DE823310C - Entstoerungseinrichtung - Google Patents

Description

• Entstörungseinrichtung ltir Entstörung von Leitungen ist die VerweitdItiig von Kondensatoren bekannt. Je höher jedoch die Frequenzen sind, die zu Störungen henachbarter Hochfrequenzgeräte Anlaß geben kÖntieii, tim so schwieriger wird auch die Ableitung dieser Frequenzen von den zu entstörenden Leitungen. Die Entwicklung der Rundfunktechnik zu den Kurzwellen und den ultrakurzen Wellen steigert somit auch die Anforderungen, die an die Entstörung gestellt werden. Die Schwierigkeiten der Entstörung liegen vor allem darin, daß die Zuleitungen zu den Kondensatoren Induktivitäten besitzen, die bei hohen abzuleitenden Frequenzen nicht mehr vernachlässigbar klein sind und außer-(lern mit der Kapazität und Eigeninduktivität des Kondensators selbst einenSchwingungskreisbilden, der für Frequenzen über seiner Resonanzfrequenz induktiv, also im Widerspruch zur Forderung nicht ableitend, sondern mit steigender Frequenz sperrend wirkt. Man muß also bestrebt sein, diese Resonanzfrequenz der Entstöreinrichtung möglichst hoch zu legen. Sehr geeignet, praktisch unumgänglich notwendig hat sich zur Herabsetzung der Kondensatorinduktivität die breitflächige Stirnkontaktierung erwiesen, wie sie z. B. bei den bekannten Durchführungskondensatoren allgemein üblich ist. Das Prinzip des Durchführungskondensators, bei dem die zu entstörende Leitung axial durch den Kondensator hindurchgeführt wird, ist aber bei der sogenannten symmetrischen Entstörung von Doppelleitungen, bei der hochfrequente Spannungen zwischen diesen beiden Leitungen ausgeglichen werden müssen, nicht besonders geeignet. Hier hat sich der sogenannte vorbeigeschleifte Kondensator als besser erwiesen, dessen Prinzip darin besteht, die beiden zu entstörenden Leitungen an den Stirnkontaktflächen des Entstörkondensators vorbeizuschleifen. Das Schaltbild dieses Prinzips zeigt Fig. i, in der gleichzeitig die oben erwähnten kleinen Induktiv itäten der Zuleitungen mit eingezeichnet sind. i, 2 sind die zu entstörenden Leitungen, 3 der zwischen sie geschaltete Kondensator und 4 bis 7 die Induktivitäten der Stromzuführungen.
• Zur unsymmetrischen Entstörung, d. h. zur Ableitung von störenden Hochfrequenzspannungen auf einer oder beidenLeitungen gegenErde müssen zwischen Leitung und Erde Kondensatoren geschaltet werden, bei denen auch wieder die oben erläuterten Gesichtspunkte bezüglich Induktivität der Zuleitungen, der Resonanzfrequenz usw., besonders bei KW und UKW zu beachten sind.
• Es ist äußerst schwierig, allen diesen Forderungen gleichzeitig zu genügen. Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, in konstruktiv verhältnismäßig einfacher und billiger Weise eine Entstörungseinrichtung für symmetrische und unsymmetrische Entstörung zu schaffen, die den obigen Forderungen in weitestgehendem Maße Rechnung trägt und damit besonders zur KW- und UKW-Entstörung geeignet ist. Ihr Vorschlag geht dahin, mindestens zwei Kondensatoren gleichachsig übereinander anzuordnen und beide gemeinsam auf einer Stirnseite durch eine geschlossene metallische Schicht induktionsarm zu kontaktieren, indem die Schicht die zweckmäßig in ungefähr einer Ebene liegenden Stirnseiten der beiden Kondensatoren vollständig überdeckt und überall gut mit den Belegungskanten verbunden ist. Von diesen beiden Kondensatoren dient der eine, 3 in Fig. i, zur symmetrischen Entstörung, wobei zweckmäßig an seinen Stirnkontakten je zwei Zuführungen 4,5 und 6, 7 in Fig. i, angebracht sind, die hintereinander in die zu entstörenden Leitungen i und 2, insbesondere eines Starkstromnetzes, z. B. Drehstrom-oder Gleichstromnetzes in der in Fig. i dargestellten `''eise eingeschaltet werden. Dieser Kondensator 3 hat also die oben erläuterten Vorteile des sogenannten Vorbeiführungskondensators. Außerdem ist der andere Kondensator 8 bzw. 