mindestens im Innern der Wickel aufzuweiten, beispielsweise als Rohr auszugestalten, damit eine unmittelbare Verbindung mit dem Belag möglich ist. Man kann das Laiterstück an der Verbindungsstelle auch in Form einer hohlen oder vollen

ίο Scheibe ausbilden, inisbesondere dann eine volle Scheibe verwenden, wenn es sich mn die Ableitung sehr hoher Frequenzen handelt. Der Gegenpol dös Kondensators wird ebenso· wie der eine Belag mit dem durchgeführten Leiter unter Vermeidung einer Verbindungsleitungunmittelbar mit dem Gehäuse verbunden, welches seinerseits durch Schellen, Flansche od. dgl. mit Erde bzw. einer geerdeten Apparateplatte in Verbindung gebracht werden kann.

Zur Verbesserung der Wirkung des Konr densatO'Ds kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, die Induktivität der zu entstörenden Leitung zu erhöhen, beispielsweise dadurch, daß man in die Leitung eine Drossel einschaltet, wobei es unter Umständen genügt, die Leitung selbst durch Verlegen in einige Windungen als Drossel auszugestalten. Durch Einfügung eines Eisenkerns, gegebenenfalls eines Hochfrequenzeisenkerns, kann die Induktivität dieser.Drossel weiterhin erhöht werden. Die zusätzliche Drossel wird zweckmäßigerweise mit in dem Gehäuse des Kondensators untergebracht.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein sog. Durchführungskondensator dargestellt, bei welchem das mit den Anschlußorganen ausgerüstete, mit dem Kondensator eine konstruktive Einheit bildende Leiterstück mit 26 bezeichnet ist, und dieses steht mit der einen aus der Stirnseite des Wickelkörpers 27 herausragenden Belegung 28 in unmittelbarer Verbindung. Der Gegenbelag 29 ist mit dem Gehäuse 30 in gleicher Weise unmittelbar verbunden.

Erfindungsgemäß soll nun die Anordnung so· getroffen werden, daß die durch die Abmessungen des Widkelkörpers 27 gegebene Induktivität und damit ihr Scheinwiderstand für die abzuleitende Frequenz am geringsten ist. Ein solcher Kondensator könnte eine Ausgestaltung erhalten, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Wickelkörper einen größeren Durchmesser und eine geringere Breite erhalten hat. Der durchgeführte Leiter 31 steht mit dem Belag 32 in Verbindung. Da der Kondensator nach Fig. 2 eine verkaufstechnisch ungünstige Form besitzt, ist es zweckmäßig, die gegebene Kapazität in

5u mehreren Einzelwickeln unterzubringen, von denen jeder nach dem Kennzeichen der Erfindung ausgeführt ist, und diese Wickel parallel in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen, so wie es die Fig. 3 zeigt, bei welcher eine gegebene Kapazität in drei Wickeln 43, 44, 45 untergebracht ist. Das durchgeführte Leiterstück 42 steht mit den entsprechenden Belegungen unmittelbar in Verbindung, während die Gegenbelegungen mit dem alle Wickel gemeinsam umschließenden Gehäuse 46 verbunden sind.

In jenen Fällen, in denen der geringste Scheinwiderstand des Kondensators bei einer solchen Ausgestaltung erzielt wird, bei welcher der Irmendurchmesser des Wickels wesentlich größer als der Durchmesser des durchgeführten Leiterstückes ist, empfiehlt es sich, das Leiterstück mindestens an den durch den Wickeilkörper geführten Stellen so weit aufzuweiten, beispielsweise als Rohr auszubilden, daß es dem Innendurchmesser des Wickels entspricht. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt, bei welcher der durchgeführte Leiter 33 im Innern des Wickelkörpers 35 als Rohr 36 ausgebildet ist. Mit diesem Rohr steht der Innenbelag 37 unmittelbar in Verbindung, während der Gegenbelag wiederum mit dem Gehäuse 34 verbunden ist.

Da es im wesentlichen darauf ankommt, den Punkt, an dem die abzuleitende Wechselspannung über den Kondensator abfließt, während die Nutzspannung weiter über das durchgeführte Leiterstück fließt, der in der Fig. 5 mit 38 bezeichnet ist, unmittelbar auf die eine Belegung des Kondensators zu verlegen, kann bei Kondensatoren mit großem Innendurchmesser auch eine Anordnung, wie sie die Fig. 5 zeigt, benutzt werden. In diesem Fall ist der Leiter 39 an der mit dem Wickelkörper 40 kontaktgebenden Stelle zu einer hohlen oder vollen Scheibe 41 aufgeweitet, beispielsweise, wenn eis sich um ein Kabel handelt, auifgespleißt.

In der Fig. 6 schließlich ist gezeigt, wie in dem Gehäuse 61 unmittelbar über Men Kondensatorkörper 60 eine zusätzliche Induktivität vorgesehen iist, die durch einige Windungen der · stromführenden Leitung 62 erzielt werden kann.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Ableitung von Wechselspannungen, vorzugsweise von Störspannungen, von stromführenden Leitungen, bei welcher ein elektrischer Kondensator mit einem durch seine Längsachse geführten und mit einer Belegung in Verbindung stehenden, mit ihm eine konstruktive Einheit bildenden Leiterstück in die aufgetrennte stromführende

   Leitung eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Wickelkörpers, d. h. seine Breite und sein Durchmesser, der gewünschten Kapazität entsprechend so gewählt werden, daß sein Scheinwiderstand für die abzuleitenden Frequenzen am geringsten ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, *iaß das Verhältnis der Wickelbreite zum Wickeldurchmesser ι oder kleiner ist.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise größere Kapazitäten aus mehreren einzelnen Wickelkörpern, die parallel in dem gleichen Gehäuse untergebracht sind, bestehen.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei größerem Innendurchmesser des Wickels das stromführende Leiterstück mindestens im Innern des Wickels als Rohr ausgebildet ist.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stromführende Leiterstück bis zur Verbindungsstelle mit dem Belag z. B. in Form einer hohlen oder vollen Scheibe aufgeweitet ist.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenpol des Kondensators unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse Schellen, Flansche oder Membranen od. dgl. vorgesehen sind, die mit Erde bzw. der geerdeten Tragplatte in Verbindung gebracht werden.
8. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse des Kondensators eine luft- oder eisengefüllte Induktivität, die vom Strom •durchflössen wird, untergebracht ist.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Französische Patentschriften Nr. 587 008, 758651, 801 269, 811 891;

   schweizerische Patentschriften Xr. 179 875,

   183785. 131 919;
   deutsche Patentschriften Nr. 479 368,

   517834, 604366;

   britische Patentschriften Nr. 398 624,

   439665;
   österreichische Patentschriften Nr. 14 884.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 5364 8.