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Elektrischer Durchführungskondensator Die Erfindung bezieht sich auf
elektrische Durchführungskondensatoren und besondere elektiriische Bauelemente,
die unter Verwendung des Durchführungskondensators hergestellt werden können. Bisher
wurden die Durchführungskondensatoren im allgemeinen rohrförmig ausgebildet.
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Erfindungsgemäß wird nun für den Durchführungskondensator wenigstens
eine aus; keramischem Werkstoff bestehende Scheibe mit einer vorzugsweise konzentrischen
Durchführungsöffnung und zwei auf ihren Stirnflächen haftenden elektrisch getrennten
Metallbelegungen verwendet. Von diesen bedeckt zweckmäßig die eine zusammenhängend
die eine Stirnfläche der keramischen Scheibe und deren Oberfläche am Umfang und
die andere zusammenhängend die andere Stirnfläche der Scheibe und die Oberfläche
innerhalb, der Durchführungsiöffnung. Die Scheibe nach der Erfindung kann als Durchführungsbauelement
universell verwendet werden. Sie wird als Begrenzung in die Wandung eines Metallgehäuses
eingesetzt. Dies kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung derart geschehen,
daß die eine Stirnfläche der Scheibe und deren Oberfläche am Umfang bedeckende Metallbelegung
außen liegt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Metallgehäuse und
der Metallbelegung auf der Oberfläche des, Umfanges besteht. D(ie elektrische Verbindung
-wird dabei zweckmäßig durch Umbördeln des Gehäuses oder durch Löten hergestellt.
In die Durchführungsöffnung der Scheibe wird ferner ein Bolzen für den elektrischen
A,nschluß des Kondensators derart eingefügt, daß eine elektni che Verbindung zwischen
der Metallbelegung auf der Oberfläche innerhalb der Durchführungsöffnung und dem
Bolzen besiteht. Diese Verbindung wird
zweckmäßig durch Löten, Nieten
oder Schrauben. hergestellt. Bei einer weiteren. Ausführungsform nach der Erfindung
werden zwei keramische Scheiben mit entsprechenden Metallbelegungen und Bolzen symmetrisch
zueinander auf beiden Stirnseiten in eiirr Metallgehäuse als Begrenzungen eingesetzt.
Dabei sollen die jeweils außenliegenden Metallbelegungen elektrisch mit dem Gehäuse
verbunden werden. Innerhalb eines solchen Metallgehäusesi können dann; zwischen
den keramischen Scheiben weitere elektrische Bauelemente angeordnet werden, z. B.
ein Wickelkondensator oder eine Drosselspule. Diese werden mit den Metallbelegungen
der beiden Scheiben zusammengeschaltet, so, daß man Filterketten oder ähnliche Anordnungen
erhält, die z. B, für Störschutzzwecke in. der Hochfrequenztechnik verwendet werden
können.
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Man kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung innerhalb eines Gehäuses
auch mehrere Scheiben zu einer Kondensatorbatterie zusammenschichten. Die Scheiben
sollen dabei zweckmäßig mit abwechselnd entgegengesetzter Lage ihrer Metallbelegungen
aneinanderliegen, so ,daß die Kapazitäten aller Scheiben parallel geschaltet sind.
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Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand von Fig.
i bis 9 beispielsweise erläutert.
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Der Durchführungskondensator nach Fig. i besteht aus der im Querschnitt
gezeichneten runden Scheibe i aus keramischem Werkstoff, die die Begrenzung eines
rohrförmigen Metallgehäuses 2 bildet. Außen ist auf der Stirnfläche der Scheibe
i die Metallbelegung 3 aufgebracht, die sich zusammenhängend biss. über die Oberfläche
4 am Umfang der Scheibe i erstreckt. Innen liegt auf der anderen Stirnfläche der
Scheibe i die getrennte Metallbelegung 5, die sich zusammenhängend bis über die
Oberfläche 6 innerhalb der zweckmäßig konzentrischen Durchführungsöffnung 7 erstreckt.
