DE4105594C2 - Durchführungskondensatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf Durchführungskonden­ satoren gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4 wie sie beispielsweise aus den Druckschriften DE 30 29 807 C2 und US 4 768 129 bekannt sind. Es handelt sich dabei um Durchführungskondensatoren, wie sie entweder in Hochspannungs- Hochfrequenzeinrichtungen wie Mikrowellenöfen, oder in elektromagnetischen Hochleistungs-Welleneinrichtungen, wie beispielsweise Transmitter für Rundfunkstationen oder Röntgenstrahlgeneratoren, Verwendung finden.

Ultrahochfrequenzwellen (300 MHz bis 3000 MHz), wie sie in Rundfunkstationen oder Mikrowellenöfen od. dgl. benötigt werden, werden normalerweise von sog. Magnetron-Einrichtun­ gen erzeugt.

Derartige Magnetroneinrichtungen erhalten sehr hohe Fre­ quenzen (Basiswelle: 2,45 GHz) durch das Anlegen der Be­ schleunigungsspannung (4,2 KV) an das Magnetron innerhalb des Abschirmungsgehäuses.

Da ein solches Magnetron vollständig von der äußeren Umge­ bung soweit als möglich abgeschirmt sein sollte, soll die Beschleunigungsspannung dem Magnetron über Durchführungs­ kondensatoren zugeführt werden.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Geräusch- oder Störfil­ ters, der mit der Stromversorgung des Magnetronheizers ei­ nes normalen Mikrowellenofens verbunden ist.

Während die Kondensatoren C1, C2 und die Induktivitäten L1, L2 den Geräusch- oder Störfilter bilden, und das Bezugszei­ chen 100 das leitende Filtergehäuse, bezeichnet 102 das Ma­ gnetron, 104 den Heizer des Magnetrons 102 und 106 die An­ ode des Magnetrons 102, wobei diese Anode geerdet ist.

Da bei einem Magnetron eine hohe Betriebsspannung zwischen der Anode und dem Heizer liegt, sollten die Kondensatoren C1, C2 einerseits vorspannungsfest sein. Da die Kondensa­ toren innerhalb eines Mikrowellenofens auch hohen Tempera­ turen ausgesetzt sind, sollten sie andererseits auch ex­ zellente Temperaturcharakteristika zeigen.

Im allgemeinen verwendet ein hierfür geeigneter Durchfüh­ rungskondensator keramische Kondensatoren. In keramischen Kondensatoren werden sog. gestapelte Keramikkondensatoren in großem Umfang eingesetzt, sowohl aus Gründen der Minia­ turisierung als auch zur Erreichung hoher Kapazitäten.

Ein derartiger Durchführungskondensator ist beispielsweise in dem japanischen Gebrauchsmuster mit der Offenlegungs-Nummer 60-106330 beschrieben und in den Fig. 4 und 5 dargestellt.

Ein im Grundriß elliptischer Keramikkörper 31 hat zwei Durchbohrungen 32, 33, die über seine gesamte Dicke durch­ gehen. Zwei voneinander getrennte Elektroden 34, 35, die jeweils eine der Durchbohrungen umgeben, sind auf der Ober­ fläche des Keramikkörpers 31 angeordnet, während auf der Unterseite beide Bohrungen umgebend eine gemeinsame Elek­ trode 36 aufgebracht ist.

Eine Erdungsplatte 37 weist eine Erhebung 37a sowie eine rechteckförmige Platte 37c auf. Die rechteckförmige Platte 37c ist wiederum mit vier Befestigungslöchern zur Befe­ stigung des Kondensators an einem nicht dargestellten Fil­ tergehäuse versehen, an der Erhebung 37a ist eine im Quer­ schnitt etwa elliptische Durchbrechung 37b angeordnet.

Zwei lange Durchführungsflachstäbe 41, 42, die einstückig mit Klappen oder Steckanschlüssen 41a, 42a an ihren oberen Enden versehen sind, sind durch Metallkappen 39, 40 sowie die Durchbohrungen 32, 33 und die elliptische Bohrung 37b durchgesteckt. Die Flachstangen 41, 42 sind mit den jewei­ ligen Metallkappen 39 bzw. 40, die auf den Elektroden 34, 35 aufsitzen, verlötet. Die Flachstangen 41, 42 sind jeweils durch Isolationshülsen 44, 45 überdeckt.

Eine als elliptischer Zylinder ausgebildete Plastikab­ deckung 38 ist an der Erdungsplatte 37 befestigt und umgibt die unteren Abschnitte der von den Hülsen 44, 45 bedeckten Flachstäbe 41, 42. Bei diesem Aufbau sollte das untere Ende der Abdeckung 8 nach unten über das untere Ende der Hülsen 44, 45 überstehen, wie es in Fig. 5 zu erkennen ist. Eine weitere zylinderelliptische Kunststoffabdeckung 43 ist auf der Grundplatte vorgesehen und umgibt, wie man in Fig. 5 erkennen kann, den Keramikkörper 31, die Kappen 39, 40 und den oberen Abschnitt der Flachstangen 41, 42.

Ein Epoxydharz wird sowohl in die Öffnung der Abdeckung 38, wie auch in diejenige der oberen Abdeckung 43 eingespritzt oder eingegossen. Dies ist deshalb notwendig, da die Vor­ richtung vollständig in zwei Gehäuseabschnitte unterteilt ist. Das Isolationsfüllmaterial 46 umgibt das Äußere des Keramikkörpers 31 und der Kappen 39, 40 ebenso wie den obe­ ren Abschnitt der Flachstangen 41, 42. Ein weiteres Isola­ tionsfüllmaterial 47 umgibt das Innere der Kappen 39, 40 und die mittleren Abschnitte der Flachstäbe 41, 42, die von den Hülsen 44, 45 überdeckt sind.

