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Gasgefüllter elektrischer Kondensator veränderbarer Kapazität Die
Erfindung betrifft elektrische Kondensatoren mit einem Gas als Dielektrikum, dessen
Druck größer oder kleiner als der Atmosphärendruck ist. Derartige Kondensatoren
sollen nachstehend einfachheits'halber als »gasgefüllte« bezeichnet werden.
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Die Erfindung betrifft einen Kondensator dieser Art mit veränderlicher
Kapazität, der einen gedrängten Aufbau von angemessener Festigkeit aufweist und
sich für die Massenherstellung eignet, gegebenenfalls auch bei größerer Maximalkapazität,
als sie die bisher üblichen gasgefüllten Kondensatoren aufweisen. Der Kondensator
nach der Erfindung kann weiterhin mit engen. Toleranzen abgeglichen werden und ist
frei von einigen Nachteilen der üblichen gasgefüllten Kondensatoren. Es wurde bereits
vorgeschlagen, in einem Kondensator zylindrische Elektroden zu verwenden, die gegeneinander
bewegbar sind, und zum gasdichten Abschluß der beweglichen Teile Balgenabdichtungen
zu benutzen.
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Nach der Erfindung besitzt ein gasgefüllter Kondensator mit veränderbarer
Kapazität ein gasdichtes Gehäuse, das einen festen Satz Elektroden in Form konzentrischer
Zylinder und einen bewegbaren Satz Elektroden, ebenfalls in Form konzentrischer
Zylinder, enthält, die koaxial zu den festen Elektroden angeordnet und so bemessen
sind, daß sie in die ringförmigen Zwischenräume der festen Elektroden passen. Die
Erfindung ist gekennzeichnet durch ein festes, zylindrisch-rohrförmiges, an
der
einen Stirnwand des Gehäuses befestigtes Tragorgan, eine zylindrische Plattenhaltevorrichtung
für die bewegbaren Elektroden, die derart durch das rohrförmige Tragorgan geführt
ist, daß sie axial verschoben werden kann, um die Eintauchtiefe der festen und der
bewegbaren konzentrischen Elektroden und damit die Kapazität des Kondensators zu
verändern, ferner durch eine Antriebsvorrichtung, die von außen in das rohrförmige
Tragorgan hineingreift und eine axial verschiebbare Antriebsstange für die Elektrodenhaltevorrichtung
besitzt, welche wenigstens teilweise innerhalb des zylindrischen Raumes der innersten
Elektrode der beweglichen Elektroden im Abstand von der zylindrischen Wand dieses
Raumes liegt, sowie eine Balgendichtung, auch wenigstens teilweise innerhalb des
zylindrischen Raumes der innersten Elektrode des beweglichen Elektrodensatzes, die
die Antriebsstange umgibt und deren Enden mit der Elektrodenhaltevorrichtung einerseits
und der Wandung andererseits gasdicht verbunden sind.
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Wie ersichtlich, ist die Balbgendichtung bei den Kondensatoren gemäß
der Erfindung teilweise oder auch ganz von dem rohrförmigen Tragorgan umgeben und
besitzt zweckmäßig eine verhältnismäßig große Länge, damit Schäden an ihr infolge
von Materialermüdung möglichst vermieden werden. Weiterhin wird der Aufbau zweckmäßig
so getroffen, daß der Balgen selbst nicht das allein stromführende Glied des Kondensators
darstellt. Das zur Zeit üblicherweise in solchen Kondensatoren benutzte Gas ist
Stickstoff unter einem Druck von etwa 1q. kg/cm2. In der Praxis ist die maximale
Kapazität, für welche Kondensatoren dieser Art bequem gebaut werden können, begrenzt
durch den geringsten Plattenabstand, der durch die Spannungsfestigkeit des- Druckgases
und die Tatsache gegeben ist, daß dieser geringe Abstand vom Gasdruck abhängt; denn
je höher der Gasdruck ist, desto kleiner muß das Kondensatorgehäuse für gegebene
Drucke auf das Gehäuse sein und desto schwieriger wird es, den Gasdruck aufrechtzuerhalten.
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Kürzlich wurde vorgeschlagen, als gasförmiges Dielektrikum in einem
Kondensator der 'hier behandelten Art Schwefel-Hexafluorid zu verwinden, und es
ergab sich, daß dieses Gas bei einem Druck zwischen :2,1 und 2,8 kg/cm2 eine Spannungsfestigkeit
besitzt, die zwei- bis dreimal so hoch ist wie die des Stickstoffs bei 1q. kg/cm2.