Die Metallbelegungen 3 und 5 sind zweckmäßig als haftende Schichten unlösbar mit
der keramischen Scheibe i verbunden, z. B. durch Aufsintern. Das Gehäuse 2 steht
leitend mit der Metallbelegung 3 in Verbindung, zweckmäßig dadurch, daß es mit der
Metallschicht auf der Oberfläche 4 desi äußeren Umfanges der Scheibe i verlöteb
ist. Die Scheibe i kann auch durch Umbördeln des Gehäuses 2 festgehalten, abgedichtet
und gleichzeitig dadurch leitend mit dem Metallgehäuse verbunden werden Zur Verbesserung
des Kontaktes zwischen dem umgebördelten Gehäuse 2 und der Belegung 3 kann dazwischen
ein elastisches, elektrisch gut leitendes Material eingefügt werden, z. B. ein flexibler
Metallschlauch oder leitender Gummi.. In die Durchführungsöffnung 7 ist der Metallbolzen
8 eingefügt, der mit der inneren Metallbelegung 5 und mit der Schicht an der Oberfläche
6 innerhalb der Öffnung 7 leitend in Verbindung steht. Der Bolzen 8 wird z. B. durch
Verlöten, Nieten oder Verschrauben gehalten. Der fertige Kondensator wird am Bolzen
8 und am Metallgehäuse :2 elektrisch angeschlossen. Auf der anderen Seite des rohrförmigen
Metallgehäuses 2 kann im, entsprechender Weise eine weitere keramische Scheibe,
mi.t Metallbelegungen, 3 und 5 sowie mit Bolzen 8 (spiegelbildlich eingesetzt sein
und auch dort die Begrenzung des Gehäuses bilden. Die mit dem Metallgehäuse 2 leitend
verbundenen Belegungen. 3 ,sollen dabei zweckmäßig außen liegen.
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Als keramische Werkstoffe für die Scheibe i eignen sich besonders,
solche auf Titanat-Basis, z. B. Barium-Titanat (BaTi03). Dieses Material besitzt
eine zehr hohe Dielekerizitätskonstante, z. B. s=3000. Bei einer Scheibe z. B. mit
eine= Außendurchmesser von 300 mm, einer Dicke von 5 mm und einem Durchmesser
des Mittelloches von 6 mm ergibt sich dann ein Kapazitätswert C = etwa 250o pF.
Dieser Wert ist als unsymmetrische Berührungsschutzkapazität bei der Hochfrequenzentstörung
geeignet.
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Bais dem Kondensator nach F.ig. 2 sind innerhalb des Metallgehäuses
2 auf dem durchgehenden Bolzen 8 mehrere keramische Scheiben i mit entsprechenden
Metallbelegungen aufeinandergeschichtet, und zwar wechselweise mit entgegengesetzter
Lage der Belegungen. DieKapazitäten der einzelnen Scheiben i sind dann parallel
geschaltet, und es ergibt sich ein Kondensator mit entsprechend vervielfachter Kapazität.
An den Enden des Bolzens 8 liegen die Muttern 9, die die Kondensatorbattenie zusammenhalten.
Die sich über den äußeren Umfang der Scheiben i erstreckende Metallbelegungen stehen
mit dem Metallgehäuse 2 in elektrisch leitender Verbindung und die die Oberfläche
der Öffnungen bedeckenden Belegungen mit dem Bolzen B. Der elektrische Anschluß
erfolgt dementsprechend auch hier zwischen dem Metallgehäuse 2 und dem Bolzen B.
Zur gleichmäßig konzentrischen Vierbindung zwischen den B'eleg'ungen und dem Ge
häuse 2 bzw. dem Bolzen 8 kann das Verfahren der Hochfrequenz- oder Ultraschallötung
angewendet werden.
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Bei dem Kondensator nach Fig. 3 liegen in der an Hand von Fig. i erläuterten
Weisse die keramischen Scheiben i an den stirnseitigen Enden des rohrförmigen Metallgehäuses
2. Dazwischen befindet sich erfindungsgemäß derWickelkondensator io, dessen beide
Bielegungen an den Stirnflächen des Wickels mit einer aufgespritzten Metallischicht
i i versehen sind. Diese aufgespritzten Schichten stehen mit den, inneren Metallbelegungen
5 der keramischen Scheiben i in elektrisch leitender Verbindung, z. B. durch Löten.
Der Wickelkondensator wird dadurch gleichzeitig mechanisch gehalten. Die äußeren
Metallbelegungen 3 liegen am Gehäuse 2. Die Anordnung ist zweckmäßig symmetrisch
aufgebaut, d. h. die Kapazitiäts.werte der Durchführungskondensatoren auf den beiden
keramischen Scheiben i sind einander gleich. Für den elektrischen Anschluß dienen
die vorbeigeschleiftem Drähte 12. Ddese können auch in der an Hand von Fig. i beschriebenen
Weise durch entsprechende Bolzen 8 ersetze werden.
