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Elektrischer Kondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen aus
mehreren scheibenförmigen Einzelkondensatoren aufgebauten elektrischen Kondensator,
der sich durch seine grolle mechanische Festiglceit und seinen kompakten Aufbau
auszeichnet. Hierbei ist es leicht, nach Wunsch aus denselben Einzelkondensatoren
eine Serien-, Reihen- oder Reihenparallelschaltung herzustellen.
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Es ist bereits bekannt, einzelne Kondensatorstapel mit Bolzen zu versehen,
die mit den Belegungen in Verbindung stehen und als Steckglieder ausgebildet sind,
so daß einzelne Folienpakete zu einem gemeinsamen Paket zusammengesetzt werden können.
Diese Bolzen dienen jedoch nicht zur Aufreihung der einzelnen Kondensatoren jeder
Kondensatoreinheit.
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Bei einem elektrischen Kondensator, der aus einer mit metallischen
Führungsbolzen versehenen Grundplatte aus Isolierstoff und aus auf den Führungsbolzen
aufgereihten, zu diesem Zwecke mit Aussparungen versehenen Einzelkondensatoren in
Form von Scheiben, die aus Isolierstoff, vorzugsweise aus keramischem Werkstoff,
hergestellt und beiderseitig auf den Flachseiten metallisiert sind, aufgebaut ist,
dienen gemäß der Erfindung die Führungsbolzen alle oder zum Teil gleichzeitig als
Stromzuführung für die mit ihnen verlöteten metallisierten Flächen (Belegungen).
Im nachstehenden wird an Hand der Zeichnung die Bauweise des Kondensators gemäß
der Eirfindung beschrieben. Die wesentlichsten Bestandteile des Kondensators sind
eine Grundplatte aus Isolierstoff mit mehreren Öffnungen, metallische Bolzen, die
in allen oder einigen dieser Öffnungen befestigt sind, und als Einzelkondensatoren
dienende Isolierstoffscheiben, bei denen auf beiden Flachseiten ein wesentlicher
Teil der Oberfläche metallisiert ist.
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In der 'Abb. 1 ist die Grundplatte allein dargestellt. Sie wird gebildet
durch eine Scheibe r aus einem passenden Isolierstoff mit Öffnungen oder Vertiefungen
2. In allen oder einigen von diesen Öffnungen sind Metallbolzen 3 (Abb. 2) befestigt.
Wenn die Befestigung durch Einschrauben erfolgt, empfiehlt es sich, die Muttergewinde
aus Metall in die Grundplatte r aus Isolierstoff einzusetzen. Auch können bei einigen
oder allen Bolzen noch Stromzuführungsfahnen q. vorgesehen werden (Abb.3), die beim
Einschrauben der Bolzen zwischen diesen und der Grundplatte eingeklemmt und mit
den Bolzen verlötet werden.
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Die Abb. q. zeigt die mit Bolzen 3 und Fahnen q. zusammengebaute Grundplatte
z. Mit Hilfe dieses Gerüstes (Käfig) wird der Kondensator aus den als Einzelkondensatoren
dienenden Scheiben aufgebaut.
| Eine derartige Scheibe 5 ist beispielsweise |
| in der Abb.5 dargestellt. Sie besteht aus |
| einem Isolierstoff, vorzugsweise aus eih: ' @'. |
| keramischen Stoff. Besonders vorteilhafte ' |
| die bekannten keramischen Werksto' |
| unter Beimischung von Butil hergestellt |
| den und eine Dielektrizitätskonstante von |
etwa 8o haben. Die Scheibe ist auf jeder Flachseite an einem wesentlichen Teil der
Oberfläche in an sich bekannter Weise durch Metallisierungsschichten 6 überdeckt.
Jede Scheibe hat eine Anzahl Löcher (in der Abb.5 sind acht Löcher dargestellt),
von denen einige, z. B. zwei Löcher 7 und 7', an ihren Innenwandungen metallisiert
sind. Die Metallisierungsschicht der Innenwandung beim Loch 7 steht in elektrischer
Verbindung mit der Metallisierungsschicht 6 der oberen Flachseite, z. B. durch einen
Metallisierungssteg 9. In ähnlicher Weise steht die Inneninetallisierung des Loches
7' mit dem Metallisierungsbelag der unteren Flachseite, z. B. durch einen Steg 7',
in elektrischer Verbindung.
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Die Scheiben werden nun auf die in Abb. q. dargestellte Grundplatte
so aufgelegt, daß die Bolzen durch die Scheibenlöcher hindurchgehen. Zur Sicherung
eines guten Kontaktes .und eines festen mechanischen Zusammenhaltes werden die metallisierten
Innenwandungen der Löcher mit dem durch sie durchgehenden Bolzen verlötet. Es genügt
hierzu, den Lötkolben oder andere geeignete Wärmequellen an die oberen Enden der
Bolzen zu halten. Wegen der guten Wärmeleitfähigkeit der Bolzen wird dann die in
der Nähe der betreffenden Löcher angebrachte Lötmasse geschmolzen und füllt den
Spielraum zwischen den Lochwandungen und den Bolzen vollkommen aus.