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Es ist daher zweckmäßig, wenn auch nicht erforderlich, Schwefel-Hexafluorid
als gasförmiges Dielektrikum in Kondensatoren gemäß der Erfindung zu verwenden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt das Gehäuse eine zylindrische
Wandung als Isoliermaterial und eine Stirnwand aus leitendem Material, die mit der
Wandung an einem Ende gasdicht verbunden ist und das Paket der festen Kondensatorplatten
trägt, wobei eine zweite Stirnwand aus leitendem Material gasdicht am anderen Ende
der zylindrischen Seitenwandung befestigt ist, während die Antriebsvorrichtung durch
eine Öffnung in der zweiten Stirnwand hindurch in das an letzterer befestigte rohrförmige
Tragorgan hineingreift.
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Die ElektrodenhaltevorrdChtung kann ebenfalls eine rohrförmige Gestalt
besitzen und das feste rohrförmige Tragorgan umgeben, wobei sie über das Ende des
beweglichen Elektrodensatzes hinausragt, und zwar in einer von den festen Elektroden
abgewandten Richtung.
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Zur Verringerung der Gesamtabmessungen des Kondensators wird in einem
solchen Falle die Elektrodenhaltevorrichtung vorzugsweise koaxial zu den bewegbaren
Elektroden angeordnet und verläuft durch -den zylindrischen Innenraum der innersten
bewegbaren Elektrode hindurch, wobei die bewegbaren Elektroden auf der Elektrodenhaltevorrichtung
an dem von den festen Elektroden entfernten Ende befestigt sein können.
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Vorzugsweise werden Sc'hle@ifkontakte zwischen der Elektrodenhaltevorrichtung
und einem ain Gehäuse befestigten und mit einer Anschlußklemme verbundenen Teil
vorgesehen.
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Wenn der Kondensator eine verhältnismäßig große Kapazität mit einem
verhältntismäßig kleinen Variationsbereich erhalten soll, kann man im gleichen Gehäuse
die Plattenpakete eines Festkondensators der Scheibenbauart vorsehen, der parallel
zum Zylinderkondensator geschaltet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Kondensator
aus einem gasdichten Gehäuse aus leitendem Material, einem festen Satz Elektroden
in. Form konzentrischer Zylinder, die im Gehäuse angeordnet sind und von einem oder
mehreren leitenden Pfeilern getragen sind, die mit Isolierröhren umgeben und vom
Gehäuse isoliert sind, sich bis außerhalb des Gehäuses erstrecken und gegen die
benachbarten Teile des Gehäuses abgedichtet sind. Ihre äußeren Enden tragen gasdichte
Endkappen, an denen die Pfeilerenden befestigt sind, während ihre inneren Enden
mit dem gasgefüllten Innenraum des Gehäuses in offener Verbindung stehen. Der Kondensator
besitzt weiter Anschlußklemmen, die an den Pfeilern bzw. Endkappen befestigt sind,
ferner einen Satz beweglicher Elektroden, ebenfalls in Form konzentrischer Zylinder,
die koaxial zu den festen Elektroden angeordnet und so bemessen sind, daß sie in
die ringförmigen Zwischenräume der festen Elektroddn passen, sowie ein festes zylindrisch-rohrförmiges,
an der einen Stirnwand des Gehäuses befestigtes Tragorgan und eine zylindrische
Elektrodenhaltevorrichtung für die bewegbaren Elektroden, die derart durch das rohrförmige
Tragorgan geführt ist, daß sie axial verschoben werden kann, um die Eintauchtiefe
der festen in die bewegbaren konzentrischen Elektroden und damit die Kapazität des
Kondensators zu verändern. Schließlich besitzt dieser Kondensator eine Antriebsvorrichtung,
die von außen in das rohrförmige Tragorgan hineingreift, und eine axial verschiebbare,
auf die Elektroden'haltevorrichtung einwi@rlcende Antriebsstange sowie eine Balgendichtung
innerhalb des rohrförmigen Tragorgans, die die Antriebsstange umgibt
und
deren Enden mit der Elektrodenhaltevor-. richtung einerseits und dem Gehäuse andererseits
gasdicht verbunden sind.
