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Perowskitstruktur besitzender keramischer Körper sehr hoher DK für
elektrische Kondensatoren Bei Kondensatoren ist es bereits bekannt, daß an den Rändern
der Belegung vor allem dann, wenn die Kondensatoren mit hoher Wechselspannung betrieben
werden, Glimmerscheinungen auftreten, die leicht zu Zerstörungen des Dielektrikums
führen. Diese Nachteile sind bei keramischen Kondensatoren mit einem Dielektrikum
sehr hoher DK, z. B. aus Bariumtitanat oder anderen Perowskitstruktur besitzenden
Keramiken, besonders groß, weil die Bündelung der Kraftlinien an den Elektrodenkanten
infolge der sehr hohen DK, die vielfach weit über 1000 liegt, sehr stark ist. Die
schädlichen Sprüh- oder Glimmerscheinungen, die zu einer Zerstörung des Dielektrikums
am Elektrodenrand führen können, treten daher bei diesen Kondensatoren auch schon
bei verhältnismäßig niedrigen Spannungen auf.
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Es ist nun an sich bekannt, bei einem Plattenkondensator mit einem
Dielektrikum aus Rutil diese Sprüh- und Glimmerscheinungen dadurch zu unterbinden,
daß man die Dicke des Dielektrikums im Mittelteil des Plattenkondensators so bemißt,
daß sie der an den Kondensator anzulegenden Spannung entspricht, daß man die Ränder
dieses Dielektrikums mit einer Wulst versieht, auf deren Kuppe eine Nut eingebracht
ist, und daß man die Belegungen dieses Kondensators bis in die Nut hineinführt.
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Die außerordentlich hohen Dielektrizitätskonstanten der Keramiken
mit Perowskitstruktur ermöglichen es nun, die räumlichen Abmessungen eines Kondensators
vorgegebener Kapazität außerordentlich klein zu halten. Es wird daher eine Vergrößerung
des Abstandes der Belegungen eines mit einem solchen Dielektrikum versehenen Kondensators
über den durch die anzulegende Spannung an sich gegebenen Betrag hinaus möglich,
ohne daß dabei seine Abmessungen so groß werden wie die eines Kondensators gleicher
Kapazität mit Rutildielektrikum.
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Man kann daher bewußt in einem gewissen Umfang auf eine Verringerung
der Abmessungen eines Kondensators, dessen Dielektrikum aus Keramiken mit Perowskitstruktur
besteht, verzichten und hierdurch eine wesentliche Vereinfachung im Aufbau erreichen,
indem jetzt der Sprühschutz allein durch Verringerung des Abstandes zwischen den
Belegungen des Kondensators herbeigeführt wird,. also keine Wülste auf dem Keramikdielektrikum
vorzusehen sind.
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Das erfindungsgemäße, Perowskitstruktur besitzende keramische Dielektrikum
mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante für einen elektrischen Kondensator ist daher
dadurch gekennzeichnet, daß es an seinem im Bereich der Belegungsteile wulstlosen
Rand, insbesondere auf nur einer Seite des Randes, eine Vertiefung, vorzugsweise
eine Vertiefung mit halbkreisförmigem Querschnitt, besitzt, und zwar derart, daß
der Abstand der Belegungsteile des Kondensators, die in der Vertiefung zu liegen
kommen, von den gegenüberliegenden Belegungsteilen kleiner ist als der kleinste
Abstand zwischen den übrigen Belegungsteilen.
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Statt der Wülste, deren Fertigung zumeist schwierig ist, braucht also
im erfindungsgemäßen keramischen Körper nur eine Vertiefung mit vorzugsweise etwa
halbkreisförmigem Querschnitt eingefräst zu werden, nachdem der Körper zunächst
ohne die Vertiefung, z. B. in Form einer flachen Scheibe oder insbesondere eines
stranggepreßten Rohres, hergestellt worden ist.
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Die Belegung wird außerdem so aufgebracht, daß sie über die tiefste
Stelle der Nut hinausreicht, so daß die Potentialverhältnisse am Belegungsrand im
wesentlichen etwa denjenigen entsprechen, die bei einer Wulst auftreten.