Dieser Zwillings -Durchführungskondensator herkömmlicher Bauart hat die folgenden Nachteile:
Da die obere Abdeckung 43 und die untere Abdeckung 38, die jeweils die Isolierfunktion erfüllen, getrennte Bauteile sind, werden viele kompliziert geformte Teile benötigt, wo­ durch das Herstellungsverfahren erschwert und verkompli­ ziert wird und demzufolge die Arbeitseffizienz und die Pro­ duktivität reduziert werden.

Beim Zusammenbau durch Einsetzen der oberen Abdeckung 43 und der unteren Abdeckung 38 auf die Erdungsplatte 37 er­ gibt sich bei größeren Fertigungstoleranzen eine Beschädi­ gung der oberen oder unteren Abdeckung 43, 38 sowie die Ge­ fahr, daß viele der zusammengebauten Teile des Durchfüh­ rungskondensators nicht vollständig durch das isolierende Kunststoffmaterial abgedichtet sind, so daß letztendlich Ausschußware produziert wird.

Schließlich besteht ein weiterer Nachteil dieser Anordnung darin, daß das zur Isolation verwendete Epoxydharz wie auch der für die Plastikabdeckungen 38, 43 verwendete Plastik­ werkstoff einen um den Faktor 5 bis 10 mal größeren Wärme­ ausdehnungskoeffizient aufweist als die leitfähige Metall-Erdungsplatte 37c. Insbesondere bei Verwendung in Mikrowel­ lenöfen, wo oft auch eine herkömmliche Heizvorrichtung vor­ handen ist, besteht daher die Gefahr, daß die Epoxydharz­ blöcke 46, 47 sich beim Erhitzen in axialer Richtung stark ausdehnen und dabei die Abdeckungen 38, 43 von der Erdungs­ platte 37 in Richtung der Durchführungsstäbe 41, 42 weg­ schieben, so daß ein Luftspalt entsteht und die Isolations­ wirkung nachläßt. Darüber hinaus ziehen sich die Epoxyd­ harzblöcke 46, 47 beim Abkühlen wieder zusammen, wobei nun mechanische Zugspannungen auftreten, welche im Laufe der Zeit zu einer Rißbildung in den Isolationsblöcken 46, 47 führen, so daß ein derartiger Durchführungskondensator nur eine sehr begrenzte Lebensdauer aufweist.

Hier versucht die DE-PS 30 29 807 vergebens Abhilfe zu schaffen. Die dort bevorzugte Ausführungsform ist etwa identisch mit der Anordnung gemäß der US-Patentschrift 4,370,698 und in den Fig. 2 und 3 wiedergegeben.

Der Durchführungskondensator umfaßt einen im - Grundriß elliptischen Keramikkörper 1 mit zwei vollständig durchge­ henden Bohrungen. Zwei getrennte Elektroden 4, 5, die je­ weils von einer der Durchbohrungen durchsetzt sind, sind auf der Oberfläche des Keramikkörpers 1 vorgesehen, während eine gemeinsame Elektrode 6 auf der Unterseite des Keramik­ körpers angeordnet ist, welche ebenfalls von den beiden Durchbohrungen 2, 3 durchsetzt wird.

Eine Erdungsplatte 7 ist vorgesehen mit einer rechteckför­ migen Platte 7c und einer Erhebung 7a. Während die recht­ eckige Platte 7c vier Bohrungen zur Befestigung der Konden­ satoranordnung an einem Filtergehäuse (nicht dargestellt) durch Verwendung von Schrauben oder Bolzen aufweist, ist die Erhebung 7a mit zwei Durchbohrungen 9, 10 versehen, die den-beiden Bohrungen 2, 3 des Keramikkörpers 1 entsprechen. Die Erhebung 7a weist darüber hinaus eine Anzahl von dünnen Durchbohrungen 7b entlang der Peripherie auf. Da die ge­ meinsame Elektrode 6 auf der Erhebung 7a der Erdungsplatte 7 aufliegt, sind die Bohrungen 9, 10 fluchtend zu den Bohrungen 2, 3 angeordnet, während die im Durchmesser klei­ neren Bohrungen 7b am äußeren Rand des Keramikmaterials 1 liegen.

Zwei lange Stäbe 11, 12 sind mit abgeflachten Endabschnitten 20, 21 versehen, die mit entsprechenden Klemmen äußerer Schalt­ kreise verbunden werden können (nicht dargestellt). Die Stäbe 11, 12 sind jeweils in die Bohrungen 9, 10 der Er­ dungsplatte 7 bzw. die Bohrungen 2, 3 des Keramikkörpers 1 eingesetzt. Um die Isolation zwischen der gemeinsamen Elek­ trode 6 und den Stäben 11, 12 sicherzustellen, sind die aus leitendem Material bestehenden Stäbe 11, 12 von Isolations­ hülsen 15, 16 überdeckt, die beispielsweise aus Silikon­ gummi od. dgl. bestehen.

Die Isolationshülsen 15, 16 absorbieren Kontraktionsspan­ nungen des injizierten Füllmaterials 17, welches durch einen Heiz- und Vulkanisierprozeß erzeugt wird und liefern daher einen Beitrag zur Vermeidung von Rissen od. dgl. im vulkanisierten Füllmaterial 17.

Die Stäbe 11, 12 sind elektrisch mit Metallkappen 13, 14 verbunden, die zur Kontaktierung der Elektroden 4, 5 die­ nen. Hierzu sind die Stäbe 11, 12 mit den Kappen 13, 14 verschweißt. Die Kappen 13, 14 haben Erhebungen mit einer Anzahl schmaler Löcher 13a, 14a.

Am Boden der Erdungsplatte 7 ist eine elliptisch-zylin­ drische, hohle Plastikabdeckung 8 befestigt, welche die Stäbe 11, 12 und die Hülsen 15, 16 umgibt. Das untere Ende der Abdeckung 8 überragt die unteren Enden der Hülsen 15, 16 um ein gewisses Stück nach unten. Die Abdeckung 8 sollte notwendigerweise ein elliptischer Hohlzylinder sein mit zwei parallelen langen geraden Wänden 8a, 8b und zwei halb­ kreisförmigen Wänden 8d, 8e, die diese langen geraden Wände miteinander verbinden. Die Abdeckung 8 hat eine Brücke 8c, die die beiden langen geraden Wände im oberen Mittelab­ schnitt überbrückt, wobei diese Brücke die Abdeckung 8 in zwei Abschnitte von im wesentlichen Kreisform unterteilt.