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In diesem Falle ragt vorzugsweise jeder leitende Pfeiler durch eine
Öffnung in der benachbarten Gehäusewandung hindurch und wird von ihr mittels einer
Anordnung getragen, .die aus einem verhältnismäßig langen Isolierrohr besteht, das
außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, das äußere Pfeilerende umgibt und am unteren.
Ende mit dem Gehäuse gasdicht verbunden., am .oberen Ende dagegen mit der Endkappe
abgeschlossen ist, die den Pfeiler trägt und als Anschlußklemme dient, sowie aus
einem verhältnismäßig kurzen Isolierrohr innerhalb des Gehäuses, das gleichachsig
mit dem längen Isolierrohr angeordnet ist und sich mit einem Ende gegen die Gehäusewandung,
mit dem anderen Ende auf eine am unteren Pfeilerende befLstigte Endkappe stützt,
so daß die beiden Isolierrohre durch das zwischen den beiden Endkappen befindliche
Pfeilerstück von beiden Seiten gegen das zwischen ihnen liegende Stück der Gehäusewandung
geklemmt sind, wobei der Innenraum der beiden Isolierrohre in offener Verbindung
mit dem Gehäuseinnern steht.
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Die Balgendichtung zwisc hen der Antriebsstange und dem Gehäuse besteht
vorzugsweise aus einem rohrförmigen Balgen, der einen. Teil der Antriebsstange umgibt,
sich innerhalb des Gehäuses befindet und ein oder mehrere verhältnismäßig starre
rohrförmige Distanzstücke besitzt, die über die Länge des Balgens verteilt sind
und auf der Antriebsstange gleiten können, um den Balgen konzentrisch zu letzterer
zu halten.
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Die Erfindung .kann auf ierschiedene Weise praktisch ausgeführt werden;
an Hand der Zeichnungen sollen zwei Ausführungsformen, beschrieben werden, wobei
Fig. i den Schnitt eines Kondensators zeigt mit einem Plattenkondensator der Scheibenbauart
und einem Zylinderkondensator, beispielsweise für die Verwendung in einem Gerät
zur induktiven. Beheizung, Fi.g. 2 eine ähnliche Ansicht zeigt wie Fig. i, wobei
die zylindrischen Elektroden ineinandergesenkt sind, Fig. 3 einen Kondensator im
Schnitt zeigt, der nur einen Zylinderkondensator enthält, dessen Elektroden auseinandergezogen
sind, beispielsweise für eine Rundfunksendeanlage, und Fig. 4 eine ähnliche Ansicht
zeigt wie Fig. 3, wobei die Elektroden inein.andergesenkt sind.
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Der in Fig. i und 2 gezeigte Kondensator besteht aus einem im allgemeinen
zylindrischen Gehäuse mit einer metallischen Wandung i, dessen eines Ende mit einer
verhältnismäßig dicken metallischen Stirnwand 2 gasdicht verbunden ist, und zwar
mittels eines ringförmigen Verschlusses 3 von etwa U-förmigem Querschnitt, der einerseits
mit einem Flansch 2" an der Oberfläche der Stirnwand 2, andererseits mit einem Flanschring
4 verbunden ist, indem er z. B. an der 'Oberkante der zylindrischen Wandung i .hart
angelötet wurde. Die Stirnwand 2 ist mit dem Flanschring 4 verbolzt. Das andere
Ende des Gehäuses ist mit einem gewölbten Metallboden 5 verschlossen, der durch
Hartlot mit der Wandung i verbunden sein kann.
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Ein röhrenförmiges Tragorgan 6 ist starr an. der Mitte der verhältnismäßig
dicken Stirnwand befestigt und erstreckt sich axial in das Gehäuse hinein. Es endet
bei der Öffnung 7, und seine Länge beträgt etwa drei Fünftel des Abstandes zwischen
den beiden Stirnwänden :2 und 5.
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Die verhältnismäßig dicke Stirnwand 2 trägt weiterhin drei gleichmäßig
auf einem konzentrischen Kreis angeordnete Pfeiler 53, die einen Satz von im Abstand
voneinander angeordneten scheibenförmigen Kondensatorplatten 8 tragen (nachstehend
der Einfaehheit halber als die nicht isolierten Scheibenkondensatorplatten bezeichnet).
