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Elektrischer Durchführungskondensator Unter Durchführungskondensatoren
versteht man so4che Kondensatoren, durch welche mindestens ein Leiterstück geführt
ist, welches im Innern mit einer der Kondensatorbelegungen in unmittelbarer leitender
Verbindung steht und welches außen an jedem Ende eine Anschlußvorrichtung trägt,
mit Hilfe welcher es in eine Leitung eingeschaltet werden kann.. Solche Kondensatoren
sind, da sie sehr induktivitätsarm sind, vor allem für Enitstörungszwecke benutzt
worden. Normalerweise führt man das eine Durchführungs:leiterstück durch den. Hohlraum
eines Wickelkörpers und verbindet dieses mit der auf einer Stirnseite vorstehenden.
und über die ganze Stirnfläche verlöteten Belegung, während die auf der anderen.
Stirnseite des Wickedkörpers herausstehende Belegung mit dem Gehäuse verbunden wird.
Es zeigte sich nun, daß diese Kondensatoren. trotz ihrer guten Eigenschaften Resonanzerscheinungen
in einem Gebiet zeigen, das zwischen 5 bis 2o MHz, hauptsächlich in der Gegend von
nc@ MHz zu finden ist. Bei diesen Frequenzen ist die Entstörungswirkung des Kondensators
sehr verringert, obwohl in der heutigen Entstörungstechnik auch dort eine einwandfreie
Entstörung gewährleistet sein muß. Das Bestreben geht also dahin, unter Beibehaltung
der sonstigen vorzüglichen elektrischen Eigenschaften -den Kondensator so aufzubauen,
daß die Resonanzstellen verschwinden, d. h. nach höheren, nicht mehr interessierenden
Frequenzbereichen verschoben werden.
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Z.u der in, der Erfindung angegebenen Lösung waren folgende Überlegungen
maßgebend. Der Durchführungskondensator stellt ein ResGnanzgebilde
dar,
wobei der Wickelkörper von einem ringfärmi@gen Magnetfeld, dessen Achse der Durchführungsleiter
ist, durchflutet wird. Innerhalb dieses ringförmigen Magnetfeldes befinden sich
nun metallische Leiter, und zwar die Belegungen des Kondensators. In diesen. -werden
durch das pulsierende Magnetfeld elektromotorische Kräfte induziert, die entsprechend
dem Lenzschen Gesetz sich längs der Oberfläche jeder Belegung addieren und dadurch
im Wickelkörper elektromagnetische Schwingungen anregen, sobald die Störfrequenz
der Eigenfrequenz des Resonanzgebildes nahekommt. Das Auftreten der Resonanz müßte
demnach verhindert werden können, wenn die auf den Belegungen induzierten elektromotorischen
Kräfte sich nicht addieren können.
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Gemäß der Erfindung werden nun die Belegungen und .dielektrischen
Zwischenlagen; die zum Aufbau des Kondensators erforderlich sind, mäanderförmi.g
gefaltet und symmetrisch so um den Durchführungsleiter angeordnet, daß die Faltenbrüche
sich in Richtung des Durchführungsleiters erstrecken, während die Falten auf den
Durchführungsleiter gerichtet sind.
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Bei dieser Anordnung fließen die Teilströme radial auf dien einzelnen
Lamellen und verketten sich mit den magnetischen Feldlinien, so daß sich die Felder
benachbarter Teilströme jeweils kompensieren. Es können daher erst bei Frequenzen,
deren Wellenlängen mit den äußeren Abmessungen des Wickels vergleichbar sind, Resonanzen
auftreten. Diese liegen jedoch bei den üblicherweise verwendeten Größenverhältnissen
der Kondensatoren erst bei einigen iooo MHz.
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Die Herstellung eines Kondensators nach der Erfindung unterscheidet
sich nicht wesentlich von der äblichen Herstellung der Durrhführungskonidensatoren.
Der Wickelkörper wird zunächst als Faltwickel mit ebenfalls st-#nnseitighervorstehenden
Belegungen hergestellt. Dann wird er, wie es der Querschnitt der Fig. z mit u bezeichnet
wiedergibt, mit parallel zum Durchführungsleiter t verlaufenden Faltenbrüchen symmetrisch
um den Durchführungsleiter angeordnet. Die auf der einen Stirnseite vorstehende
Belegung wird mit dem Leiter t und die auf der anderen Stirnseite vorstehende Belegung
mit dem Gehäuse v verlötet.
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Bei dieser Ausführung haben der Durchführungsleiter rechteckigen Querschnitt
und der Wickelkörper einen entsprechenden Querschnitt erhalten, wodurch eine günstige
Raumausnutzung gegeben ist.
