DE1041159B - Elektrischer Rohrkondensator - Google Patents

Description

• Elektrischer Rohrkondensator Gegenstand der Erfindung sind Rohrkondensatoren, insbesondere solche mit keramischem Dielektrikum. Die Rohrkörper tragen innen und außen Metallbeläge, die die Elektroden bilden, und darüber eine Lackierung. Die Kapazität solcher bekannten lackierten Rohrkondensatoren zeigt bei Temperaturänderungen außer dem normalen Temperaturgang auch noch abweichende Änderungen, wenn man von Temperaturen unter dem Gefrierpunkt auf solche über dem Gefrierpunkt übergeht, z. B. von -30 auf -E-80° C. Diese Änderungen des Kapazitätswertes C treten beim Durchfahren des Taupunktes, also etwa bei -I-10° C, auf. Die Ursache ist die sich auf dem Isolierweg zwischen dem Außen- und dem Innenbelag niederschlagende Feuchtigkeit. An den Belagrändern treten nämlich zwischen dem Außen- und dem Innenbelag Streukraftlinien auf, die den Feuchtigkeitsfilm durchlaufen. Wegen der hohen Dielektrizitätskonstante von Wasser entstehen dadurch C-Änderungen, die z. B. die Frequenz eines Schwingkreises unzulässig stark beeinflussen können.
• Den Einfluß des Feuchtigkeitsniederschlages auf die Nennkapazität des Kondensators hat man schon auf verschiedene Weise unschädlich zu machen versucht, ohne jedoch bisher eine technisch und wirtschaftlich voll zufriedenstellende Lösung des Problems gefunden zu haben. So kann man den unerwünschten Einfluß des erwähnten Feuchtigkeitsniederschlages wesentlich verringern, wenn man den Kondensator als Wulstrohr (bei dem also der Außenbelag in einer Hohlkehle endet) oder als Topf ausbildet oder wenn man ihn in ein Schutzrohr aus Glas oder Keramik feuchtigkeitsdicht einlötet.
• Nun handelt es sich bei frequenzbestimmenden Kondensatoren meistens um solche mit einem Temperaturkoeffizienten der Kapazität in der Größenordnung von -30 bis -50-10; sie werden aus :Nassen gefertigt, die auf der Grundlage von Titanaten aufgebaut sind. In der Fertigung bestehen bei Kondensatoren aus diesen Baustoffen erhebliche Schwierigkeiten, wenn das Dielektrikum in Form von Wulstrohren oder Töpfen herzustellen ist. Außerdem ist es bei diesen Kondensatorformen sehr schwer, die notwendigen engen C-Toleranzen zu erreichen. Praktisch gelingt das nicht ohne die Anordnung von Abgleicheinrichtungen, die aber wiederum den Taupunkteffekt zur Folge haben würden.
• Andererseits erfordern Kondensatoren im Schutzrohr einen hohen Arbeits- und Materialaufwand bei der Fertigung und haben auch einen wesentlich größeren Raumbedarf, abgesehen von dem verzögerten Temperaturausgleich des Röhrchenkondensators infolge der abschirmenden Wirkung des Schutzrohres.
• Es sind ferner Rohrkondensatoren mit keramischem Dielektrikum bekannt, bei denen die Enden der Elektrodenbelegungen durch aufgesetzte oder wulstartige Ringe aus Isoliermaterial abgedeckt sind, um Entladungen an den Elektrodenrändern durch die dort auftretenden Inhomogenitäten des elektrischen Feldes zu vermeiden. Aus diesem Grunde wird dort für die Abdeckwülste ein Material besonders hoher Dielektrizitätskonstante verwendet, z. B. rutilhaltiges Material.
• Bezüglich des Taupunkteffektes wäre aber eine Abdeckung mit derartigem Material durchaus ungünstig, weil die Feldlinien der Streukapazität an den Belagsrändern um so stärker in die Nachbarschaft der betauten Flächen gezogen werden, je höher dort die Dielektrizitätskonstante des Abdeckmaterials ist. Da die Abdeckwülste der erwähnten bekannten Rohrkondensatoren auch noch um das Rohrende nach innen herumgreifen, führt ihre Verwendung auch fertigungstechnisch zu manchen Schwierigkeiten, indem besonders bei den oft sehr engen Röhrchen die Zugänglichkeit und das Anschließen des Innenbelages außerordentlich erschwert werden.
• Die Erfindung beseitigt die Schwierigkeiten und Mängel der bisher bekannten Anordnungen. Es gelingt, die unerwünschten und vom normalen Temperaturgang abweichenden C-Änderungen des Kondensators beim Durchlaufen des Taupunktes zu vermeiden, wenn bei einem keramischen Rohrkondensator mit auf die Enden der Elektrodenbelegungen aufgesetzten Abdeckringen aus Isoliermaterial die Anordnung so getroffen wird, daß die ohne Störung des zylindrischen lichten Innenraumes des Rohres ausschließlich auf die Außenseiten des Kondensatorrohres aufgesetzten Abdeckringe aus einem Isoliermaterial niedrigerer Dielektrizitätskonstante als der des Dielektrikums bestehen. Da die Dielektrizitätskonstante der Abdeckringe geringer ist als die des eigentlichen Kondensatordielektrikums, dringen die Streufeldlinien weniger in den Abdeckring ein, gelangen also weniger in die Nachbarschaft der betauten Flächen, als wenn umgekehrt die Abdeckringe eine hohe, das hondensatordielektrikuni elbsi aber eine niedere Dielektrizitätskonstante besäßen. Durch das erfindungsgemäß gewählte Verhältnis der Dielektrizitätskonstanten des IZondeiisatnrdielektrikunis und des Materials des Abcleckringes wird also der unerwünschte Taupunl:tetiu';t vermieden. Da außerdem der Innenraum des Kondensatorrohres in seiner lichten Weite nicht beeinträchtigt wird, bleibt auch die Zugänglichkeit des Innenbelages voll erhalten. Das Anschließen der Imienelektrode wird also nicht erschwert.