Jeder Pfeiler 53 besteht z. B. aus einem Stift oder Bolzen 9, der in eine Nabe io
an der Innenfläche der Stirnwand 2 eingeschraubt ist und mit festem Sitz durch Bohrungen
in den Platten 8 verläuft sowie rohrförmige Distanzstücke i i trägt, die die Platten
voneinander distanzieren. Die rohrförmigen Distanzstücke 12 zwischen der Stirnwand
2 und der nächsten nicht isolierten Platte 8 sind verhältnismäßig lang, so daß das
Plattenpaket als Ganzes einen ausreichenden Abstand von der Stirnwand.2 erhält.
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Die verhältnismäßig dicke Stirnwand 2 trägt noch ein. weiteres von
ihr isoliertes Paket Scheibenkondensatorplatten 13, die nachstehend der Einfachheit
halber als die isolierten Scheibenkondensatorplatten bezeichnet werden und in der
üblichen Weise zwischen den nicht isolierten Scheibenkondensatorplatten 8 angeordnet
sind.
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Die isolierten Scheibenkondensatorplatten 13
werden ebenfalls
von drei auf einem konzentrischen Kreis .auf der Stirnwand 2 verteilten Pfeilern
54 getragen, die zwischen den die nicht isoliei#ten Platten 8 haltenden Pfeilern
53 angeordnet sind. Jeder der erstgenannten Pfeilar 54 besitzt rohrförmige Isolierteile
und besteht aus einer Tülle 1q:, die gasdicht in -eine Öffnung der Stirnwand 2 eingesetzt
ist und an ihrem inneren und äußeren Ende die Enden .von Isolierrohren 15 und 16
aufnimmt, die z. B. aus Quarzglas bestehen. Das auf dem inneren Ende der Tülle 14
sitzende Isolierrohr 15 ragt in das Gehäuse hinein und ist verhältnismäßig kurz,
während das auf dem äußeren Ende der Tülle 14 sitzende Isolierrohr 16 nach außen
ragt und länger ist. Das Isolierrohr 15 ist weiterhin nicht gegen die Tülle
14 abgedichtet, das Rohr 16 hingegen ist sowohl gegen die Tülle 14 als auch mittels
einer äußeren Endkappe 17 abgedichtet, die sein äußeres Ende verschließt. Hierfür
kann das. Isolierrohr 16 mit der Tülle 14 und der Endkappe 17 mittels- einer Dichtungsmasse
verbunden sein, die bei einer etwas erhöhten Temperatur abbindet. Bei einer .solchen
Anordnung können die die Enden des Isolierrohres 16 umfassenden und auf ihnen festgekitteten
Teile der Endkappe 17 und der Tülle 14 aus ziemlich.dünnen Wandungenbestehen, die
etwas nachgeben können, ohne ihre El.astizitätsgrenze zu überschreiten, und deren
Abmessungen und Material
so gewählt sind, daß sie bei thermischer
Ausdehnung oder Zusammenziehung das Isolierrohr 16 nicht beschädigen. Zu diesem
Zweck kann ein dünner, etwa U-förmiger (im Querschnitt) Messingring 18 vorgesehen
sein, der mit der einen Kante an. der Tülle 14 befestigt ist und mit der anderen
das Isolierrohr 16 umgebenden Kante mit diesem mittels der Dichtungsmasse vereinigt
ist. Die Endkappe 17 ist mit einer ziemlich dünnen Seitenwandung i9 versehen, die
in ähnlicher Weise mit dem Isolierrohr 16 verbunden ist.
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Das kurze innere Isolierrohr 15 ist ebenfalls mit einer Endkappe 2o
ausgerüstet, und ein metallisches leitendes Rohr 21 läuft im Innern. der beiden
Isolierröhre von der einen zur anderen Endkappe. Es besitzt an einem oder beiden
Enden ein Gewindeteil zur Aufnahme eines Bolzens oder einer Mutter, finit denen
das leitende Rohr unter Spannung gesetzt ist und die Endkappen gegencinanderpreßt,
so daß die aus den Endkappen 17 und 2o, den Isolierrohren 15
und 16 und der
Tülle 14 bestehende Anordnung zu einem steifen Gebilde zusammengefaßt ist. Beispielsweise
kann das leitende Rohr 21 am äußeren Ende mit einem Bolzen 22 versehen sein, der
mit einem Gewindeteil 23 gegen die äußere Endkappe 17 gepreßt wird, während sein
inneres Ende eine Innengewindehülse 24 trägt, die mittels eines kurzen Bolzens 25
auf die innere Endkappe 2o drückt. Die Endkappen 20 besitzen Öffnungen 26, die eine
Verbindung zwischen dem Gehäuseinnern und dem Innenraum der Isolierrohre 15 und
16 herstellen.