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Die Fig. 2 zeugt einen zylindrischen Kondensator, bei welchem der
mit s bezeichnete Faltkörper rosettenförm,ig um einen zylindrischen Durchführungsleiter
a entsprechend der Regel der Erfindung angeordnet ist, während das ganze zylindrische
System durch das Gehäuse b umschlossen ist. Die auf der einen Stirnseite- herausragenden
Folienränder werden. mittels einer Verlötung untereinander und mit dem Durchführungsleiter
a verbunden, während die auf der anderen Stirnseite herausragende Gegenbelegung
untereinander und mit dem Gehäuse b verlötet wird. Nun ist jedoch der Raumbedarf
eines Kondensators nach der Erfindung bei gleicher Kapazität größer als nach der
bisherigen Herstellungsweise, und zwar des.ivegen, weil die Raumausnutzung innerhalb
des Gehäuses bei zylindrischen Kondensatoren, was auch schon im Schnittbild der
Fig. 2 zu erkennen ist, nicht vollständig ist, und andererseits, -weil die Kapazitätsausbeute
beim Faltwickel an sich, der aus zwei Beilegungen hergestellt ist, nur rund 5o%
derjenigen des Wickelkondensators beträgt. Die Kapazitätsausbeute kann dadurch erhöht
werden, daß man nicht, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Wickellage aus zwei Belegungen
c grad d mit einer dielektrischen: Zwischenlage e verwendet, sondern die Wickellage
aus mehreren Belegungen bildet, wie es die Fig. q. und die Fig. 5 zeigen.
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In der Fig. q. beisteht die Wickellage ,aus drei Belegungen
f, g und h und den beiden dielektrischen Zwischenlagen i und
k. Die Kapazitätsausbeute bei dem damit hergestellten Faltwickolkörper beträgt bereits
zwei Drittel derjenigen des Wickelkörpers. Erhöht man die Anzahl deir parallel geschalteten
Belegungsteiile, wie beispielsweise in Fig. 5, worin 1, na, n und o die zu
einer Polarität und p, q, r die zur Gegenpolariät gehörenden Belegungsteile
sind, dann erzielt man bei diesem Kondensator bereits eine Kapazitätsausbeute, die
sechs Siebentel derjenigen eines gleich großen Wickelkörpers beträgt.
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Nun wird jedoch durch Parallelschelten mehrerer Belegungstetile in
der vorgenannten. Art die Resonanzfrequenz wiederum erniedrigt, was theoretisch
damit erklärt werden kann, daß der Kondensatorenkörper, nicht aus einem einzigen,
sondern aus mehreren Zylinderkondensatoren aufgebaut ist. Weil nun, wie die Theorie
angibt, bei mehreren ineinandergeschachtelten Zylinderkondensatoren die Eigenresonanz
des Wickels um so, höher ist, je kleiner die Anzahl der Zylinderkondensatoren ist,
wird die höchste Eigenresonanz dann erreicht, wenn dar gesamte Kondensatoarenkörper
nur aus einem einzigen Zylinderkondensator aufgebaut ist.
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In den meisten zunächst praktisch vorkommenden Fällen handelt es sich
jedoch darum, die Resonanzfrequenzen zwischen 5 und ao MHz zu vermeiden, so daß
die höchst erreichbaren. Resonanzfrequenzen, d. h. die Ausbildung des Kondensators
mit einem einzigen Zylinder, zunächst nicht erforderlich ist. Man kann, also zwischen
der Kapazitätsausbeute und der auftretenden Resonanzfrequenz einen Kompromiß insofern
schließen, als man den Kondensator aus möglichst vielen Zylinderkondensatoren aufbaut,
um nämlich die Kapazitätsausnutzung groß zu gestalten, die Anzahl der Zylinderkondensatoren
jedoch .in Rücksicht auf die dadurch nach niedrigen Frequenzen hin verschobene Eigenresonanz
bemiß,t, die noch oberhalb der einwandfrei abzuleitenden Frequenzen liegen soll.
Im übrigen ist diese Frage nicht sehr bedeutungsvoll, weil bei den sehr hohen Frequenzen
die Verluste in dem üblicherweise zur Amvendung kommenden Diede#ktrlikum bereits
so groß sind, daß ausgesprochen störende Resonanzstellen kaum noch auftreten -werden.
Und
nun weiterhin die Raumausnutzung eines zylindrischen Kondensators, die, wie bereits
bei der Fig. z erwähnt, noch mangelhaft ist, zu verbessern, kann man die sternförmige
vorhandene Rosette durch Verdrehen der dem Durchführungsleiter z.ugewendeten Teile
gegenüber den abgewendeten Teilen in Richtung des Umfanges des Durchführungsleiters
in ihrem Raumbedarf verkleinern. Ein solches Beispiel ist in Fig.6 im Schnitt dargestellt.
Die einzelnen zunächst radial verlaufenden Falten des Kondensatorkörpers sind verdreht
in der Art, wie -man einen, zusammengefalteten Regenschirm für die Unterbringung
in eine Schutzhülle vorbereitet. Die in der Fig. 6 noch sichtbaren Zwischenräume
zwischen den einzelnen Windungslagen sind nur der Übersichtlichkeit halber angegeben,
während in Wirklichkeit eine- vollständige Auflage der einzelnen Windungs:lagen
erreicht wird'.