DE1041159B

DE1041159B - Electric tube capacitor

Info

Publication number: DE1041159B
Application number: DEST11013A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Werner Gans
Original assignee: ELEKTRO KERAMISCHER ARTIKEL FA; Stettner and Co
Current assignee: ELEKTRO KERAMISCHER ARTIKEL FA; Stettner and Co
Priority date: 1956-03-26
Filing date: 1956-03-26
Publication date: 1958-10-16

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.Electrical tubular capacitor The invention relates to tubular capacitors, especially those with ceramic dielectric. The tubular bodies wear inside and on the outside, metal coatings that form the electrodes, and a coating on top. the Capacity of such known painted tubular capacitors shows with temperature changes in addition to the normal temperature response, there are also deviating changes when you go from Temperatures below freezing point to those above freezing point, e.g. B. from -30 to -E-80 ° C. These changes in the capacitance value C occur when driving through of the dew point, i.e. around -I-10 ° C. The cause is the isolation Moisture precipitating between the exterior and interior covering. At the edges of the pavement namely occur between the outer and the inner lining stray force lines that pass through the moisture film. Because of the high dielectric constant of This creates water C changes that z. B. the frequency of an oscillating circuit inadmissibly strong influence.

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.The influence of moisture precipitation on the nominal capacity Attempts have already been made to render the capacitor harmless in various ways, but without a technically and economically fully satisfactory solution so far of the problem. So one can avoid the undesirable influence of the mentioned Moisture precipitation will decrease significantly when using the condenser as a Bead tube (in which the outer covering ends in a groove) or as a pot or if you solder it moisture-proof into a protective tube made of glass or ceramic.

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.Now it is mostly frequency-determining capacitors to those with a temperature coefficient of capacitance of the order of -30 to -50-10; They are made from: Wet ones, those on the basis of titanates are constructed. In production, capacitors are made from these building materials significant difficulty when the dielectric is in the form of bulbous tubes or pots is to be established. In addition, with these types of capacitors it is very difficult to find the to achieve the necessary tight C-tolerances. In practice, this does not work without them Arrangement of balancing devices, which in turn result in the dew point effect would have.

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.On the other hand, capacitors in the protective tube require a high working and material costs in production and also have a much larger space requirement, apart from the delayed temperature equalization of the tube capacitor as a result the shielding effect of the protective tube.

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.There are also tubular capacitors with ceramic dielectric known, in which the ends of the electrode coverings by attached or bead-like Rings of insulating material are covered to avoid discharges at the electrode edges to avoid due to the inhomogeneities of the electric field occurring there. For this reason, a material with a particularly high dielectric constant is used there for the cover beads used, e.g. B. rutile-containing 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.With regard to the dew point effect, however, a cover with this would be Material quite unfavorable because the field lines of the stray capacitance at the edges of the pavement the higher it is, the stronger it is drawn into the vicinity of the dewed areas there is the dielectric constant of the cover material. Since the cover beads of the mentioned known tubular capacitors also reach around the end of the tube inwards, their use leads to some manufacturing difficulties by especially with the often very narrow tubes the accessibility and the connection the interior covering are extremely difficult.

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.The invention overcomes the difficulties and deficiencies of heretofore known arrangements. It manages the undesirable and normal temperature response to avoid deviating C changes of the capacitor when passing through the dew point, if with a ceramic tube capacitor on the ends of the electrode coverings placed cover rings made of insulating material, the arrangement is made so that those without disturbing the cylindrical clear interior of the tube exclusively Cover rings made of an insulating material and placed on the outside of the condenser tube dielectric constant lower than that of the dielectric. Since the Dielectric constant of the cover rings is lower than that of the actual Capacitor dielectric, the stray field lines penetrate less into the cover ring, so get less in the vicinity of the dewed areas, as if, conversely, the cover rings a high dielectric constant, but the hondensatordielektrikuni elbsi has a low dielectric constant owned. By the ratio of the dielectric constants selected according to the invention of the IZondeiisatnrdielektrikunis and the material of the Abcleckringes is the undesirable Taupunl: tetiu '; t avoided. There is also the interior of the condenser tube is not impaired in its clear width, the accessibility remains of the interior covering fully preserved. So connecting the Imienelectrode will not difficult.

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.The cover rings lcöniien made of lc ° Ramic material with a low dielectric constant, consist of glass or plastic and by means of a glass flow, a synthetic resin or another binding agent moisture-proof on the ends of the electrode layers attached «-ground. In addition to glazes and the known synthetic resins, binders can be used On the basis of hydrocarbons, silicones are also used. In any case, it depends indicates that the termination is moisture-proof. An ideal amalgamation is achieved when the entire space between the ring and the tube is filled with glaze or the like is. In most cases, however, it is sufficient if at least the external ones Edges and part of the gap between ring and tube covered with glaze and finished are.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch einen Rohrkondensator nach der Erfindung in schematischer Darstellung zeigt.An embodiment of the invention is described with reference to the drawing, a longitudinal section through a tubular condenser according to the invention in schematic Illustration shows.

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.The dielectric 1 of the capacitor, which consists of ceramic material carries a metal coating 4 on the inside, which forms an electrode coating. The topping can be applied as a continuous metallization using a known process, z. B. in the form of a burned-on Edelmetal.lbelichtung. On the outside of the dielectric tube an outer metallization 3 is applied, taking sufficient isolation paths into account. To set the desired C tolerance, the ends of the covering can be used in a known manner Balanced way «-earth, z. B. by grinding.

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.After the tubular capacitor in this way to the desired nominal value the capacity is brought, the ends of the outer covering with rings 2 are now moisture-proof covered. The rings that z. B. made of ceramic material with a low dielectric constant can exist, are clioben on the condenser tube for this purpose. that the respective ends of the outer covering are covered by the ring in question. The space between the ring and the metallized 1): - elektrikumrohr becomes with a suitable Glasflul 'or another binder, e.g. B. a li2ir; -bar Synthetic resin or silicone, filled or at least moisture-proof at both ends locked In this way, when the Ta "ipunkteffektes occur, none Form liquid precipitates at those points where these precipitates would lead to disruptive anomalies in the temperature response of the capacitor. Much more With the arrangement described, all moisture precipitation is now far outside the line of scattering force_: between the end of the outer surface and your inner surface.

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.The described arrangement of the protective rings to avoid C changes when passing through the dew point is in all common types and sizes of tubular condensers applicable, but with particular advantage on those after the extrusion process manufactured ceramic tube capacitors, as they are z. B. in lengths between 12 and 80 mm and with inner diameters between 2 and 10 mm are in use.

Claims

PATE 1 TA \ LANGUAGE: 1. Tube capacitor with ceramic dielectric and cover rings made of insulating material placed on the ends of the electrode coatings, characterized in that the cover rings made of an insulating material with a lower dielectric constant than are placed exclusively on the outside of the condenser tube without disturbing the clear cylindrical interior of the tube that of the dielectric.

2. Tube capacitor according to claim 1, characterized in that the cover rings are made of ceramic material with a low dielectric constant, made of glass or plastic and are attached to the ends of the electrode coverings in a moisture-proof manner by means of a glass flux, a synthetic resin or other binding agent. Documents considered: French Patent Nos. 899 877, 1 036 667; British patent specification No. 338 43 = 1.