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Jeder der Bolzen 25 weist in seinem Kopf eine Gewindebohrung für die
Aufnahme eines Plattentragbolzens 27 auf. Die drei Pfattentragbolzen dienen als
Halterung für die isolierten Scheibenkondensatorplatten 13, wobei jeder Bolzen
Distanzstücke 28 trägt, die diese Platten voneinander und von der benachbarten Endkappe
2o distanzieren.
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Die Längen der Isolierrohre 15 und 16 sind so bemessen, daß sie einen
Überschlag, Oberflächenleitung oder einen anderen Isolationsfehler unter den im
Gehäuse herrschenden bzw. durch die umgebende Atmosphäre bedingten Verhältnisse
verhüten. Hingegen braucht der Spielraum zwischen der Tülle 14 und dem leitenden
Rohr 21 nur so. bemessen zu sein, daß ein Überschlag unter den im Gehäuse herrschenden
Bedingungen vermieden wird.
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Die Endkappen der längeren Isolierrohre 16 sind über die Teile 23
und dünne Metallbalgen 38 an einen hohlen leitenden Ring 39 angeschlossen. Daher
stellt dieser leitende Ring 39 einen der Anschlüsse dar, an denen der Kondensator
mit seiner Schaltung verbunden werden kann, während der andere durch das Gehäuse
verkörpert wird. Es ist von Vorteil, daß die Meta-llbalgen 38 eine große Oberfläche
haben und daher für die Fortleitung von Hochfrequenzströmenbesonders geeignet sind,
da sich diese in der Oberfläche der Leiter zusammendrängen.
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Die von der Stirnwand ä am weitesten entfernte isolierte Kondensatorplatte
13 liegt jenseits der entsprechenden nicht isolierten Kondensatorplatte 8
und besitzt einen Bund 29 von großem Durchmesser, an dem ein scheibenförmiger Teil
3o befestigt ist, der unten eine Anzahl konzentrischer zylindrischer Kondensatorelektroden
31 trägt, die koaxial zu den Scheibenkondensatorplatten 8 und 13 angeordnet
sind und nachstehend als die festen Zylinderkondensatorelektroden bezeichnet werden.
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In dem rohrförmigen Tragorgan 6, das, wie oben gesagt, von der Mitte
der dickeren Stirnwand 2 getragen wird, ist eine Elektroden'haltevorrichtung 32
verschiebbar angeordnet, die an ihrem aus der Öffnung 7 des rohrförmigen Traggliedes
hervortretenden Teil einen Flansch 33 trägt. Auf diesem ist ein scheibenförmiger
Teil 34 befestigt, der sich unter den Enden der festen Zylinderelektroden
31
befindet und oben einen Satz konzentrischer Zylinderelektroden 35 aufweist,
die nachstehend die bewegbaren Zylinderelektroden genannt werden und so angeordnet
sind, daß sie in die ringförmigen Zwischenräume zwischen den festen, Zylinderelektroden
3 i hineingeschoben werden können, ohne diese zu berühren.
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Wie ersichtlich, kann die Eintauchtiefe der festen und bewegbaren
Zylinderelektroden 31 und 35 durch Verstellen der Elektrodenhaltevorrichtung
32 in ihrem rohrförmigen Tragorgan 6 verändert werden.
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Eine Anzahl kugelförmiger Kontaktorgane 36 ist auf Blattfedern 37
befestigt und an die Elektrodenhaltevorrichtung 32 angeschlossen. Sie dienen dazu,
die bewegbaren Zylinderelektroden 35 über einen Schleifkontakt in an sich bekannter
Weise mit dem rohrförmigen Tragorgan 6 zu verbinden, so daß die bewegbaren Zylinderelektroden
35 ständig mit der dicken Stirnwand 2 des Gehäuses und den nicht isolierten Scheibenkon.densatorplatten
8 verbunden sind.