Wie man in Fig. 3 erkennen kann, umgibt ein Isolati­ onsfüllmaterial 17, welches beispielsweise ein Epoxydharz sein kann, den Keramikkörper 1, die Stäbe 11, 12 und die Kappen 13, 14. Beim Einspritzvorgang des Isolationsmateri­ als wird der Kondensator durch eine Abdeckung 18 überdeckt und dann das Füllmaterial 17 durch die Öffnung im Boden der Abdeckung 18 in diese eingespritzt. Das vom Boden her ein­ gespritzte Isolationsmaterial durchsetzt die schmalen Boh­ rungen 7b der Erdungsplatte 7 und die schmalen Bohrungen 13a, 14a in den Kappen 13, 14 und demzufolge wird der in­ nere Bereich der Abdeckung 18 vom Isolationsfüllmaterial ausgefüllt. Nachdem das Isolationsfüllmaterial vulkanisiert ist, wird die Abdeckung 18 abgenommen und der Zwillingskondensator ist fertig. Durch das eingespritzte Epoxydharz wird nicht nur die Isolationsfestigkeit sondern auch der Schutz gegen Öl, Feuchtigkeit und Staub sicherge­ stellt.

Indem bei diesen beiden Anordnungen die obere Gehäuseab­ deckung 8 nach dem Vulkanisieren des eingefüllten Isolati­ onsmaterials abgenommen wird, kann sich der obere Epoxyd­ harzblock ohne Behinderung bei einem Erwärmen ausdehnen und bei dem Erkalten wieder zusammenziehen, so daß die Gefahr einer Rißbildung in diesem Isolationsteil verringert ist. Die untere Abdeckung 8 verbleibt jedoch auch nach dem Aus­ härten des Epoxydharzblocks an der Erdungsplatte 7, da die­ ser Teil sich im eingebauten Zustand außerhalb des Magne­ trongehäuses befindet und bspw. bei Verwendung in Mikrowel­ lenherden einer starken Verschmutzung durch Öl, Feuchtig­ keit und Staub ausgesetzt ist, so daß hier durch die Ab­ deckung 8 die Kriechstrecke vergrößert werden muß. Da die Abdeckung 8 demnach weiterhin den oben beschriebenen Nach­ teilen unterliegt, versuchen die Vorerfinder, durch einen Mittelsteg die beiden Längswände der Abdeckung 8 nach außen zu drücken, damit die Reibung gegenüber der Erdungsplatte 7 erhöht ist. Der hierdurch verfolgte Zweck, einem Wegschie­ ben der Abdeckung 8 von der Erdungsplatte 7 entgegenzuwir­ ken, kann jedoch nur ungenügend erreicht werden, da die er­ zielte Reibungskraft weitaus geringer ist als die Wärme­ ausdehnungskraft des unteren Epoxydharzblocks. Eine Rißbil­ dung im unteren Isolationsblock kann daher auch hier lang­ fristig nicht vermieden werden.

Deshalb gehen die Vorerfinder bei der US-Patentschrift 4,887,185 einen anderen Weg. Hier ist bei der bevorzugten Ausführungsform die Mantelfläche einer Erhebung der Er­ dungsplatte, welche den Durchführungskondensator nahezu auf dessen gesamter Höhe umgibt, leicht konisch ausgebildet und eine Plastikabdeckung wird soweit in diese konische Ausneh­ mung eingeführt, bis ihre Kante allseits bündig an der Innenfläche der konischen Erhebung anliegt. Anschließend wird wie gewohnt ein Kunstharz zur Isolierung eingegossen. Bei dieser Anordnung wird demnach die Reibung zwischen der Plastikabdeckung und der Erdungsplatte nicht herauf­ sondern herabgesetzt. Dadurch wird zwar die thermische Be­ wegung des Isolierharzes nicht mehr behindert, so daß die Gefahr einer Rißbildung vermindert ist. Andererseits schiebt das sich ausdehnende Kunstharz die Abdeckung jedoch aus dem konischen Mantelteil heraus, wobei ein Luftspalt in der Isolation entsteht. Außerdem zieht sich der Gießharzblock beim Erkalten nicht wieder vollständig in den konischen Mantelkörper hinein, sondern wird sich an einer leicht versetzten Stelle wieder zusammenziehen, so daß der Luftspalt auch im kalten Zustand erhalten bleibt.

Aufgrund der Erkenntnis, daß weder eine Erhöhung noch eine Reduzierung der Reibung zwischen Plastikgehäuse und Er­ dungsplatte zu einem brauchbaren Ergebnis führt, wurde in der US-Patentschrift 4,768,129 ein wiederum anderer Weg eingeschlagen. Hier wurde für die nach außen ragende Ab­ deckung ein Keramikwerkstoff gewählt, dessen Wärmeausdeh­ nungskoeffizient etwa dem Ausdehnungskoeffizienten von Metall entspricht. Sofern hier infolge einer etwa identischen Wär­ meausdehnung keine Verschiebung der Abdeckung in Relation zur Erdungsplatte erfolgt, so muß sich notgedrungen der be­ troffene Kunstharzblock gegenüber der Keramikabdeckung ver­ schieben. Solchenfalls treten wiederum beim Zusammenziehen desselben die oben bereits angesprochenen Spannungen auf, welche im Laufe der Zeit schließlich zu einer Rißbildung führen.

