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Hochspannungs- und, Hochfrequenzkondensator mit als feste Körper ausgebildeten,
konzentrisch ineinander angeordneten zylindrischen Armaturen. Die bisher bekannten,
in der Praxis verwendeten Hochspannungskondensatoren scheiden sich in zwei Hauptgruppen.
Bei der einen derselben ist das Dielektrikum aus einem festen Körper gebildet, welcher
mit metallischen Belegungen versehen ist, während bei der zweiten Gruppe das Dielektrikum
aus flüssigem oder gasförmigem Stoff besteht, wobei die elektrische Armatur aus
festen Körpern gebildet ist. Der den Gegenstand der Erfindung bildende Hochspannungskondensator
gehört der letztgenannten Gruppe an. Bei der ersterwähnten Gruppe ist es üblich,
dem Dielektrikum Flasehenförm zu geben und die Entfernung zwischen den Belegungen
nach deren Rändern und Enden hin allmählich größer werden zu lassen, dadurch, daß
die Wandungen der Flaschen verdickt oder doppelwandig gemacht und der vorzugsweise
mit Gas- oder Preßluft ausgefüllte Hohlraum allmählich verdickt wird. Bei dieser
Art von Hochspannungskondensatoren ist es schwierig und umständlich, die Wandungen
der Flaschen allmählich und bei allen Flaschen gleichmäßig dicker zu machen und
die Belegungen so anzubringen, daß sie überall gleich gut anhaften. Dieser letztere
Nachteil ist für die Betriebssicherheit und den Wirkungsgrad von Hochspannungskondensatoren
von außerordentlicher Wichtigkeit, da bei nicht gleichmäßig anhaftenden Belegungen
bei Hochfrequenz Energieverluste eintreten, die eine erhebliche Größe annehmen können
und sich in starker Erwärmung und leichten Durchschlägen des Dielektrikums äußern.
Bei diesen bekannten Kondensatoren endigen gewöhnlich beide Belegungen in einem
dünnen scharfen Rande, wo die Durchschlagsgefahr stets am größten ist. Zur Verminderung
derselben ist es zwar an und für sich bekannt, die scharfen Enden der Belegungen
am Rande abzurunden. .
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Die Form der beiden Armaturen ist abhängig von derjenigen des Dielektrikums.
Hierbei besteht, wenn man ganz dünne Belegungen in Form von Niederschlägen, sowie
große Kraftverluste vermeiden will, eine besondere Schwierigkeit darin, überall
ein gleich gutes und vollkommenes Anhaften der Armaturen am Dielektrikum zu erzielen.
Bei' der zweitgenannten Kondensatorenart ist schon vorgeschlagen worden, von konzentrich
ineinander angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Armaturen die äußere als
Behälter für das flüssige Dielektrikum auszubilden. Ferner ist es bei solchen Kondensatoren,
bei denen konzentrisch ineinander und stehend angeordnete ungleich hohe AZeta11-zylinder
in flüssigem, in einem besonderen Behälter enthaltenen Dielektrikum untergetaucht
sind, bekannt, den Zwischenraum zwischen den Zylindern an den Enden derselben zu
erweitern, indem die Wandungen der Zylinder nach außen
gebogen sind.
Die Zylinder sind durch Schrauben, welche aus Isoliermaterial bestehen, miteinander
verbunden. Da jedoch die zur Aufnahme der letztern dienenden Löcher scharfe Ränder
haben, besteht -an diesen Stellen eine stetige Durchschlaggefahr.