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Eine Antriebsstange4o ist in einer Führungstülle 50 gelagert,
die eine Buchse 41 in einer Öffnung des gewölbten Metallbodens 5 enthält und einen
gasdichten Abschluß herbeiführt. Das innere Ende der Antriebsstange 40 trägt ein
Rohr 4a, das an seinem anderen Ende einen flanschartigen Stopfen 43 aufweist. An
dem inneren Ende der rohrförmigen Elektrodenhaltevorrichtung 32 der bewegbaren Zylinderelektroden
ist eine Scheibe 44 befestigt, die mittels eines Bolzens 45 mit dem Stopfen 43 verschraubt
ist, so daß die Elektrodenhaltevorrichtung 32 fest mit der Antriebsstange 40 verbunden
ist. Eine metallische Balgendichtung 4.6 erstreckt sich von dem Flansch des Stopfens
43 bis zu einem entsprechenden Flansch der Buehse 41, wobei die beiden Enden der
Balgendichtung durch Weichlöten, Hartlöten od. dgl. mit den beiden Flanschen gasdicht
verbunden sind. Der Einfachheit halber ist der Balgen 46 in Fig. i lediglich angedeutet.
Auf diese Art bildet der Balgen eine undurchlässige Wand, die das Entweichen von
Gas aus dem Gehäuse bei Betätigung der Antriebsstange 40 verhütet und doch eine
Axialbewegung der letzteren zuläßt, um dadurch die Kapazität des Kondensators zu
verändern.
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Vorzugsweise besteht der Balgen aus zwei oder mehr einzelnen Längen
von geriffeltem Metall geeigneter Art, deren Enden durch ringförmige Scheiben oder
Führungsstücke 47 verbunden sind,
die lose, aber doch eng zwischen
dem Rohr 42 und der Antriebsstange 40 sitzen und so die Verwendung eines Balgens
von großer Gesamtlänge ermöglichen, indem sie verhüten, daß sich der Balgen als
Ganzes derart deformiert, daß die Innenkanten seiner Riffeln das Rohr 42 oder die
Antriebsstange 4o berühren.
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Das äußere Ende der Antriebsstange 40 ist mit Gewinde 48 versehen,
das in ein Innengewinde der Hülse 49 paßt. Auf letzterer ist ein Bund 5 i vorgesehen,
der zwischen einem Anschlag der Buchse 41 und einem entsprechenden Anschlag eines
Deckels 52 liegt, der mit Bolzen mit der Führungstülle 5o verschraubt ist. Die Antriebsstange
4o besitzt Keile od. dgl., die in entsprechenden Nuten der Buchse 41 gleiten (und
eine Drehung der Stange ve;rhüten), und man sieht, daß die Antriebsstange 4o beim
Verdrehen der Hülse 49 in entsprechender Richtung nach innen oder außen verschoben
wird und hierbei die Eintauchtiefe der Zylinderkondensatorelektroden 31 und
35 bzw. die Kapazität des Kondensators geändert wird.
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Das ganze Gehäuse und: die Hohlräume des Isolierrohre 15 und 16, die
mit dem Gehäuseinnern durch die Öffnung 26 in Verbindung stehen, sind mit Schwefel-Hexafluori-d
unter einem Druck von beispielsweise 2,1 bis 2,8 kg/cm2 gefüllt, und da das Gehäuse
ohne jede Möglichkeit des Gasverlustes infolge der zwangläufigen Abdichtung der
Antriebsstange 4o durch die Balgendichtung 46 vollständig abgedichtet ist, ist keine
Überwachung des Gasdrucks oder gar ein Wiederauffüllen des Gases erforderlich. Da
die Isolierrohre 15 und 16, durch die die isolierten Kondensatorplatten 13 mit dem
leitenden Ring 39 außerhalb des Gehäuses verbunden sind, unter Gasdruck stehen,
braucht der Zwischenraum zwischen dem in diesen Isolierrohren befindlichen leitenden
Rohr 2r und der Metalltülle 14 an der Durchgangsstelle des ersteren durch die Stirnwand
2 des Gehäuses nur so groß zu sein, wie ihn. die Verhältnisse im Gehäuse erfordern.
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Weiterhin ergibt sich, daß bei dieser Ausführungsform eine verhältnismäßig
große Auflagefläche für das rohrförmige Tragorgan 6 und die Elekbrodenhaltevorrichtung
32 vorhanden ist, so daß die bewegbaren Zylinderelektroden gegenüber den festen
sehr genau geführt werden und sieh die Kapazität des Kondensators innerhalb enger
Toleranzen genau abgleichen läßt. Die Anordnung der fast völlig von dem rohrförmigen
Tragorgan 6 und der Elektrodenhaltevorrichtung 32 umschlossenen Balgendichtung und
die Führungsstücke 47 ermöglichen die Anwendung eines verhältnismäßig langen Balgens
und verringern die Gefahr einer Beschädigung des Balgens durch Materialermüdung;
gleichzeitig stellen sie sicher, daß sich der Balgen bei Betätigung der Antriebsstange
seitlich nicht nennenswert deformiert. Schließlich stellt der Balgen selbst nicht
das hauptsächlich stromführende Glied des Köndensators dar.