Zufriedenstellende Ergebnisse lassen sich also weder mit einer äußeren Abdeckhülse aus Kunststoff erzielen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient etwa dem des Gießharzblocks entspricht, noch durch Verwendung einer Hülse aus Keramik, deren Eigenschaften eher denen der metallischen Erdungs­ platte ähneln. Deshalb versucht die DE-OS 37 27 014, die Reibungs- und Wärmeausdehnungsprobleme durch eine andere Formgebung der Erdungsplatte zu umgehen. Bei der bevorzug­ ten Ausführungsform dieser Druckschrift ist die Erdungs­ platte völlig eben und ausschließlich von einer ellip­ tischen Durchstecköffnung für die eigentliche Kondensa­ toreinheit durchbrochen. Die beiden Abdeckhülsen werden stumpf auf die Erdungsplatte aufgesetzt und durch Verkle­ bung mit dieser verbunden. Eine derartige Vorgehensweise bringt zwar den Vorteil mit sich, daß die Abdeckhülse aus­ schließlich mit ihrer Stirnseite an die Erdungsplatte grenzt und sich in axialer Richtung daher etwa synchron mit dem Gießharzblock ausdehnen und auch wieder zusammenziehen kann, so daß die internen, mechanischen Spannungen gering sind. Andererseits sind Klebeverbindungen jedoch zumeist temperaturempfindlich, da sich viele Klebstoffe bei Tempe­ raturerhöhung verflüssigen. Eine Verwendung in Mikrowellen­ herden ist daher weitgehend ausgeschlossen. Weiterhin muß bei der Herstellung von Klebeverbindungen im allgemeinen die Aushärtezeit abgewartet werden, in vielen Fällen ist es sogar notwendig, während der gesamten Aushärtezeit einen Preßdruck auszuüben, so daß das Bauteil relativ lange in der Produktionsmaschine verbleiben muß und daher deren Durchsatz deutlich verschlechtert. Die Nachteile des Klebe­ verfahrens treten noch deutlicher zutage, wenn man sich vor Augen führt, daß aufgrund der etwa linienförmigen Klebe­ fläche ein flüssiges Klebemittel weitgehend ausscheidet, da dieses relativ dick aufgetragen werden müßte, um das Ge­ häuse zuverlässig abzudichten. In einem solchen Fall würde der überquellende Klebstoff den anschließenden Einfüllvor­ gang des Gießharzblocks behindern, so daß sich das Dielek­ trikum verändert und dadurch die Kapazität von dem ange­ strebten Wert abweicht. Demzufolge schlägt der Vorerfinder vor, ein festes Klebemittel zu verwenden und vor dem Auf­ setzen der Abdeckhülsen auf der Erdungsplatte zwischen diese beiden Körper einzulegen. In einem solchen Fall muß das Klebemittel jedoch zunächst geschmolzen werden, so daß eine zusätzliche Temperaturbehandlung notwendig ist. Daher sind die aus der DE-OS 37 27 014 vorbekannten Her­ stellungsverfahren relativ langwierig und daher unwirt­ schaftlich.

Aus diesen Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, einen gattungsgemäßen Durchführungskondensator dahingehend wei­ terzubilden, daß eine Riß- und/oder Spaltbildung in der Isolation auch langfristig vermieden werden kann, insbeson­ dere auch bei häufig schwankenden Temperaturbedingungen, wobei eine derart spannungs- und temperaturfeste Isolation mit einem möglichst geringen Herstellungsaufwand erreicht werden kann, so daß die Arbeitseffizienz und die Produkti­ vität hoch sind, und wobei schließlich die Positionierung der Bauteile zueinander so exakt als möglich eingehalten werden kann, so daß der Ausschuß bei der Herstellung eines derartigen Kondensators auf ein Minimum reduziert werden kann.

Eine technische Konstruktion zur Lösung der vorstehenden Aufgaben ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Eine Keramikscheibe mit zwei getrennten Elektroden auf der Oberseite und einer gemeinsamen Elektrode auf der Unter­ seite,
eine Erdungsplatte mit einer ovalen oder elliptischen Erhebung bzw. Abstütz­ fläche, auf welche die keramische Scheibe aufgelegt ist, und die eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, und mit einer Vielzahl von kleinen Bohrungen, die einen vorbestimmten Abstand um die Erhebung einhalten,
zwei Durchführungsleiter, auf denen jeweils eine Metall­ kappe durch Löten, Verkleben, Aufpressen, Schweißen od. dgl. befestigt ist, wobei die Metallkappen auf den getrenn­ ten Elektroden sitzen und umlaufende Vorsprünge aufweisen,
zwei Isolationshülsen, um die Durchführungsstäbe der Durch­ führungsleiter zu überdecken,
ein Isolationsgehäuse in Form einer elliptischen hohlen Säule, die durch die Erdungsplatte in ein die Keramik­ scheibe umgebendes oberes Isoliergehäuse geteilt ist, und isolierendes Kunstharz, welches in einen Teil des oberen Abschnitts und in einen Teil des unteren Abschnitts des Isolationsgehäuses eingefüllt ist;
erfindungsgemäß ist das Isoliergehäuse einstückig mittels Spritzgießen durch die Bohrungen der Erdungsplatte geformt, wodurch eine perfekte Abdichtung des oberen und unteren Isoliergehäuses erzielt ist und Undichtigkeiten des Iso­ lierharzmaterials ausgeschlossen sind, oder es ist das untere Isoliergehäuse einstückig mit der Erdungsplatte mittels Spritzguß durch die Bohrungen der Erdungsplatte verbunden und das obere Isoliergehäuse separat im Bereich oberhalb der Erdungsplatte geformt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, ein im Bereich der Erdungsplatte völlig dichtes Gehäuse zu schaf­ fen, welches auch trotz unterschiedlicher Wärmeausdehnungs­ koeffizienten der eingesetzten Werkstoffe selbst bei Temperaturänderungen dicht bleibt, und zwar deshalb, weil das Isoliergehäuse bei der Herstellung schrumpft, so daß es über seine die Bohrungen durchsetzenden Stege an die Erdungsplatte dichtend herangezogen wird. Andererseits kann es sich in Richtung seiner Längsachse ungehindert ausdehnen und auch wieder zusammenziehen, ohne daß mechanische Spannungen auftreten, so daß eine Ausbildung von Rissen im Isolierharzblock nicht zu befürchten ist. Schließlich können diese Vorteile ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Verfahrensschritts erreicht werden; durch Einlegen der Erdungsplatte in die Gießform für das einstückige Isoliergehäuse bzw. für das untere Isoliergehäuse wird gleichzeitig die unlösbare Verbindung dieser beiden Teile hergestellt, so daß die Herstellung besonders wirtschaftlich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die in den Ansprüchen 9 und 10 angegebenen Ausdrücke "Wärmedeformationstemperatur", "Antispannungscharakteristik" und "Antibogencharakteristik" sind folgendermaßen definiert:

Wärmedeformationstemperatur bedeutet diejenige Temperatur, bei der die Probe einer vorgegebenen Größe gebogen wird. Hiermit ist nicht die Schmelztemperatur gemeint.
Die Antispannungscharakteristik bezeichnet die Isolationsfestigkeit.

