DE974340C - Elektrisches Bauelement in Vierpolschaltung zu Entstoerungszwecken - Google Patents

Description

• Elektrisches Bauelement-in Vierpoischaltung zu Entstörungszwecken Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement in Vierpolschaltung zur Entstörung elektrischer Geräte. Es ist bekannt, die sogenannte Längsentstörung von Leitungen durch induktive Bauelemente und die sogenannte Querentstörung durch kapazitive Bauelemente vorzunehmen. Dabei erfordert eine hochwertige Dämpfung von symmetrischen und unsymmetrischen Störungen kapazitätsarme Störschutzdrosseln bzw. induktivitätsarme Störschutzkapazitäten, die zu Tiefpaßfiltern zusammengeschaltet sind. Es ist beispielsweise üblich, zur Längsentstörung gegen unsymmetrische Störspannungen von Leitungspaaren gekoppelte Drosselspulen zu verwenden, die auf einen einzigen magnetischen Kern gewickelt sind. Ihrem Wickelsinn entsprechend sind diese gekoppelten Drosseln bezüglich der symmetrischen Störströme gegeneinander geschaltet, so daB eine induktive Bedämpfung dieser praktisch nicht eintritt. Leitungen, die also mit symmetrischen und unsymmetrischen Störungen behaftet sind - in der Fernsprech- und Telegrafentechnik liegt dieser Fall in der Regel stets vor -, sind daher notwendigerweise durch mehrere, nicht gekoppelte Drosseln zu entstören, oder aber die unsymmetrischen Störungen sind durch induktive Längsglieder und die symmetrischen Störungen durch kapazitive Querglieder zu beseitigen. Nachteilig ist hierbei, daß zum Aufbau eines solchen Tiefpasses stets mehrere Schaltelemente erforderlich sind. Darüber hinaus wird die Entstörung im Gebiet sehr hoher Frequenzen besonders kritisch, da bekanntlich diese Schaltel(#mente mit einer endlichen Resonanzfrequenz behaftet sind und infolgedessen als duale Schaltelemente wirksam werden, sobald die Betriebsfrequenz bzw. deren Harmonischen die Resonanzfrequenzen übersteigen. Es ist bereits bekannt, die symmetrischen und unsymmetrischen Störungen, beispielsweise bei Doppelleitungen, dadurch auszuschalten, daß ein Wickelkondensator in Vierpolschaltung, d. h. mit je einem Stromanschlußelement am Anfang und Ende eines jeden Kondensatorbelages, also nur ein einziges Bauelement als Entstörungsglied vorgesehen wird.
• Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit zwei durch eine Isolierung hoher Dielektrizitätskon.stante voneinander getrennten leitenden Belegungen, die zu Entstörungszwecken als Vierpol geschaltet sind. Sie besteht darin, daß die Belegungen in Form von sich in axialer Richtung erstreckenden Wendeln oder in Form von flächenhaften Spiralen auf einem Trägerkörper ohne zwischen den Windungen liegendes festes Dielektrikum aufgebracht sind.
• Einige beispielsweise Ausführungen des erfindungsgemäßen Bauelements seien an Hand der Zeichnung näher erläutert. In Fig. i ist m(t i ein zylindrischer- Wickelkern aus Isolierstoff bezeichnet. Um diesen wird ein beidseitig metallisiertes Isolierstoffband 2 (Fig. 2) schraubenlinienförmig aufgewickelt. Es entsteht zwischen den beiden Metallbelegungen 3 und 4 eine fortlaufende Kapazität, wobei das Isolierstoffband 2 als Dielektrikum wirkt. Anfang und Ende eines jeden Metallbelages werden mit Stromanschlußelementen 5, 6, 7 und 8 versehen. Das Ersatzschaltbild eines solchen, in Fig. i dargestellten Bauelements ist ein Vierpol, bestehend aus gekoppelten induktiven Längsgliedern und kapazitiven Quergliedern. Die wirksame Induktivität kann in bekannter Weise erhöht werden, wenn der Kern i aus ferromagnetischem Material, z. B. aus Ferrit, Mischferrit oder Hochfrequenzeisen, gefertigt wird. Statt eines zylindrischen Kerns i kann auch ein ringförmiger oder sonstig geschlossener Wickelkern aus ferromagnetischem Material vorgesehen sein. Ein solches Schaltelement ist mit Vorteil überall dort zu verwenden, wo eine induktive Bedämpfung unsymmetrischer Störungen und eine kapazitive Bedämpfung symmetrischer Störungen erforderlich ist. Ein weiteres Anwendungsgebiet derartiger, als Bandkondensatoren ausgebildeter Vierpole ist die Fernmeldetechnik.