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Es ist ein Vorteil der eben beschriebenen Ausführungsform, daß sie
sich auch für die Fälle eignet, in denen ein Kondensator mit einer großen Kapazität
bei nur verhältnismäßig kleiner Kapazitätsänderung erforderlich ist. Wird andererseits
ein Kondensator mit gegenüber der Maximalkapazität großer Kapazitätsänderung benötigt,
so kann das die Kondensatorplatten gasdicht umschließende Gehäuse zylindrisch geformt
sein und Stirn .wände aufweisen, die voneinander isoliert und mit den festen und
bewegbaren Kondensatorplatten entsprechend verbunden sind. Nachstehend wird eine
beispielhafte Ausführungsform -eines Kondensators nach der Erfindung beschrieben,
der eine derartige Anordnung verkörpert.
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Der in Fig. 3 und 4 gezeigte Kondensator eignet sich z. B. für Geräte
von Hochfrequenzgeneratoren und besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen
Gehäuse mit einer Wandung 6o aus Isoliermaterial, beispielsweise Quarzglas, und
aus leitenden Stirnwänden 61, 62 aus Stahl mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten,
die gasdicht mit den Enden der zylindrischen Wandung verbunden sind und gleic'hzeitig
dfie Anse'hluß'klemmen des Kondensators darstellen, mit denen er an die Schaltung
angeschlossen wird. Vorzugsweise werden die Stirnwände 61, 62 mit der isolierenden
Wandung 6o mittels einer durch Wärmeeinwirkung abbindenden Dichtungsmasse verbunden..
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Diese Konstruktion ergibt eine feste starre Verbindung zwischen den
beiden Stirnwänden 61, 62, die für die genaue Halterung der daran befestigten Kondensatorelektroden
wichtig und außerdem für eine Massenherstellung geeignet ist.
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An der Stirnwand 62 ist mittels Bolzen 63 ein Satz fester, konzentrischer
Zylinderelektroden 64 befestigt, der als Ganzes z. B. aus einem Aluminiumblock herausgearbeitet
wurde. Der Grundflansch dieses Elektrodensatzes und der anschließende Kragen sind
mit Schlitzen versehen, damit eine geringfügige Verwerfung des Aluminiums gegenüber
der Stirnwand 62 während der Wärmebehandlung der Dichtungsmasse vor sich gehen kann.
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Die andere Stirnwand 6r besitzt eine Mittelbohrung, in der ein rohrförmiges
Tragorgan 65, z. B. aus Schmiedeeisen, in das Gehäuse hineinragend befestigt ist,
etwa durch eine Hartlotverbindung, und eine ringförmige Nut 66, die für die notwendige
Nachgiebigkeit bei der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung während des Hartlötens
sowie während der Wärmebehandlung der Dichtungsmasse sorgt.
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Auf dem rohrförmigen Tragorgan 65 ist eine hülsenförmige Elektroderihaltevorrichtung
67 verschiebbar angebracht, diie z. B. aus Aluminium bestehen kann und mit einem
Satz bewegbarer konzentrischer und zylindrischer Kondensatorelektroden,68 versehen
ist, wobei diese ganze Einheit vorzugsweise aus einem Stück gefertigt ist. Das Innenrohr
der Ele'ktrodenhaitevorrichtung 67 stellt die innerste bewegbare Zylinderelektrode
des Kondensators dar, und die Durchmesser der bewegbaren Köndensatorelektroden sind
so gewählt, daß sich die bewegbaren Kondensatorelektroden in die ringförmigen Zwischenräume
der festen Kondensatorelektroden
64 hinein.senken. lassen. Eine
in der Elektrodenhaltevorrichtung 67 sitzende Schraube 69 ragt in' eine Nut des
rohrförmigen Tragorgans 65 und verhindert ein Verdrehen dieser beiden Teile gegeneinander.
Der elektrische Kontakt zwischen den bewegbaren Elektroden 68 und der Stirnwand
61 wird durch eine leicht kegelige geschlitzte Manschette 7o herbeigeführt, die
mit einem Flansch 71 der Elektrodenhaltevorrichtung 67 verbolzt ist und ballige
Schleifkontakte 72 trägt, die an einem an der Stirnwand 61 befestigten zylindrischen
Kontaktorgan 73 anliegen.