Antibogencharakteristik bezeichnet die Zeit, in welcher an einer Platte aus Epoxidharz, an die eine Hochspannung angelegt wird, eine Bogenentladung auftritt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild, in welchem der Durchführungs­ kondensator in Verbindung mit einem Magnetron verwendet wird,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes konventionellen Durchführungskondensators,

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch einen Durch­ führungskondensator gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes weiteren konventionellen Durchführungskon­ densators,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator nach Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes bevorzugten Ausführungsbeispiels eines er­ findungsgemäßen Durchführungskondensators,

Fig. 7 einen vertikalen Querschnitt durch den Konden­ sator nach Fig. 6,

Fig. 8(A) eine detaillierte Aufsicht auf die Erdungs­ platte der vorliegenden Erfindung und

Fig. 8(B) einen vertikalen Querschnitt längs der Linie A- A in Fig. 8(A),

Fig. 9 einen vertikalen Querschnitt durch das einstüc­ kige Isolationsgehäuse, welches gemäß einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sich zu den Enden hin in der Dicke verjüngt,

Fig. 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ ner zweiten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Durchführungskondensators,

Fig. 11 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator nach Fig. 10,

Fig. 12 (A) eine detaillierte Aufsicht auf die Erdungs­ platte nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 12(B) einen vertikalen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 12(A),

Fig. 13 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ ner dritten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Durchführungskondensators,

Fig. 14 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator nach Fig. 13,

Fig. 15 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ ner vierten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Durchführungskondensators,

Fig. 16 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator nach Fig. 15,

Fig. 17 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ ner fünften Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Durchführungskondensators,

Fig. 18 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator nach Fig. 17,

Fig. 19 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erdungsplatte,

Fig. 20(A) und 20(B) perspektivische Ansichten der Durchführungslei­ ter entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21(A) und 21(b) Schnittbilder abgewandelter Abschnitte der Fig. 20(A) und 20(B),

Fig. 22(A) eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes Durchführungsleiters gemäß einer siebten Ausführungsform, und

Fig. 22(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Durchführungsleiters nach Fig. 22(A) im zusam­ mengebauten Zustand,

Fig. 23(A) eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes Durchführungsleiters gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 23(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Durchführungsleiters nach Fig. 22(A),

Fig. 24 ein Diagramm zur Illustrierung des Herstel­ lungsprozesses eines Durchführungsleiters nach einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 25(A) eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes Durchführungsleiters nach einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung, und

Fig. 25(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Durchführungsleiters nach Fig. 25(A) in zusam­ mengebautem Zustand,

Fig. 26 einen Teilschnitt durch die Keramikscheibe ent­ sprechend einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 27 ein Diagramm, welches Charakteristika der Iso­ lationsdurchbruchspannungen entsprechend dem Abstand und der Tiefe der Elektrodenisolierung in Fig. 26 zeigt.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen und Symbole zur Vereinfachung der Illustration und der Erläuterung je­ weils gleiche oder äquivalente Teile oder Abschnitte.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er­ findung sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen wie folgt erläutert werden:
Die Fig. 6 und 7 illustrieren die Struktur eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Durch­ führungskondensators, wobei die Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Kondensators und Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch den Kondensator zeigen.

In diesen Fig. 6 und 7 ist eine elliptische keramische Scheibe von Säulenbauart mit zwei Durchbohrungslöchern 210 und 220 versehen, die sich durchgehend durch die gesamte Dicke der Scheibe erstrecken.

Zwei getrennte Oberflächenelektroden 212 und 222, die eben­ falls Durchbohrungsausnehmungen aufweisen, sind auf der Oberfläche der Keramikscheibe 200 vorgesehen, während auf der Bodenfläche eine gemeinsame Oberflächenelektrode 200 mit zwei entsprechenden Durchführungsausnehmungen angeordnet ist.

Die Erdungsplatte 300 ist so strukturiert, daß eine die ke­ ramische Scheibe 200 abstützende Oberfläche 310 von langge­ streckter Ovalform mit Halbkreisen an beiden Enden und ei­ ner flachen Oberfläche nach oben herausgedrückt ist, wobei eine Anzahl von kleinen Bohrungen 32 entlang des Endflä­ chenabschnitts des Isolationsgehäuses 400 mit langgestreck­ ter Ovalform mit Halbkreisen an beiden Enden vorgesehen sind. Die Abstützfläche 310 kontaktiert die untere gemein­ same Oberflächenelektrode 230 der Keramikscheibe 200.

Die Erdungsplatte 300 hat vier Befestigungsbohrungen 301 bis 304 zur Befestigung des Kondensators durch Verwendung geeigneter Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten od. dgl.

Das Isolationsgehäuse 400 hat eine langgestreckte ovale Grundrißform mit Halbkreisen an beiden Enden und durchsetzt die kleinen Durchbohrungen 320 der Erdungsplatte 300, indem das Isolationsgehäuse 400 durch Spritzgießen einstückig zu­ sammen mit der Erdungsplatte 300 geformt ist und sich dabei gleichzeitig das obere Gehäuse 410 und das untere Gehäuse 420 ergibt.