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Besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen die
Fig. 1 bis 5, aus denen im Zusammenhang mit der Beschreibung weitere Einzelheiten
der Erfindung hervorgehen. In Fig. 1 sind im Schnitt verschiedene Ausführungsformen
der Ränder von keramischen Dielektriken sehr hoher DK gezeigt. In der Ausführung
nach Fig. 1 a besitzt das Dielektrikum 1 an seinem Rand nur eine Kerbe 2, während
es in der Ausführung nach Fig. 1 b auf jeder Seite mit zwei einander gegenüberliegenden
Kerben 2 versehen ist. Fig. 1 c zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die
Kerbe 2 so nahe am Rand der Keramik liegt, daß auch die Dicke der Keramik am Rand
etwas verringert ist. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung aus, wenn das
keramische Dielektrikum eine
Rohrform besitzt, wie dies in Fig.2
gezeigt wird. Das Keramikröhrchen 3 ist dort mit einer umlaufenden Nut 4 versehen,
kann also zunächst ohne die Nut 4 im Strangpreßverfahren hergestellt werden. Erst
nach Zuschneiden der für die Kondensatoren benötigten Rohrlängen können dann die
Kerben 4 in die Kondensatorkörper eingefräst werden.
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Einen in dieser Weise hergestellten keramischen Durchführungskondensator
zeigt Fig.3 in Verbindung mit Fig. 5. 3 bedeutet wiederum das Keramikröhrchen, auf
dessen Innenseite die durchgehende Belegung 4 aufgebracht ist. An beiden Enden dieser
Belegung 4 ist (s. Fig. 3) je eine Stromzuführung 5, 6 z. B. angelötet. Die Außenbelegung
7 des Kondensators reicht mit ihren Rändern bis in die Vertiefungen 8, 9 des Keramikröhrchens
hinein, und zwar so weit, daß sie sich in der in Fig. 5 vergrößert gezeichneten
Weise bis über den tiefsten Punkt 8' der ringförmigen Kerbe 8 hinaus erstreckt.
Infolge dieser Maßnahme und der dadurch bedingten Zunahme des Elektrodenabstandes
von der tiefsten Stelle der Nut bis zum Elektrodenrand treten an den Rändern der
Belegung 7 ungefähr die gleichen Potentialverhältnisse wie bei der Wulstbildung
auf, und die schädlichen Glimmerscheinungen sind vermieden. Auf der Belegung 7 ist
eine Muffe 10 befestigt, z. B. aufgelötet, die mit ihrem Außengewinde 11 durch eine
Öffnung einer metallischen Gehäusewandung gesteckt und mittels einer aufgeschraubten
Mutter mit ihrem Konus 12 gegen die Kante der Gehäuseöffnung gepreßt wird, um eine
allseitig konzentrische, hochfrequenzdichte Verbindung der Außenbelegung 7 mit der
Gehäusewandung zu erzielen. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt F ig.
4. In ihr sind wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezeichnungen versehen. Es handelt
sich jedoch in diesem Fall nicht um einen Durchführungskondensator. Die Innenbelegung
4 ist in der gezeichneten Weise um den rechten Rand des Röhrchens 3 herumgezogen
und mittels einer aufgeschobenen und angelöteten Kappe 13, an der der Zuführungsdraht
14 befestigt ist, kontaktiert. Die Außenbelegung 7 ist am linken Ende des Röhrchens
3 ebenfalls mittels einer Kappe 15 und der an dieser befestigten Stromzuführung
16 kontaktiert. Diese Kappe 15 reicht über die Nut 8 des Keramikröhrchens 3 hinaus
und ist erst dahinter, also bei 15', mit der Belegung 7 z. B. verlötet. Es empfiehlt
sich außerdem, dieVertiefungen der Keramikkörper, nachdem sie in der angegebenen
Weise mit den Belegungsrändern versehen sind, durch einen geeigneten Isolierstoff
verhältnismäßig geringer DK, insbesondere Glas oder einem Kunstharz, auszufüllen,
wie das bei der Nut 8 in der Ausführung nach Fig. 4 durch das Kunstharz 17 geschehen
ist. An Stelle der Kappen 13, 15 können auch z. B. in einer bei keramischen Kondensatoren
vielfach üblichen Weise Drahtschlingen zur Kontaktierung der Beläge 4, 7 verwendet
werden.