• Eine weitere beispielsweise Ausführung des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelementes ist in Fig. 3 dargestellt. Seine Herstellung kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß zunächst ein Rohr (i2) aus Kunststoff oder Keramik nach an sich bekannten, beispielsweise in der Fertigung der elektrischen Röhrchenkondensatoren üblichen Verfahren in einem einzigen Arbeitsprozeß außen und -innen metallisiert wird. Anschließend wird der äußere Metallbelag vom inneren an den Stirnseiten in an sich bekannter Weise getrennt. Es entsteht somit als Zwischenstufe ein Röhrchenkondensator, der anschließend schraubenlinienförmig durchgefräst_ wird. Die in Fig.3 sichtbare Fräsnut ist mit g bezeichnet. Die beiden schraubenlinienförmig verlaufenden Metallbeläge io und ii sind je am Anfang und Ende mit Stromanschlußelementen, z. B. Lötfahnen 5, 6, 7 und 8, versehen. Zwecks Erhöhung der Kapazität wird der dielektrische Körper 12 in an sich bekannter Weise aus einem Stoff hoher DK, etwa aus den Titanaten und/oder Zirkonaten der Erdalkalimetalle, z. B. Barium, Kalzium, Strontium oder der Schwermetalle, z. B. Blei, hergestellt. Derartige Jitanate haben in den letzten Jahren als sogenannte hochkapazitive Massen im Kondensatorenbau Eingang gefunden.
• Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 werden nur die Metallbeläge 13 und 14 schraubenlinienförmig durch einen Schleifprozeß unterbrochen, während der dielektrische Körper 12 seine hohlzylinderförmige Gestalt behält. Ein analoges Verfahren ist bereits bei der Herstellung von Spulen bekannt. Mit dem Schleifvorgang kann gleichzeitig noch ein Kapazitätsabgleich vollzogen werden. Außen- und Innenbelag sind wiederum jeweils am Anfang und am Ende mit Lötfahnen 5, 6, 7 und 8 versehen. Durch entsprechende Führung des Schleif- oder Fräskopfes kann ein gleich- oder gegensinnig schraubenlinienförmiger Verlauf der beiden Metallbelegungen verwirklicht werden. Der gegensinnige Verlauf hat zur Folge, daß die kapazitive Bedämpfung der symmetrischen Störungen noch durch die induktiven Komponenten erhöht wird. Selbstverständlich lassen sich die Metallbeläge des in Fig. 4 dargestellten Vierpols auch von vornherein schraubenlinienförmig nach an sich bekannten Verfahren, beispielsweise durch Pinselauftragung -und zwar gleich- oder gegensinnig - auftragen. Die Induktivität der in den Fig.3 und 4 dargestellten Beispiele kann durch Einführen eines koaxialen, offenen oder geschlossenen ferromagnetischen Kernes, beispielsweise aus Ferrit oder Hochfrequenzeisen, noch erhöht werden.
• Eine beispielsweise Ausführung des erfindungsgemäßen Schaltelements mit spiralenförmigem Verlauf beider Belegungen zeigt Fig. 5. Auf einem scheibenförmigen Körper 15 aus Kunststoff oder Keramik werden die Metallbeläge 16 oben, und unten als Spiralen aufgetragen und je am Anfang und Ende mit Stromanschlußelementen versehen. Über die Herstellungsweise gelten sinngemäß die bereits früher beschriebenen Gesichtspunkte. Auch hier läßt sich die Induktivität durch Verwendung eines ferromagnetischen Trägers, der gegebenenfalls noch durch eine hohe DK ausgezeichnet sein kann, noch erhöhen.