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Die Antriebsvorrichtung der bewegbaren Elektroden 68 besteht aus einem
Gewindestab 74, der fest mit einem Endstopfen 75 verbunden ist. Dieser ist mittels
einer Platte 76 und Schrauben 77 an einem Innenflansch der EIektrodenhaltevorrichtung
67 festgeklemmt. Auf dem Gewindestab 74 ist ein drehbares Rohr 78 vorgesehen..,
das am unteren Ende ein auf das Gewinde des Stabes passendes Innengewinde trägt,
während sein Außenende fest mit einer Steuerwelle 8o ve:rbunden und in einer Buchse
81 gelagert ist, die in einer mit der Gehäusestirnwand 61 verschraubten Platte 82
sitzt. Das Rohr 78 ist mit einem Flansch 83 versehen, der gegen eine Unterlegscheibe
84 an der Stirnfläche der Buchse 81 anliegt, und ein Bund 85 ist auf der Steuerwelle
8o befestigt, wobei er an der äußeren Stirnfläche der Buchse anliegt und die Steuerwelle
8o sowie das Rohr 78 gegen Axialverschiebüng sichert.
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Dementsprechend bewegt sich der Gewindestab 74 in seiner Längsrichtung,
wenn die Steuerwelle 8o und damit das Gewindeteil 79 des Rohres 78 gedreht werden.
Dann bewegen sich auch die Elektrodenhaltevorrichtung 67 sowie die bewegbaren Kondensatorelektroden
68, so daß sich die Eintauchtiefe der Elektroden und damit die Kapazität des Kondensators
ändern. Ein Kopfstück 86 am oberen Ende des Gewindestabes 74 legt sich gegen die
Schulter 87 am inneren Ende des Rohres 78 und begrenzt so die Eintauchtiefe der
Elektroden 68 in die ringförmigen Zwischenräume der festen Elektroden 64.
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Mit Hilfe eines geriffelten Kupferbalgens 88 wird eine gasdichte Verbindung
zwischen der Elektrodenhaltcvorrichtung 67 und der Stirnwand 61 des Gehäuses hergestellt,
wobei das eine Ende des Balgens z. B. durch Hartlöten mit einem Flansch auf dem
Endstopfen 75 und das andere Ende mit einem Kragen 89 verbunden wird, der seinerseits
am Ende des rohrförmigen Tragorgans 65 befestigt ist. Hierbei ist der Rand des Tragorgans
über einen Flansch 9o gebördelt, der am äußeren Rande des Kragens 89 sitzt. Der
Balgen 88 bestellt zweckmäßig aus mehreren Abschnitten, die durch Führungsstücke
91 miteinander verbunden sind, wobei die letzteren sich gegen das Rohr 78 oder gegen
eine Hülse 92 stützen, die auf dem Endstopfen 75 befestigt ist und beim Einstellen
der Elektrodenhaltevorrichtung 67 auf dem Rohr 78 gleitet.
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Bei dieser AusfÜhrungsform ist der Balgen 88 also völlig von dem rohrförmigen
Tragorgan 65 und der Elektrodenhaltevorrichtung 67 umschlossen. Die Konstruktion
ermöglicht, wie man sieht, die Verwendung eines verhältnismäßig langen Balgens,
der weniger zu Schäden durch Materialermüdung neigt und darüber hinaus gegen nennenswerte
seitliche Deformation durch die Führungsstücke 9i geschützt ist.
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Das Gehäuse ist vorzugsweise mit Schwefel-Hexafluorid mit einem Druck
von beispielsweise 2,1 bis 2,8 kg/cm2 gefüllt.
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Es versteht sich, daß die beiden vorstehend im einzelnen beschriebenen
Konstruktionen lediglich Beispiele darstellen und die Gestalt und Anordnung der
Einzelteile weitgehend je nach der Kapazität des Kondensators, der gewünschten Kapazitätsänderung,
dem Gasdruck, der Maximalspannung und -frequenz, mit der er betrieben werden soll,
und anderen Gesichtspunkten. abgeändert «erden können.
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In jedem Falle ergibt die zylindrische Form der festen und bewegbaren
Kondensatorelektroden feste Elektrodenzwischenräume und ermöglicht eine exakte gegenseitige
Orientierung der festen und bewegbaren Elektroden.