9 der erfindungsgemäßen Baueinheit durch die gemeinsame Stirnkontaktierung praktisch induktionsfrei mit dem Kondensator 3 verbunden, was in Fig. i durch gerade Verbindungslinien der Kondensatoren 8 bzw. 9 mit dem Kondensator 3 angedeutet ist. Die anderen Belegungen dieses oder dieser Kondensatoren 8 bzw. 9 sind in später noch zu erläuternder Weise ebenfalls praktisch induktionsfrei mit der Masse- oder Erdklemme io verbunden. Offensichtlich hat diese Entstörungseinrichtung durch den erfindungsgemäßen Aufbau die größtmögliche Entstörwirkung. Insbesondere wirken die Zuführungsinduktivitäten 4 bis 7 nicht nur günstig für die symmetrische, .sondern gleichzeitig auch für die unsymmetrische Entstörung, indem sie auch mit den Kondensatoren 8 bzw. 9 eine Spulenleitung bilden; ihre Grenzfrequenz kann so bemessen werden, daß die erfindungsgemäße Einrichtung z. B. auch verhältnismäßig niedrige Hochfrequenzen einwandfrei sperrt, so daß im Ganzen eine sehr breitbandige, von tiefen bis zu sehr hohen Hochfrequenzen wirksame Entstörung erzielt wird. Es muß aber ' besonders betont werden, daß diese Wirkung nur durch den besonders induktionsarmen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt wird. Dies wird sofort an Hand des Ersatzschaltbildes bisher bekanntgewordener Einrichtungen für symmetrische und unsymmetrische Entstörung ersichtlich, das in Fig. 2 gezeigt ist. Dort sollen die zu entstörenden Leitungen i, 2 durch die Kondensatoren 3, 8, 9 entstört werden. Die Zuführungsinduktivitäten i i, 12, 15 zu den Leitungen i, 2 und zur Masseklemme io sowie die Verbindungsinduktivitäten 13, 14 zwischen den Kondensatoren 3, 8, 9 setzen offensichtlich die Entstörwirkung weitgehend herab.
• Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können selbstverständlich beliebige Kondensatordielektriken verwendet werden. Sowohl Keramik- als auch Kunststoff- oder Papierdielektriken sind hierfür geeignet.- Wesentlich ist nur der koaxiale Aufbau und die gemeinsame breitflächige Stirnkontaktierung. Auch ist die Erfindung z. B. nicht auf ein-oder mehrlagige keramische Rohrkondensatoren beschränkt, sondern betrifft auch Papierwickelkondensatoren, die sich besonders für die symmetrische Entstörung (Kondensator 3 in Fig. i) bewährt haben. Es ist auch möglich, für die unsymmetrische Entstörung keramische Kondensatoren 8, 9 zu verwenden, die dann z. B. auf den Papierwickelkondensator 3 geschoben und mit ihm in der erfindungsgemäßen Weise gemeinsam stirnkontaktiert werden. Die Wahl des Dielektrikums hängt auch mit der Größe der geforderten Kapazitäten zusammen. Gegebenenfalls empfiehlt sich die Verwendung von keramischen Dielektriken hoher Dielektrizitätskonstante DK, insbesondere der an sich bekannten Bariumtitanate mit einer DK von mehreren Hundert, vor allem einer DK von mehreren Tausend. Denn hierdurch können besonders induktionsarme Kondensatoren ausreichender Kapazität in besonders gedrängter Form zu der erfindungsgemäßen Baueinheit vereinigt werden, wodurch die obere Entstörungsgrenze gleichzeitig zu wesentlich höheren Frequenzen gelegt werden kann.
• Fig.3 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Kondensatoren 8, 9 zur unsymmetrischen Entstörung dienen, von denen aber, falls es gewünscht wird, einer auch fortgelassen werden kann, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird. Bei ihm sind ferner alle Kondensatoren 3, 8, 9 als Papierwickelkondensatoren dargestellt; doch können, wie bereits oben dargelegt, auch Kondensatoren anderer Art und/oder mit anderem Dielektrikum, z. B. Rohrkondensatoren mit Bariumtitanatdielektrikum, verwendet werden. Auch die Verwendung verschiedener Dielektriken für die verschiedenen Kondensatoren ist möglich, wobei sich z. B. bei den üblichen Kapazitätsabmessungen für den Kondensator 3 ein Papier- und bei den Kondensatoren 8, 9 ein keramisches Dielektrikum empfiehlt.