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Beim Zusammenbau des Scheibenstapels ist es nicht notwendig, einen
Abstand zwischen einzelnen Scheiben durch Abstandhalter vorzusehen. Am besten legt
man die Scheiben so dicht aufeinander, daß die untere Metallisierungsfläche jeder
Scheibe mit der oberen Metallisierungsfiäche der darunterliegenden Scheibe eine
innige Berührung hat.
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Will man alle Scheiben als Einzelkondensatoren miteinander parallel
schalten, so muß die Lage der metallisierten Löcher 7' und 7 jeder folgenden Scheibe
gegenüber den vorangehenden um den Winkel p versetzt werden, welchen die durch die
Mittelpunkte der zwei benachbarten Löcher durchgehenden Scheibenradien miteinander
bilden. Wenn z. B. einer der Bolzen 3 der Abb. 4. als erster Bolzen bezeichnet wird,
der darauf in der Richtung, die der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzt ist, folgende
Bolzen als zweiter, der nächstfolgende in dieser Richtung als dritter usw., so werden
die Scheiben, wie folgt, aufeinandergelegt: Die erste Scheibe wird auf die Grundplatte
so gelegt, daß das metallisierte Loch 7', das 'die Polarität der unteren Belegung
dieser Scheibe hat, den ersten Bolzen und das metallisierte Loch 7, das die Polarität
der oberen Scheibenbelegung hat, den zweiten Bolzen enthält. Die nächste Platte
wird so um den erwähnten Winkel p versetzt aufgelegt, daß das Loch 7' den zweiten
Bolzen und das Loch 7 den dritten Bolzen enthält. Die dritte Scheibe wird so aufgelegt,
daß ihr Loch 7' den dritten und ihr Loch 7 den vierten Bolzen enthält usw. Sind
nun der erste, dritte, fünfte und siebente Bolzen und ebenso der zweite, vierte,
sechste und achte Bolzen durch Lötung miteinander elektrisch verbunden, so sind
alle Einzelkondensatoren miteinander parallel geschaltet.
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Will man eine Reihenschaltung der Einzelkondensatoren erzielen, so
werden die einzelnen Bolzen nicht miteinander elektrisch verbunden. Auf diese Weise
könnte man bei dem in Abb. q. und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit acht Bolzen
eine Reihenschaltung aus sieben Einzelkondensatoren herstellen, wobei die Stromzuführungen
verschiedener Polarität am ersten und achten Bolzen zu befestigen sind.
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Auch die Reihenparallelschaltung kann leicht hergestellt werden.
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Sollen bei der Parallelschaltung nur zwei Bolzen, z. B. der erste
und zweite Bolzen, unter elektrischer Spannung stehen, wobei die anderen Bolzen
dann entbehrlich sind, so muß man als Einzelkondensatoren abwechselnd Scheiben verschiedener
Bauart aufeinanderlegen. Bei der einen Bauart ist. wie bei der Abb.5, das zur oberen
Belegung gehörige Loch 7 gegenüber dem zur unteren Belegung gehörigen Loch 7' um
einen positiven Winkel q# versetzt, bei der anderen Bauart (s. Abb. 6) um einen
negativen Winkel rp. Wenn die erste unterste Platte von der Bauart der Abb.5 ist,
so wird sie so gelegt, daß das Loch 7' den ersten und das Loch 7 den zweiten Bolzen
enthält. Darauf wird eine Platte von der Bauart (Abb. 6) gelegt, so daß ihr Loch
7 den ersten und ihr Loch 7' den zweiten Bolzen enthält. Die dritte, fünfte, siebente
Platte usw. sind von derselben Bauart und haben die gleiche Lage wie die erste;
dagegen sind die vierte, sechste und achte Platte usw. von derselben Bauart und
haben dieselbe Lage wie die zweite Platte. Bei dieser Bauweise sind, wie oben erwähnt,
nur zwei Bolzen notwendig. Es können aber auch hierbei zur besseren Festigkeit auch
mehrere Bolzen vorgesehen werden. Auch diese elektrisch überflüssigen Bolzen können
mit den Löchern,
durch welche sie hindurchgehen, verlötet werden,
wenn bei diesen Löchern die Metallisierung der Innenwände vorgesehen ist; nur brauchen
diese Innenwände nick it den Scheibenbelegungen elektrisch, z.:1durch Stege, verbunden
sein. Auch andere Bauarten der Grvndplätten und der Kondensatorscheiben sincf"möglich
und fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung. So können z. B. die Scheiben
die in der Abb.7 oder 8 dargestellte Form haben. Bei der Form nach der Abb. 8 sind
die Löcher, durch welche die Bolzen hindurchgehen, als nach dem Umfang zu offene
Einschnitte gebildet.
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Auch ist es nicht unbedingt notwendig, die Scheiben bzw. Belegungen
rund zu machen oder den Durchmesser der Belegungen kleiner zu machen als den Abstand
der sich diametral gegenüberliegenden Bolzen. Wenn man die Flachseite der Scheiben
bis zum äußersten für Kapazität ausnutzen will und den Kondensator nur für kleine
Spannungen bestimmt, so kann man die Flachseiten der Scheiben bis zum Rand oder
fast bis zum Rand metallisieren; nur muß bei jeder Belegung die Metallisierung nicht
bis zum Rand desjenigen innen metallisierten Loches oder Einschnittes reichen, durch
welchen der Bolzen entgegengesetzter Polarität hindurchgeht. Diese Ausführung ist
in der Abb. 9 dargestellt.