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Der den Gegenstand der Erfindung bildende Hochspannungskondensator
unterscheidet sich den vorgenannten Vorrichtungen gegenüber dadurch, daß beide Armaturen,
die aus dünnwandigem Material bestehen, an den unteren Enden in an sich bekannter
Weise einwärts gebogen sind, wobei die innere außerdem am unteren oder an beiden
Enden eine achsial nach innen ragende, von der Abrundung der zylindrischen Wandung
ausgehende, zentrische Aushöhlung aufweist, in welcher die innere mit der äußeren
Elektrode verbunden ist, die an ihrem oberen Ende in einen hohlen Ring oder in eine
Platte ausläuft, wobei in diesem letzteren Falle die innere Armatur allmählich an
Durchmesser abnehmend in einen Boden mit annähernd parabelförmiger Erzeugungslinie
ausläuft. Scharfe Ränder und Biegungen der Armaturen sind an den zylindrischen Mantelflächen
oder den denselben benachbarten, anschließenden Teilen nicht vorhanden, weshalb
ein Durchschlagen des Dielektrikums an keiner einzigen Stelle der Armaturen möglich
ist. Bei diesem Kondensator sind somit die Vorteile der bekannten Hochspannungskondensatoren
vereinigt, ihre Nachteile jedoch vermieden.
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In den Figuren sind zwei beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.
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Fig. i zeigt ein Einzelelement der einen Ausführungsform im Längsschnitt.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht hierzu.
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Fig. 3 zeigt einen aus mehreren solchen Einzelelementen zusammengesetzten
Kondensator, wobei das Gehäuse im Schnitt dargestellt ist.
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Fig. 4. ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
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Fig. 5 veranschaulicht ein Einzelelement der zweiten Ausführungsform.
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Fig. 6 stellt einen Kondensator nach dieser zweiten Ausführungsform
dar, und Fig. 7 eine Draufsicht hierzu bei abgenommenem Gehäuseoberteil.
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Die -äußere Armatur i eines Einzelelementes des Kondensators nach
den Fig. i bis .I hat die allgemeine Form eines stehenden Zylinder. Am unteren Ende
ist die Armatur i stark abgerundet und hat einen flachen Boden; am oberen Ende ist
sie ebenfalls stark nach einwärts abgerundet und. besitzt einen hohlen Ring 2, welcher
eine zentrische Öffnung 3 umschließt, durch welche von oben ein mittels Schrauben
q. am oberen Ende der Armatur i befestigter Isolator 5 hindurchgesteckt ist.
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Die innere Armatur 6 hat ebenfalls die Form eines Zylinders, ist konzentrisch
in der Armatur i angebracht und hat einen solchen Durchmesser, daß zwischen den
zylindrischen Wandungen der beiden Armaturen ein Zwischenraum 7 vorhanden ist. Die
zylindrische Mantelfläche der Armatur 6 ist an den Enden nach einwärts gebogen und
geht je in einen 1,egelstumpfförmigen Hohlkörper 8 über, welcher in das Innere der
zylindrischen `Wandung von 6 ragt. Um f~ unkenbildung zu vermeiden, ist die Länge
der Armatur 6 in bezug auf die äußere Armatur z so bemessen, daß der Zwischenraum
zwischen den Enden der beiden Armaturen ungefähr doppelt so groß ist -wie zwischen
den zylindxischen Wandungen. Durch Anwendung der Aushöhlungen 8 in der Armatur 6
wird eine @-erlängerung der die beiden Armaturen miteinander verbindenden Isolatoren
5 und 9 erzielt, wodurch deren Isoliervermögen erhöht und - das Durchschlagen des
Kondensators bei den beiden Isolatoren verhindert wird. Dem gleichen Zweck dient
eine als Dielektrikum dienende, den Zwischenraum zwischen beiden Armaturen ausfüllende
Flüssigkeit.
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Durch eine Längsbohrung des Isolators hindurch ist ein Rohr io aus
gut leitendem Material hindurchgeführt. Das innere Ende dieses Rohres ist mit der
inneren Armatur 6 verbunden, z. B. durch Schweißurig, während das äußere Ende zu
der einen nicht. dargestellten Klemme eines elektrischen Stromkreises geführt ist.