• Bei den beschriebenen Anordnungen können die Querkapazitäten durch Wahl des Dielektrikums des Isolierkörpers und die Selbstinduktion durch Wahl der Windungszahl festgelegt werden. Die Längsinduktivität ist, da sich zwischen den Windungen nur Luft befindet, verhältnismäßig kapazitätsarm.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Elektrisches Bauelement mit zwei durch eine Isolierung hoher Dielektrizitätskonstante voneinander getrennten leitenden Belegungen, die zu Entstörungszwecken als Vierpol geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegungen in Form von sich in axialer Richtung erstreckenden Wendeln oder in Form von flächenhaften Spiralen auf einem Trägerkörper ohne zwischen den Windungen liegendes festes Dielektrikum aufgebracht sind.
2. 2. Elektrisches Bauelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein beidseitig mit metallischen Belegungen versehenes, vorzugsweise ein beidseitig metallisiertes, dielektrisches Band (2) (Fig. 2) um einen geschlossenen, z. B. ringförmigen oder zylindrischen Trägerkörper (i) schraubenlinienförmig gewickelt ist.
3. 3. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägerkörpers (i) aus Isolierstoff, beispielsweise Keramik oder Kunststoff.
4. 4. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ferromagnetischen Trägerkörpers (i), vorzugsweise aus Ferrit, Mischferrit oder Hochfrequenzeisen.
5. 5. Elektrisches Bauelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper zugleich die Isolierung zwischen den Belegungen bildet.
6. 6. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohlzylindrischer Isolierstoffkörper (12), beispielsweise aus Keramik oder Kunststoff, sowohl an seiner äußeren als auch an seiner inneren Mantelfläche mit je einem schraubenlinienförmig verlaufenden Metallbelag (To, i i bzw. 13, 14) versehen ist.
7. 7. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein scheibenförmiger Körper (15) aus Kunststoff oder Keramik, gegebenenfalls aus einem ferromagnetischen oder. aus einem zugleich ferromagnetischen und dielektrischen Material, beidseitig mit Metallbelägen oder Metallisierungen spiralenförmigen Verlaufs (16) versehen ist (Fig. 5). B. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch einen gegensinnig schraubenlinien- oder spiralenförmigen Verlauf des Außen- und des Innenbelages bzw. des oberen und unteren Metallbelages. 9. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 6 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlzylindrische Isolierkörper (12) einen ferromagnetischen offenen oder geschlossenen Kern, vorzugsweise aus Ferrit, Mischferrit oder Hochfrequenzeisen, koaxial umschließt. To. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen. Bauelementes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlzylindrische Isolierstoffträger (12) bzw. der scheibenförmige Körper (15) zunächst außen und innen bzw. oben und unten. metallisiert wird, während der getrennte, schraubenlinien- bzw. spiralenförmige Verlauf beider Metallbelegungen (To und i i bzw. 13 und 14 bzw. 16) in einem anschließenden Schleif- oder Fräsprozeß bewirkt wird. i i. Verfahren nach Anspruch To, dadurch gekennzeichnet, daß der metallisierte Hohlzylinder schraubenlinienförmig durchgefräst wird (9, Fig:3). 12. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelementes nach Anspruch 6 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Außen- als auch der Innenbelag bzw. der obere und untere Metallbelag durch Pinselauftragung schraubenlinien: bzw. spiralenförmig aufgetragen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 624 391, 944 199 USA.-Patentschriften Nr. 2 o27 o67, 2 504 178; Radio Magazin To, 1951, S. 331, Bild 6; Funkt. Monatshefte 1935, S. 447 Schriftenreihe »Keramische Sondermassen« der Hermsdorf-Schomburg Isolatoren-Gesellschaft, Heft 9/1936, S. 85 bis 89.