• Die Abdeckringe lcöniien aus lc°ramischem Werkstoff niedriger Dielektrizitätskonstante, aus Glas oder aus Kunststoff bestehen und mittels eines Glasflusses, eines Kunstharzes oder eines sonstigen Bindemittels feuchtigkeitsdicht auf den Enden der Elektrodenhelegungen befestigt «-erden. Als Bindemittel können außer Glasurmassen und den bekannten Kunstharzen auf Kohlenwasserstoffgrundlage auch Silikone dienen. Auf jeden Fall kommt es darauf an, daß der Abschluß feuchtigkeitsdicht ist. Eine ideale Verschmelzung wird erzielt, wenn der ganze Zwischenraum zwischen dem Ring und dem Rohr mit Glasur od. dgl. ausgefüllt ist. Für die meisten Fälle ist es aber ausreichend, wenn wenigstens die äußeren Ränder und ein Teil des Spaltes zwischen Ring und Rohr mit Glasur bedeckt und abgeschlossen sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch einen Rohrkondensator nach der Erfindung in schematischer Darstellung zeigt.
• Das aus keramischem Werkstoff bestehende Dielektr ikum 1 des Kondensators trägt innen einen Metallbelag 4, der die eine Elektrodenbelegung bildet. Der Belag kann nach bekanntem Verfahren als durchgehende Metallisierung aufgebracht werden, z. B. in Form einer aufgebrannten Edelmetal.lbelegung. Auf der Außenseite des Dielektrikumrohres ist eine Außenmetallisierung 3 unter Beachtung ausreichender Isolierwege aufgebracht. Zur Einstellung der gewünschten C-Toleranz können die Enden des Belages in bekannter Weise abgeglichen «-erden, z. B. durch Abschleifen.
• Nachdem der Rohrkondensator auf diese Weise auf den gewünschten Nennwert der Kapazität gebracht ist, werden nun die Enden des Außenbelages mit Ringen 2 feuchtigkeitssicher abgedeckt. Die Ringe, die z. B. aus keramischem Werkstoff niedriger Dielektrizitätskonstante bestehen können, werden zu diesem Zweck so auf das Kondensatorröhrchen ge:clioben. daß die jeweiligen Enden des Außenbelages von dem betreffenden Ring überdeckt werden. Der Zwischenraum zwischen dem Ring und dem metallisierten 1):-elektrikumrohr wird mit einem geeigneten Glasflul' oder einem anderen Bindemittel, z. B. einem li2ir;-baren Kunstharz oder Silikon, ausgefüllt oder wenigstens an beiden Enden feuchtigkeitsdicht verschloss`r. Auf diese Weise können sich bei Auftreten des Ta"ipunkteffektes keine Flüssigkeitsniederschläge an d@mjenigen Stellen bilden, an denen diese Niederschläge zu störenden Anomalien des Temperaturganges des Kondensators führen würden. Vielmehr liegen bei der geschilderten Anordnung alle Feuchtigleitsniederschläge nunmehr weit außerhalb der Streukraftlinie_: zwischen dem Ende des Außenbelages und dein Innenbelag.
• Die geschilderte Anordnung der Schutzringe zur Vermeidung von C-Änderungen beim Durchlaufen des Taupunktes ist auf alle gängigen Arten und Größen an Rohrkondensatoren anwendbar, mit besonderere Vorteil jedoch auf die nach dem Strangpressverfahren hergestellten Keramikröhrchenkondensatoren, wie sie z. B. in Längen zwischen 12 und 80 mm und mit Innendurchmessern zwischen 2 und 10 mm im Gebrauch sind.

Claims (2)

1. PATE 1 TA \SPR0CHE: 1. Rohrkondensator mit keramischem Dielektrikum und auf die Enden der Elektrodenbelegungen aufgesetzten Abdeckringen aus Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die ohne Störung des zylindrischen lichten Innenraumes des Rohres ausschließlich auf der Außenseite des Kondensatorrohres aufgesetzten Abdeckringe aus einem Isoliermaterial niedrigerer Dielektrizitätskonstante als der des Dielektrikums bestehen.
2. 2. Rohrkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckringe aus keramischem Werkstoff niedriger Dielektrizitätskonstante, aus Glas oder aus Kunststoff bestehen und mittels eines Glasflusses, eines Kunstharzes oder eines sonstigen Bindemittels feuchtigkeitsdicht auf den Enden der Elektrodenbelegungen befestigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 899 877, 1 036 667; britische Patentschrift Nr. 338 43=1.