• Aus der Fig.3 ist das Aufbauprinzip der Erfindung klar ersichtlich. Auf den Kondensator 3 sind die Kondensatoren 8, 9 gleichachsig aufgewickelt und mit je einer Belegung mit den Belegungen des Kondensators 3 stirnseitig kontaktiert, so daß die Stirnkontaktschichten 21, 22 die gesamte Stirnfläche der Kondensatoren 3 und 8 bzw. 3 und 9 bedecken und möglichst mit der gesamten Kantenlänge der Belegungen dieser Kondensatoren einwandfrei verbunden sind. An diese Schichten sind je zwei Stromzuführungen 4 und 5 bzw. 6 und 7 zweckmäßig in der dargestellten induktivitätsarmen «'eise angebracht, indem z. B. ein einziger die Zuführungen 4, 5 bzw. 6, 7 bildender Draht o. dgl. auf einer längeren Strecke der Schichten 21 bzw. 22 angelötet ist. Die Stromzuführungen werden in der in Fig. i dargestellten Weise in die Leitungen i, 2 eingeschleift. Die zweiten Belegungen der Kondensatoren 8, 9 sind ebenfalls stirnseitig kontaktiert, und zwar auf ihrem ganzen Umfange. Zweckmäßig liegen diese Stirnseiten so dicht' beieinander, daß, wie in der Fig.3 ersichtlich, ein gemeinsamer Stirnkontaktring 23 entsteht. Dieser wird ebenfalls auf seinem ganzen Umfang, z. B. mittels des Lötringes 24 mit der Kante eines breiten, den Kondensator 9 umfassenden Ringes 25 elektrisch verbunden, an dem die breitflächige Anschlußschelle io angebracht ist, die als Masseanschluß dient. Das Ganze ist z. B. in ein rohrförmiges Gehäuse 26 aus Preßpappe oder sonstigem Isolierstoff eingeschoben, aus dem die Schelle to in der gezeigten Weise hinausragt, die beim Einschieben in einem schmalen Schlitz 27 des Gehäuses 26 gleitet. Abschließend wird dann das Rohr 26 in üblicher, nicht dargestellter Weise vergossen, wobei auch der Schlitz 27 ausgefüllt wird, so daß eine einfache, handliche Entstörungseinrichtung entsteht, die sehr hohen Anforderungen genügt. Auch der Einbau in ein metallisches Gehäuse ist selbstverständlich möglich.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrere Teilkondensatoren enthaltende bauliche Einheit, deren Kondensatoren teils zur symmetrischen, teils zur unsymmetrischen Entstörung von Doppelleitungen, insbesondere Starkstromleitungen dienen, indem sie die auf diesen Leitungen von einerHochfrequenzquelle herrührenden hochfrequenten Ströme ableiten, insbesondere zur Entstörung im KW- und UKW - Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei dieser Teilkondensatoren gleichachsig übereinander angeordnet und auf einer Stirnseite durch eine gemeinsame geschlossene metallische Schicht induktionsarm stirnkontaktiert sind.
2. 2. Entstörungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden gemeinsam kontaktierten Kondensatoren zur symmetrischen, der andere zur unsymmetrischen Entstörung dient.
3. 3. Entstörungseinrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zwischen die beiden zu entstörenden Leitungen geschalteten, zweckmäßig als Wickelkondensator mit Papier- oder Kunststoffdielektrikum ausgebildeten Kondensator mindestens ein zweiter Kondensator, z. B. ein Wickelkondensator oder ein keramischer Rohrkondensator, gleichachsig auf- oder eingeschoben bzw. aufgewickelt ist, dessen eine Belegung mit einer des ersten Kondensators gemeinsam stirnkontaktiert ist und dessen andere Belegung zweckmäßig auf ihrem ganzen stirnseitigen Umfange kontaktiert und mit Masse oder Erde verbunden ist.
4. 4. Entstörungseinrichtungnach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen die beiden zu entstörenden Leitungen geschaltete Kondensator nebeneinander zwei Kondensatoren, z. B. Wickelkondensatoren, trägt, die mit je einer Belegung des erstgenannten Kondensators gemeinsam stirnkontaktiert sind.
5. 5. Entstörungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gleichachsig und nebeneinander angeordneten Kondensatoren mit ihren nicht mit den Belegungen des erstgenannten Kondensators verbundenen, zweckmäßig auf ihrem ganzen Umfang stirnseitig kontaktierten Belegungen elektrisch miteinander verbunden sind.
6. 6. Entstörungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des oder der Kondensatorbelegungen mit der Masse bzw. mit der Erde breitflächig ausgeführt ist, insbesondere durch einen den Kondensator umfassenden, auf dem ganzen Umfang mit der oder den Stirnseiten der Kondensatorbelegungen verlöteten breiten Metallring erfolgt. .
7. Entstörungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring eine breitflächige Schelle zum Masseanschluß besitzt, die zweckmäßig senkrecht zur Kondensatorachse einen schmalen Querschnitt hat. B.
8. Entstörungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet,' daß die Stirnflächen des zwischen die beiden Leitungen geschalteten Kondensators mit je zwei Stromzuführungen versehen sind, die beide hintereinander in je eine der beiden Leitungen eingeschaltet werden können.
9. 9. Entstörungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren in ein Gehäuse, z. B. ein Isolierstoffrohr, eingeschoben und dort vergossen sind. i o. Entstörungseinrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse, insbesondere das als Gehäuse dienende Isolierstofirohr, mit einem Schlitz versehen ist, in den die breitflächige Masseanschlußschelle eingeschoben ist. i i. Entstörungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis io, dadurch gegekennzeichnet, daß der oder die Kondensatoren (8 bzw. 9) zur unsymmetrischen Entstörung und/oder der Kondensator (3) zur symmetrischen Entstörung als ein- oder mehrlagige keramische Rohrkondensatoren ausgebildet sind, wobei das Dielektrikum zweckmäßig eine DK von mehreren Hundert, insbesondere mehreren Tausend hat, und z. B. aus den an sich bekannten ßariumtitanaten besteht.