DE970501C - Abgeschirmter elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

• Abgeschirmter elektrischer Kondensator Die Erfindung bezieht ,sich auf abgeschirmte elektrische Kondensatoren, wie sie vielfach in Hochfrequenzschaltungen gebraucht werden. Um den Anforderungen, die an solche, für Massenanfertigung geeignete Elemente gestellt werden, in jeder Beziehung gerecht zu werden, sind folgende Bedingungen möglichst weitgehend zu erfüllen: Hohe Kapazitäten sind auf kleinstem Raume unterzubringen; die statische äußere Abschirmung soll eine möglichst vollständige sein; der Isolations- bzw. Kriechweg zwischen den beiderseitigen Belegungen soll ein möglichst großer sein; wünschenswert ist ferner, daß in einfacher Weise eine Temperaturkompensation erreicht werden kann; es sollen sieh aus möglichst wenigen Einzelelementen in leichter und zuverlässiger Weise verschiedene Kapazitätswerte in Anpassung an den jeweils vorliegenden Fall zusammenstellen lassen; die Einzelelemente sollen sich in einfacher Massenherstellung, z. B. als Preßteile, herstellen lassen und möglichst wenig Nachbearbeitung erfordern.
• Bei den bisher verwendeten abgeschirmten Kondensatoren, deren einer Kondensatorbelag an Erde liegt und ,so ausgebildet sein kann, daß er gleichzeitig die statische Schirmung übernimmt, sind die vorstehenden Bedingungen oft nur mangelhaft oder teilweise erfüllt. Insbesondere ist die Forderung nach möglichst vollständiger und allseitiger Abs,chirmung .nicht immer @in Einklang gebracht mit einem Kriechweg wünschenswerter Länge zwischen den entgegengesetzten Belegungen und mit einer bequemen Möglichkeit zum Aufbau höherer Kapazitäten durch Parallelschaltung.
• So sind Plattenkondensatoren bekannt, die zwar eine Schichtung von Scheibenkondensatoren ermöglichen, wobei aber aus Gründen der Wärmeabführung die Luft zwischen den einzeln gepackten Elementen möglichst ungehindert hindurch.streichen soll, so daß von einer einwandfreien Abschirmung keine Rede mehr sein kann.
• Oder aber es sind zwecks Verhinderung von Sprüherscheinungen an den metallischen Bel.agrändern weit ausladende Schirme oder Sprühschutzwülste vorgesehen. Diese bieten aber wiederum nicht die geforderte günstige Möglichkeit .der dichten Stapelung mehrerer Teilkondensatoren.
• Es sind ferner Kapselkondensatoren aus keramischer Masse bekannt, die geschichtet werden könnten, deren Kapseln als Hohlkörpeir in einem Stück gegossen werden. Das bedeutet einen großen fertigungstechnischen Nachteil und damit eine Verteuerung.- Außerdem gewährleistet dieses Fertigungsverfahren nicht die notwendige Genauigkeit der Wandstärken und planen Flächen, die für eine genaue Bemessung der Kapazität und für die Durchschlagsicherheit erforderlich sind. Darüber hinaus sind bei Anwendung des Hohlgußverfahrens erstens der Größe der Hohlräume nach unten hin Schranken gesetzt, und zweitens ist das Aufbringen der Beläge auf die Innenseite der Kapseln fertigungstechnisch nur schwer durchzuführen.
• Um diesen Mängeln abzuhelfen, wird bei elektrischen Kondensatoren aus parallel geschalteten, übereinandergeschichteten Einzelkondensatoren, die je aus zwei Teilkondensatoren zusammengesetzt sind, von denen jeder aus einem scheibenförmigen, beiderseitig die Kondensatorbeläge tragenden Dielektrih~um besteht, und bei denen die äußeren geerdeten Beläge gleidhzeitig die statische Abschirmung übernehmen, erfindungsgemäß die Anordnung, so getroffen, daß die Teilkondensatoren erhöhte Ränder besitzen und mit diesen paarweise zu einer geschlossenen Kapsel vereinigt sind, deren Innenflächen innerhalb der erhöhten Ränder die potentialseitigen Beläge tragen, während die ganze Außenseite der Kapsel, mit Ausnahme einer Durchführungsstelle für den Anschl:uß des Innenbelages, von dem als geschlossener Abschirmmantel wirkenden geerdeten Außenbelag umschlossen ist. Verglichen mit ebenen S'cheibchenkondensatoren vergrößert der erhöhte Rand den Isolierweg, so daß bei gleicher Kapazität und wesentlich vollständigerer Abschirmung die zu einer Kapsel zusammnengeschlossenen Kondensatoren mit geringeren Abmessungen auskommen als Kondensatoren mit reine planen Scheibchen. Beispielsweise haben Kapselkondensatoren der geschilderten Bauart einen Durchmesser von 16 mm bei einer Kapazität von 500 pF, bei Verwendung eines keramischen Dielektrikums mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 9o.
• Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus abgeschirmter Kan.densatoren aus scheibchenförmigen aufeinandergelegten Einzelkondensatoren, vorzugsweise in der Ausführungsform als paarweise zusammengelegte Halbkapseln oder Pfännchen, besteht darin, daß man durch Wahl entsprechender Dielektriken für die Einzelkondensatoren in besonders einfacher Weise nahezu jeden gewünschten Temperaturkoeffizienten der Kapazität der zu bildenden Kondensatorkombination herstellen kann. Durch Verwendung von Dielektriken unterschiedlicher Temperaturkoeffizienten der Kapazität kann mit andern Worten nach an sich bekanntem Verfahren eine sogenannte »Temperaturkompensation.< zusammengestellt werden. Unter Wahrung der Abschirmwirkung können zwei oder mehr sogenannte »Temperaturkompensationsanteile« dicht gepackt zu einer konstruktiven Einheit vereinigt werden, die sich infolge der dichten Stapelung ihrer platten oder flach kapselartigen Teile durch guten und schnellen Temperaturausgleich auszeichnet, d. h.. eine Erwärmung oder Abkühlung der verschiedenen Einzelkondensatoren erfolgt nahezu gleichzeitig, wodurch auch der sogenannte »Temperaturgang« der Kapazität gleichförmig wird. Diese Möglichkeit der dichten Stapelung stellt insbesondere einen Vorteil gegenüber der obengenannten Art von Plattenkondensatoren dar, bei der zwischen den einzeln gepackten Elementen ein Luftspalt bleibt.
• Für die zu verwendenden Dielektrike.n werden Massen mit den jeweils erforderlichen Eigenschaften ausgewählt, z. B. keramische Massen, auf die die Beläge .in bekannter Weise dicht aufgebracht sind. Die Formgebung der einfachen Plättchen oder Scheibclien mit erhöhtem Rand kann in einfacher Weise durch Pressen erfolgen. Ebenso kann das Aufbringen der Belegungen nach bekanntem Verfahren der Massenfertigung erfolgen. Hierin liegt ein großer Vorteil gegenüber der obenger_annteai Art der Herstellung der Hohlkörperkondensatoren und der Aufbringung der Beläge bei diesen.
• Ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Kapselbauart isst in der Abbildung in schematischem Ouerschnitt vergrößert dargestellt, wobei die in Wirklichkeit dicht aufliegenden Belegungen zur Verdeutlichung der Darstellung mit leichtem Abstand von ihrem jeweiligen Trägerdielektrikum gezeichnet sind. Ebenso liegen in Wirklichkeit die beiden Halbschalen mit ihren Rändern unmittelbar aufeinander und lassen nur an der Durchführungsstelle die Anschlußleitung für die Innenbelegung durch.
• Die beispielsweise keramischen Dielektriken i und 2 sind als Scheibchen mit erhöhten Rändern so übereinandergelegt, daß eine geschlossene Kapsel entsteht. Die beiden äußeren Kondensatorbeläge, die nur an der Durchführungsstelle der Innenzuleitung 5 den erforderlichen Isolationsabstand lassen, bilden ein den Gesamtkondensator fast vollständig umhüllendes Abschirmgehäuse 4.. Dieses kann erforderlichenfalls bei 6 geerdet sein. Die versenkten Innenflächen der flachen Halbkapseln i und z sind unter Freilassen des isolierenden Randes mit den Belägen 3 versehen, die an der Durchführungsstelle gemeinsam an die Zuleitung 5 angeschlossen sind. Unter entsprechender Verschaltung können auch mehrere solcher Kapselelemente zu einem abgeschirmten Stapelkondensator gewünschter Eigenschaften zusammengefaßt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Kondensator aus parallel geschalteten, übereinandergeschichteten Einzelkondensatoren, die je aus zwei Teilkondensatoren zusammengesetzt sind, von denen jeder aus .einem scheibenförmigen, unterhöhtem Rand versehenen und beiderseitig die Kondensatorbeläge tragenden Dielektrikum besteht, und bei denen die äußeren geerdetem Beläge gleichzeitig die statische Abschirmung übernehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkondensatoren mit den erhöhten Rändern paarweise zu einer geschlossenen Kapsel vereinigt sind, deren Innenflächen innerhalb -der erhöhten Ränder die potentialseitigen Beläge tragen, während die ganze Außenseite der Kapsel, mit Ausnahme einer Durchführungsstelle für den Anschluß des Innenbelages, von dem als geschlossener Abschirmmantel wirkenden geerdeten Außenbelag umschlossen ist.
2. 2. Abgeschirmter elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere kapselförmige Einzelkondensatorpaare flach aufeinanderliegend gepackt und mit ihren jeweiligen Außenbelägen in inniger, einen schnellen Temperaturausgleich gewährender gegenseitiger Berührung zu einer Baueinheit vereinigt sind, bei der die Dielektriken der Einzelkondensatoren so gewählte unterschiedliche Temperaturkoeffizienten besitzen, daß jede gewiinsche Temperaturkompensation der Gesamt -baueinheit ohne Störung durch ungleichmäßigen Temperaturgang innerhalb der Einzelkondensatoren erreichbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentsehriften Nr. 61o 578, 635 797; britische Patentschrift Nr. 6o1 220; USA.-Patentschrift Nr. 2 464 377; Buchvon Nottebrock, »Bauelemente derNachrichtentechnik«, Teil i, »Kondensatoren«, S. io5, Bild 57; Buch: »Hoehfrequenz-Koram.ik« von E. Al b e r s -Schönberg, 1939, Abb. 95 u. 96 u. S. 148 u. 153; »Handbuch der Funktechnik«, Bd.2, 1935, S.40 und 42, Abb. 89, 9o, 102 u. 103; Schrift: »Hescho-Kondensatoren«, Heft 3 der Schriftenreihe »Keramische Sondermassen«, S.47 und Abb. 22.