Zwei Durchführungsleiter 500, 600 durchsetzen die Durchboh­ rungen 210, 220 der Keramikscheibe 200.

Die Durchführungsleiter 500, 600 haben angeformte flache Endabschnitte 510, 610 und Durchführungsstäbe 520, 620 sowie Metallkappen 530, 630, die durch Löten, Schweißen od. dgl. an den oberen Enden der Durchführungsstäbe 520, 620 befe­ stigt sind.

Diese Metallkappen 530, 630 sind elektrisch kontaktierend an den Oberflächenelektroden 222, 212 der Keramikscheibe 200 befestigt.

Die Durchführungsleiter 500, 600 sind durch die Bohrlöcher 220, 210 der Keramikscheibe 200 und die elliptische Öffnung 330 der Erdungsplatte 300 gesteckt.

Die Durchmesser der Bohrungslöcher 220, 210 der Keramik­ scheibe 200 sind größer als die Durchmesser der Durchfüh­ rungsstäbe 520, 620 der Durchführungsleiter 500, 600. Der Lochdurchmesser der Metallkappen 530, 630 ist gleich oder geringfügig geringer als der Durchmesser der Durchführungs­ stäbe, und zwar in einem Ausmaß, daß sie klemmend durch die Öffnungen durchgesteckt und dann verlötet werden.

Die Durchführungsstäbe 520, 620 sind jeweils durch Isolati­ onshülsen 550, 650, beispielsweise aus Silikonkunststoff, überdeckt.

Die oberen Enden der Isolationshülsen 550, 650 berühren die horizontalen inneren Oberflächen der Metallkappen 530, 630.

Die unteren Enden der Isolationshülsen 550, 650 sind in gleicher Höhe oder etwas weiter zurückgesetzt als das un­ tere Ende des Isolationsgehäuses 420 und es spielt auch keine Rolle, wenn sie etwas länger ausfallen.

Nach dem Zusammenbau aller Einzelteile wird der Durchfüh­ rungskondensator durch Einfüllen eines isolierenden Kunst­ stoffmaterials 700, beispielsweise ein Epoxydharz, vom obe­ ren und unteren Abschnitts des Isolationsgehäuses 400 aus vergossen.

Die Fig. 8(A) und (B) zeigen eine Aufsicht auf die Er­ dungsplatte 300 bzw. einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 8(A).

Zwischen der Erdungsplatte 300 und der daraus ausgedrückten Abstützfläche 310 für die Keramikscheibe erstreckt sich eine geneigte Wandfläche 307.

Die Durchmesser der rechten und linken Halbkreise der lang­ gestreckten elliptischen Öffnung 330 sind gleich oder ge­ ringfügig größer als der Durchmesser der Durchbohrungen 210, 220 der Keramikscheibe 200.

Die Fig. 9 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein erfin­ dungsgemäßes einstückiges Isolationsgehäuse mit zu den En­ den hin getaperten (geneigten) Wandstärken.

W1 ist der innerste Durchmesser des Isolationsgehäuses 400 in dem Bereich, in dem die Erdungsplatte 300 damit verbun­ den und daran befestigt ist.

W2 ist der innere Durchmesser der beiden Enden des Isolati­ onsgehäuses 400 und W3 der äußere Durchmesser beider Enden des Isolationsgehäuses 400.

W4 schließlich ist der äußerste größte Durchmesser des Iso­ lationsgehäuses 400 und auch an dieser Stelle ist, wie be­ reits beschrieben, die Erdungsplatte 300 daran befestigt und eingeformt.

Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen eine zweite Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung.

Die Hauptcharakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß eine halbkreisförmige Nut 313 in der Ab­ stützfläche 310 für die Keramikscheibe 200 eingeformt ist, wobei der Radius der Nut 313 so bestimmt ist, daß ein Löt­ draht darin eingelegt werden kann.

Nachdem der Lötdraht in die Nut 313 eingelegt worden ist, wird die Keramikscheibe 200 daraufgelegt und dann auf einer Temperatur von 390 bis 410°C durch eine Hochfrequenzinduk­ tionsheizung oder einen elektrischen Ofen aufgeheizt. Dabei wird der Lötdraht in der Nut 313 geschmolzen und es erfolgt eine kontaktierende mechanisch feste Verlötung zwischen der Scheibe 200 und der Auflagefläche der Erdungsplatte.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Hauptcharakteristikum be­ steht bei dieser Ausführungsform darin, daß schräge Füh­ rungsteile 432 zur Führung der Keramikscheibe 200 zur inne­ ren elliptischen Öffnung des Isolationsgehäuses 400 und Kontaktiereinrichtungen 432 zur Kontaktierung der Seiten­ fläche der Keramikscheibe 200 an der inneren elliptischen Öffnung des Isolationsgehäuses 400 angeformt sind. Die Ke­ ramikscheibe 200 wird durch die Neigungsflächen 432 geführt und die Keramikscheibe 200 wird korrekt in der Position durch die Kontakteinrichtungen 442 lokalisiert. Die geneig­ ten Führungsflächen 432 und die Kontaktiereinrichtung 442 sind so geformt, daß sie vorspringen, so daß die keramische Scheibe 200 korrekt geführt und lokalisiert wird und dann die Keramikscheibe 200 an der Abstützfläche 310 der Er­ dungsplatte 300 ebenfalls korrekt angeordnet und fixiert werden kann, so daß Positionsabweichungen verhindert werden und dadurch auch die Gefahr elektrischer Kurzschlüsse des Kondensators ausgeschlossen sind.

Die Fig. 15 und 16 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, deren Hauptcharakteristikum darin besteht, daß die Erdungsplatte 300 und das untere Isoliergehäuse 430 einstückig geformt sind und die Innen­ fläche des Isoliergehäuses 440 eingesetzt und durch die Außenfläche des oberen Teils 435 des unteren Isoliergehäu­ ses 430 überdeckt ist.

