DE898330C - Elektrischer Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler - Google Patents

Description

• Elektrischer Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator, der gegebenenfalls. auch als Hochfrequenzspannungsteiler Verwendung finden kann.
• Elektrische Kondensatoren werden im allgemeinen so aufgebaut, .daß sich zwei Leitersysteme, die durch ein. Dielektrikum getrennt sind, gegenüberstehen. Die elektrischen Eigenschaften einer solchen Anordnung werden im allgemeinen durch das Dielektrikum bestimmt. Kondensatoren, an denen eine Wechselspannung liegt, zeigen einen Scheinwiderstand, welcher der Frequenz der anliegenden Spannung umgekehrt proportional ist. Die Scheinleistung im Kondensator wird also durch die Höhe der anliegenden Spannung und durch ihre Frequenz bestimmt. Die Wirkkomponente wird durch die dielektrischen Verluste und den Leiterwiderstand gegeben. Bei Kondensatoren, die in Generatorschwingkreisen arbeiten, muß also die mögliche Stromstärke bei der Dimensionierung der Leiter berücksichtigt werden. Außerdem ist es. erforderlich, die Wärme aus dem Dielektrikum, die dort durch die stetige Bewegung der molekularen Dipole infolge innerer Reibung entsteht, abzuleiten. Je höher die Frequenz ist, desto schwieriger sind diese Bedingungen zu erfüllen; denn hierbei wird die erforderliche Kapazität kleiner und die Stromstärke größer, während die dielektrischen Verluste in der gleichen Größenordnung bleiben oder sogar ansteigen. Die Technik macht sich aber immer höhere Frequenzen nutzbar. Gegenstand der Erfindung ist ein Kondensator, der den gesteigerten Anforderungen Rechnung trägt.
• Bisher benutzte man entweder keramische Kondensatoren, bei denen auf einem keramischenKörper in Topf- oder Scheibenform Belegungen aufgebracht wurden, oder man verwendete Glimmerkondensa- Loren, bei denen Kupferfolien mit Glimmerblättchen abwechselnd aufgeschichtet sind und denen durch zweckmäßige Reihen- und Serienschaltung ein den jeweiligen Erfordernissen entsprechendes Bauvolumen gegeben wird. Die Keramikkondensatoren sind aber verhältnismäßig groß, und jede kleine Inhomogenität des Scherbens führt leicht zu Ausfällen.
• Andererseits haben die bisherigen Glimmerkondensatoren für den fraglichen Arbeitsbereich einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau und benötigen verhältnismäßig große Mengen hochwertigen Glimmers.
• Ein Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler wird nach der Erfindung,dadurch hergestellt, daß man ein aus sehr dünnen Scheiben bestehendes Dielektrikum zwischen sehr dicken Belegungen anordnet, die mit Kühlrippen versehen sind. Diese scheibenförmigen Belegungen, die im Gegensatz zum Dielektrikum gute Wärmeleiter sind, können also beträchtliche Wärmemengen aus dem Dielektrikum ableiten und über den als Kühlrippe ausgebildeten Rand abstrahlen. Bei der unmittelbaren Berührung der metallischen Belegungen und dem sehr dünnen Dielektrikum kann ein Wärmestau im Dielektrikum nicht auftreten. Durch diese Maßnahme kann das Dielektrikum relativ weit höher belastet werden, als bisher üblich. Man bildet dabei die Belegungen so aus, daß der äußere Durchmesser der Kühlrippen wenigstens annähernd gleich dem Durchmesser der Dielektrikumscheiben ist und dieKühlrippen selbst gegendenzentralenBelegungskörper stark abgesetzt sind.
• Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung bestehen die dicken Belegungen aus zwei jeweils am Dielektrikum oder der Abschlußelektrode anliegenden Metallkörpern, zwischen denen eine Strahlungsplatte angeordnet ist. Die wärmeabstrahlenden Teile bz-,v. die Strahlungsplatten lassen sich als Stromanschlußfahnen verwenden; so daß sich je nach der Anordnung ein normaler Kondensator oder ein Hochfrequenzspannungsteiler ergibt.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich in geschichteten Kondensatoren .das Spannungsgefälle leicht beherrschen, da die Zahl der in Reihe geschalteten Belegungen auf die an den Kondensator zu legende Hochfrequenzspannung abgestimmt werden kann. Die Kapazität wird durch die Größe und Zahl der Scheiben und durch die Dicke des Dielektrikums auf den jeweils erforderlichen Wert gebracht. Ein solcher Kondensator läßt sich also leicht allen Erfordernissen anpassen und zeigt einen verblüffend einfachen, billig herzustellenden Aufbau. Die Zeichnung zeigt in Fig. i schematisch einen erfindungsgemäß aufgebauten Kondensator, Fig. 2 eine zerlegte Kondensatorplatte und in Fig. 3 eine solche Kondensatorplatte in derDraufsicht.