Eine in das untere Ende des Isolators 9 geschraubte Schraube ii ermöglicht die Befestigung
des beschriebenen Kondensators auf einem Sockel.
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Neun Kondensatoren der beschriebenen Art sind nach Fig. 3 und 4. zu
einer Batterie vereinigt, die in einem Holzkasten r-2 untergebracht ist, welcher
mit einem metallenen Mantel 1.,3 ausgekleidet und mit 01 gefüllt ist. Der Mantel
i3 ist elektrisch mit einer zweiten Klemme 14 des oLener« ähnten Stromkreises verbunden.
Im oberen Teil des Kastens 12 ist eine horizontale, stromführende Platte 15 angeordnet,
welche von den einzelnen Kondensatoren durchsetzt und sowohl mit .den äußeren Armaturen
derselben, als auch mit der Metallauskleidung 13
und somit mit der Klemme
14 leitend verbunden ist. Die Leiter io der inneren Armaturen sind an einen gemeinschaftlichen
Leiter 16 angeschlossen, welcher durch einen Isolator i? hindurch zur andern Klemme
des Stromkreises führt. Der Kasten 12 ruht auf Isolatoren 18.
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Nach den Fig. 5 bis 7 ist der untere Teil des Kondensators genau gleich
wie -bei der vorbeschriebenen Ausführungsform.
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Im oberen Teil ist das Ende der äußeren Armatur i' auf dem ganzen
Umfang nach außen gebogen und zu einem hohlen Ring 2' geformt. Der obere Endteil
der inneren Armatur 6' nimmt vom Punkte ig an nach oben hin ganz allmählich an Durchmesser
ab und bildet annähernd
einen halbkugelförmigen Boden, welcher
die äußere Armatur etwas überragt. Durch die allmähliche Vergrößerung des Zwischenraumes
zwischen den Armaturen nach den oberen Enden derselben hin soll die Durchschlagsfestigkeit
des Kondensators erheblich erhöht werden. Am oberen Ende der inneren Armatur ist
der Leiter io' angeschlossen. Der Zwischenraum zwischen den beiden Armaturen ist
mit 0l gefüllt.
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Sind mehrere solche Kondensatoren zu einer Batterie vereinigt, wie
dies die Fig. 6 und 7 darstellen, so sind die äußeren Armaturen an ihrem oberen
Rand zu einer horizontalen Platte 2o vereinigt, wobei die Verbindungsstelle zwischen
dem zylindrischen Teil der Armatur und der Platte stark abgerundet ist.
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Statt der Verjüngung der inneren Armatur könnte die äußere Armatur
allmählich erweitert sein, um den Zwischenraum zwischen den beiden Armaturen nach
dem oberen Ende hin nur nach und nach zu vergrößern.
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Der Rand der Platte 2o ist an der Wandung des stehenden metallenen
Zylinders 2i angeschweißt. Die Platte 2o teilt somit das Innere des oben mittels
eines konischen Teiles 22 abgeschlossenen Zylinders -i in zwei Räume, von denen
der eine den zylindrischen Teil der äußeren Armaturen umgibt und mit Wasser gefüllt-
ist, das zur Kühlung der Kondensatoren dient. Uln eine starke Kühlung zu erzielen,
kann ein ständiger Wasserumlauf unterhalten werden. Der Raum zwischen den inneren
und äußeren Armaturen und der Raum über denselben bzw. der Platte 2o ist mit 0I
gefüllt. In diesen Raum ragt von oben das untere Ende des Isolators 23. durch welchen
hindurch der gemeinschaftliche Leiter 24 für die inneren Armaturen der drei Kondensatörelemente
geführt ist. 25 bezeichnet die mit der Platte 2o leitend verbundene Anschlußklemme.
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Der beschriebene und dargestellte Hochspannung-,- und Hochfrequenzkondensator
eignet sich hauptsächlich für drahtlose Telegraphie und Telephonie, doch läßt er
sich natürlich auch auf andern Gebieten anwenden.