Der obere Teil 435 des unteren Isoliergehäuses 430 er­ streckt sich nach oben etwas höher als die Höhe der Ab­ stützfläche 310 der Erdungsplatte 300 durch die Bohrungen 320 der Erdungsplatte 300. Da das untere Isoliergehäuse 430 und das obere Isoliergehäuse 440 durch Spritzgießen aus ge­ nau dem gleichen Material gebildet sind, ergeben sich keine Schwierigkeiten bei der Abdichtung des isolierenden Epoxy­ harz-Materials 700 im Kupplungsabschnitt und eine Möglich­ keit eines Lösens des oberen und unteren Isoliergehäuses ist ausgeschlossen.

Die Fig. 17 und 18 zeigen ein fünftes Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung, dessen wesentliches Cha­ rakteristikum in einem flachen, elliptischen, aus der Er­ dungsplatte 300 nach oben ragenden Flansch 340 besteht, wo­ bei wiederum die Erdungsplatte 300 integral mit dem oberen Isoliergehäuse 410 in dem unteren Isoliergehäuse 420 ver­ bunden ist und die ringförmige Erdungselektrode 350 einen umgekehrten "L"-förmigen Querschnitt aufweist, so daß sie klemmend eingesetzt und mit dem Flansch 340 der Erdungs­ platte 300 gekuppelt werden kann.

Die Erdungsplatte 300 besteht aus einem metallisch leiten­ dem Material mit schwachen magnetischen oder nichtmagneti­ schen Eigenschaften und die Erdungselektrode 350 besteht aus einem metallisch leitendem Material mit starken magne­ tischen Eigenschaften.

In dem vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Durchführungskondensators ist eine ringförmige Erdungselektrode 350 durch klemmendes Einsetzen in den Flansch 340 der Erdungsplatte 300 befestigt. Die Me­ tallkappe 530 aus magnetischem Material dient zur Kontak­ tierung der keramischen Scheibe 200 und die metallischen Durchführungsleiter 500, 600 aus schwachmagnetischem Mate­ rial oder nichtmagnetischem Material sind leitend verbunden und anschließend werden diese durch Verschweißung auf den getrennten Oberflächenelektroden 212, 222 und der gemeinsa­ men Oberflächenelektrode 230 der Keramikscheibe 220 durch Hochfrequenzinduktionsheizung befestigt.

Als starkes magnetisches Material kann beispielsweise Eisen oder Nickel und als schwaches magnetisches Material z. B. Kupfer verwendet werden.

Die Metallkappe 530 und die Erdungselektrode 350 bestehen aus starkem magnetischen Material und werden durch Indukti­ onsheizung erwärmt, so daß das Lötmittel geschmolzen wird und die Metallkappe 530 und die keramische Scheibe 200 ebenso wie die Erdungselektrode 350 elektrisch leitend und mechanisch miteinander verbunden werden.

Da das Lötmaterial durch Hochfrequenzheizung momentan ge­ schmolzen werden kann, ergibt sich ein einfacher Herstel­ lungsprozeß und damit eine Verbesserung der Arbeitseffizi­ enz und Produktivität.

Die Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Erdungsplatte 300, wobei die Erdungs­ platte mit Bohrlöchern 321 zum Zusammenhalten des Isolier­ gehäuses 400 in Zickzackform innerhalb eines Bereichs 325 rund um die elliptische Öffnung 330 versehen ist.

Da der Zusammenhang des einstückigen Isoliergehäuses 400 durch die in Zickzackform verteilten Bohrungen 321, 322 verbessert ist, wenn das Isoliergehäuse 400 einstückig an die Erdungsplatte 300 angeformt ist, wird der Kontakt des Isoliergehäuses 400 mit der Erdungsplatte 300 perfekt und jegliches Dichtigkeitsproblem kann durch Einfüllen von Ep­ oxydharz 700 in das Innere des Kondensators verhindert wer­ den. Durch Verwendung dieser Erdungsplatte kann somit jede Verschlechterung der Produktionsrate und der Qualität durch Austreten nach außen von Epoxydharz minimiert werden und darüber hinaus die mechanische Festigkeit des Durchfüh­ rungskondensators durch stärkeren Zusammenhang der beiden Gehäuseteile erhöht werden.

Die Fig. 20(A), (B) und 21(A), (B) zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein wesent­ liches Merkmal besteht dabei darin, daß die oberen Enden der Durchführungsleiter 500, 600 durch ein Preßverfahren zu flachen Endklemmen verformt sind und die verformten Ab­ schnitte die Möglichkeit bieten, die Metallkappen über den oberen Enden der Durchführungsstäbe sicher zu befestigen. In Fig. 20(A) des sechsten Ausführungsbeispiels ist der Durchführungsleiter 500, 600 so ausgebildet, daß der Durch­ führungsstab 520 aus einem kreisförmigen Stab gemacht ist, wobei das obere Ende dieses Durchführungsstabs 520 zu einer flachen Anschlußklemme 510 durch Verpressen verformt ist. Darüber hinaus ist ein verformter Abschnitt 525 zum Einset­ zen und Fixieren der Metallkappe 530 unmittelbar unterhalb der flachen Anschlußklemme 510 vorgesehen.

Der verformte Abschnitt 525 weist einen elliptischen Quer­ schnitt mit einer Hauptachse a und einer Nebenachse b auf, wie es in Fig. 21(A) gezeigt ist oder er kann auch einen aus einem kreisförmigen Stab verformten Querschnitt mit zwei Abflachungen entsprechend Fig. 21(B) besitzen. Das Verhältnis b/a der Hauptachse a zur Nebenachse b des ver­ formten Abschnitts 525 sollte etwa zwischen 0,6 und 0,98 liegen.

Die Fig. 20(B) zeigt ein weiteres Beispiel eines Deforma­ tionsabschnitts 525 des Durchführungsleiters 500, 600, wo­ bei dieser Durchführungsleiter mit Positionsfixierabschnit­ ten 527 versehen sein kann, die durch Verpressen mit konka­ ven und konvexen Abschnitten am Umfang gebildet sind.