• Der Kondensator gemäß Fig. i setzt sich aus Belegungen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 zusammen, zwischen denen sich dünne Glimmerscheiben 7, 8, 9, io und i i von nur wenigen hundertstel Millimetern befinden. Die Belegungen weisen kreisrunde wärmeabstrahlende Rippen 12, 13, 14, 15, 16 und 17 auf, die von den Glimmerscheiben 7 bis i i stark abgesetzt sind und sich nach außen weiter verjüngen. Der äußere Durchmesser der Rippen ist etwa gleich dem Durchmesser der Glimmerscheiben. Die ganze Kondensato@ranordnung ist unter Zwischenlegung von Isolierscheiben 18 und 19 zwischen zwei Jochen 20 und 2@i eingespannt, die von Schrauben 2@2, und 23 zusammengehalten werden.
• Die Darstellung in Fig. i ist nicht maßstäblich, doch sind auch bei der tatsächlichen Ausführung die Belegungen wesentlich dicker als die der Glimmerscheiben. @Vorzugsweise bestehen die Belegungen aus einem gut wärmeleitenden Metall, z. B. Kupfer oder Aluminium. Die Rippen können gleichzeitig als. Stromanschlüsse dienen.
• Das Zusammenhalten des Kondensators läßt sich statt durch äußere Schrauben beispielsweise auch mit Hilfe einer axialen Schraube bewerkstelligen. Man kann auch in einem Spannjoch mehrere Kondensatorstapel zusammenfassen.
• In den Fig. 2 und 3 ist eine andere Möglichkeit zur Ausbildung der Belegungen dargestellt. Die Belegung für einen geschichteten Kondensator besteht hier aus zwei Elektroden 31, 32 und einer dazwischen eingeklemmten Strahlungsplatte 33, die dieselbe Wirkung hat wie die Rippen 12 bis 17 der Fig. i.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler, dadurch gekennzeichnet"daß ein aus sehr dünnen Scheiben bestehendes Dielektrikum (7, 8, 9, 1o, i i) zwischen sehr dicken Belegungen (1, 2, 3, 4, 5, 6) angeordnet ist, -die mit Kühlrippen (12, 13, 14, 15, 16, 17) versehen; sind.
2. 2. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser der Kühlrippen ,('.12 usw.) wenigstens annähernd gleich dem Durchmesser der Dielektrikumscheiben (7 usw.) ist.
3. 3. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, .daß die Kühlrippen (12 usw.) stark gegen den zentralen Belegungskörper abgesetzt sind.
4. 4. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen aus zwei jeweils am Dielektrikum oder der Endelektrode anliegenden Metallkörpern (31, 32) bestehen, zwischen denen eine Strahlungsplatte (33) angeordnet ist.
5. 5. Geschichteter Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch .4, da-.durch gekennzeichnet, .daß der wärmeabstrahlende Teil (33) über die einander zugekehrten Belegungen (31, 32) hinausragt und von den Oberflächen der zugeordneten Dielektrika abgesetzt ist. 6. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen oder Strahlungsplatten, als Anschlußfahnen dienen. 7. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der in Reihe geschalteten Elemente auf die Nennspannung abgestimmt ist. B. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der abwechselnd aus Belegungen (i usw.) und Isolierplatten (7 usw.) aufgeschichtete Kondensator durch ein Spannjoch (2o, 2i, 22, 23) zusammengehalten wird, das den Stapel außen übergreift oder durch seinen Kern hindurchfährt. 9. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide letzte Belegungen (i, 6) vom Spannjoch (2o, 21) -durch Isolation (i8, i9) getrennt sind. io. Kondensator bzw. Hochfrequenzspannungsteiler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Spannjoch mehrere Plattenstapel gehaltert sind.