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Die Anordnung ist besonders als. Filter für Störschutzzwecke in der
Hochfrequenztechnik geeignet. Die elektrische Schaltung ergibt sich aus Fig. 4.
Mit
C1 und C2 sind die Kapazitäten der Durchführungskondensatoren auf den Scheiben i
bezeichnet, und C3 ist der Wickelkondensator io.
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Bei dieser Anordnung des Störschutzfilters fließt durch die beiden
Kondensatoren auf den Scheiben i nicht der Betriebsstrom, sondern der kurzgeschlossene,
hochfrequente Störstrom. Der Betriebsstrom fließt in den vorbeigeschleiften Drähten
12.
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In Fig. 5 ist eine andere Ausführung einer Filterkette dargestellt,
bei der an Stelle eines Wickelkondensators zwischen den keramischen Scheiben i eine
Drosselspule 13 im rohrförmigen Metallgehäuse 2 angeordnet ist. DieDrosselspule
13 besitzt zweckmäßig einen Masseeisenkern oder Ferritkern. Das elektrische Schaltbild
dieser Anordnung zeigt Fig. 6. Die Kapazitäten. der Durchführungskondensatoren sind
mit C4 und C5 bezeichnet. Diese liegen einseitig über das Metallgehäuse an Erde.
Die Induktivität der Drosselspule 13 ist D,. bezeichnet.
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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt,
bei der an Stelle eines rohrförmigen Metallgehäuses ein solches in Form eines zylindrischen
Körpers 14 vorgesehen ist, der aus keramischem Werkstoff besteht. Auf seiner äußeren
Oberfläche ist die Metallbelegung 15 haftend aufgebracht, und auf seiner Innenseite
liegen die beiden voneinander getrennten haftenden Metallbelegungen 16 und 17. An
den Stirnseiten des keramischen Körpers 14 liegen die beschriebenen Durchführungskondensiatoren
in Form der keramischen Scheiben i. Dazwischen ist z. B. die Drosselspule 13 angeordnet
oder entsprechend wie bei Fig. 3 ein Wickelkondensator. Die Metallbelegungen auf
den keramischen Scheiben i sind so mit den Metallbelegungen 15, 16, 17 des keramiischen
Körpers i4 verbunden, daß sich ihre Kapazitäten addieren. Man kann diese Ausführungsform
auch in der Weise abändern, daß die keramischen Scheiben i an den Stirnseiten des
zylindrischen Körpers 14 durch einfache :Metallscheiben ersetzt werden, die mit
den inneren Metallbelegungen 16 und 17 in Verbindung stehen. Die Kondensatoren liegen
in diesem Fall ausschließlich zwischen der äußeren Metallbelegung 15 und den beiden
getrennten inneren Metallbelegungen 16 und 17.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der scheibenförmigeDurchführungskondensator
zu diene topfförmigen Durchführungskondensator nach Fig. 8 ergänzt wird. Mit 18
isst hier ein topfförmiger keramischer Körper bezeichnet, der die Durchführungsöffnung
i9 in der Miete des Topfbodens, hat. Außen liegt die zusammenhängende Metallbelegung
2o und innen die Belegung 21, die sich bis in die Öffnung i9 erstreckt. Die Belegungen
2o und 21 können auch sinngemäß vertauscht werden. Man kann den Topf auf der offenen
Seite durch einen scheibenförmigen Kondensator nach Fig. i abschließen und darin
entsprechend wie bei Fig. 4 bis 7 Bauelemente anordnen. Man kann auch zwei Töpfe
nach Fig. 8 mit ihrem. Öffnungen aneinandersetzen.
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Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindnung kann die keramdoche Scheibe
zur Vergrößerung der Oberfläche auch profiliert werden, z. B. in der in Fig. 9 dargestellten
Weise. Mit 22 ist ihre äußere Belegung und mit 23 die innere Belegung bezeichnet.
Die Profilgebung kann durch Pressen oder Schleifen vorgenommen werden.
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Die fertigen Filtereinheiten können unmittelbar in die Wand eines
Hochfrequenzgerätes eingebaut werden. In Fig. 5 und 7 ist diese Wand im Prinzip
angedeutet und mit dein Bezugszeichen z8 versehen.
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Die keramischen Scheiben i brauchen im Rahmen der Erfindung nicht
immer rund zu sein, man kann vielmehr auch viereckige oder anders geformte Scheiben
nach der Erfindung als Durchführungskondenisatoren ausbilden. Diese haben den Vorteil,
daß sie verdrehungssicher in das Gehäuse oder in eine Wand eingebaut werden können.