In dem beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel wird die zylindrische Metallkappe 530 vom unteren Ende des Durchfüh­ rungsstabs 520 aufgesteckt und nach oben geschoben und mit Hilfe des deformierten Abschnitts 525 befestigt.

In Fällen, in denen eine feste Positionierung auf dem Durchführungsstab 520 des Durchführungsleiters 500, 600 notwendig ist, verwendet man daher zweckmäßigerweise einen Durchführungsleiter 501 mit einem Fixierungsabschnitt 527 wie vorstehend beschrieben. Durch das Vorsehen der am Durchführungsstab 520 einstückig angeformten Abschnitte, nämlich einmal des flachen Kontaktabschnitts 510 und einmal des deformierten Befestigungsabschnitts 525, erspart man sich einen Schwein- oder Lötprozeß zur Befestigung der Kappe, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden können.

Die Fig. 22(A), (B) zeigen ein siebtes Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Fig. 22(A) eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Durchfüh­ rungsleiters zeigt und Fig. 22(B) eine teilweise geschnit­ tene Seitenansicht des Durchführungsleiters.

Ein wesentliches Charakteristikum dieser Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der flache Klemmabschnitt 510 und der Durchführungsstab 520 des Durchführungsleiters 500, 600 und die Metallkappe 530 klemmend zusammengesteckt werden. An der flachen Kontaktplatte 510 ist ein Verbin­ dungszapfen 512 angeformt. Der Durchführungsstab 520 ist mit einer Einsatzbohrung 532 versehen, in welche der Ver­ bindungszapfen 512 klemmend eingreifen kann, wobei am obe­ ren Ende des Durchführungsstabs 520 von kreisförmigem Quer­ schnitt eine ebenfalls kreisförmige Kappe 530 angeformt ist, die zur Kontaktierung der Oberflächenelektrode der Ke­ ramikscheibe 510 dient. Die Einsatzbohrung 532 und die Me­ tallkappe 530 des Durchführungsstabs 520 werden einstückig durch Schmieden am Durchführungsstab 520 ausgebildet. Be­ vorzugt ist die Form des kurzen Verbindungszapfens 512 und der Einsatzbohrung 532 des Durchführungsstabs 520 im Quer­ schnitt rechteckförmig, sie kann jedoch auch andere Formen aufweisen, z. B. Kreisform oder Hexogonalform. Nach dem Zu­ sammenstecken des Verbindungszapfens 512 in die Verbin­ dungsbohrung 532 des Durchführungsstabs 520 folgt die Fi­ xierung entweder durch Verschweigen oder Verlöten oder durch einen Klemmsitz, wobei der etwas größere Verbindungs­ zapfen 512 in die etwas kleinere Einsatzbohrung 532 einge­ preßt wird.

Infolge der Verwendung eines solchen Durchführungsleiters mit flachen Endklemmabschnitten, an dem auch gleich die Me­ tallkappe mit angeformt ist, ergibt sich eine Reduzierung der Teile, so daß sich die Montage einfacher gestaltet.

Außerdem ergibt sich dabei nicht die Schwierigkeit, daß sich bei den doch hohen auftretenden Temperaturen wieder Teile voneinander lösen können, so daß die Verläßlichkeit des Produkts verbessert ist.

Die Fig. 23(A) und (B) zeigen eine achte Ausführungs­ form der Erfindung, wobei die Fig. 23(A) eine perspektivi­ sche Explosionsdarstellung eines Durchführungsleiters und Fig. 23(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Durchführungsleiters zeigen. Die Besonderheit besteht dabei darin, daß der Durchführungsleiter plattenförmig aus einem flachen Metallstreifen ausgebildet ist und die Metallkappe auf diesen flachen einstückigen Durchführungsleiter aufge­ steckt ist. Der Endkontaktabschnitt 514 und der streifen­ förmige Durchführungsstab 522 sind einstückig aus einer Platte mit der gleichen Dicke ausgebildet. Die Metallkappe 530 ist mit einem umlaufenden Flansch 531 am unteren Ende und vertikalen kurzen Stegen 532 am oberen Ende des zylin­ derförmigen Kappenkörpers versehen, welche möglichst klem­ mend an beiden Seitenflächen des streifenförmigen Durch­ führungsstabs 522 anliegen. Nach dem Aufschieben der Kappe in die endgültige Position auf der Unterseite des Ab­ schnitts 540 erfolgt eine Fixierung der Kappe durch Löten oder Schweifen. Dabei kann sich die Kappe 530 auch nicht gegenüber dem Durchführungsstab 522 in irgendeiner Form neigen, so daß auch Zusammenbaufehler wiederum vermieden werden. Gleichzeitig werden auf diese Art und Weise elek­ trische Ladungen zwischen dem Durchführungsleiter 500 und der Erdungsplatte 300 verhindert und damit die Zuverlässig­ keit des Produkts verbessert.

Die Fig. 24 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der Er­ findung, dessen Besonderheit darin besteht, daß der Durch­ führungsstab mit flachem Klemmanschluß und der Metallkappe einstückig ausgebildet ist. Dabei geht man zunächst von ei­ ner runden Stange 521 aus, die in entsprechender Länge von einem Rohstab abgeschnitten wird, wobei dieser runde Stab 521 vom unteren Ende her auf einen kleinen Durchmesser ver­ preßt wird, so daß der Durchführungsstab 524 mit dem ge­ wünschten Durchmesser zusammen mit einem scheibenförmigen Flansch 534 gebildet wird. Anschließend wird aus diesem Flansch 534 die Metallkappe 535 durch Formpressen gebildet und ebenfalls der flache Endklemmabschnitt 515 durch Ver­ pressen des oberen Endes des runden Stabs 521. Bei dieser Ausbildung ergibt sich die geringste Zahl von über­ haupt miteinander zu verbindenden Teilen, da alle Teile einstückig zusammenhängen, so daß weder Montageschwierig­ keiten noch Montagefehler auftreten können und selbstver­ ständlich auch Kontaktprobleme, wie sie bei der Verbindung unterschiedlicher Teile miteinander auftreten können, si­ cher vermieden sind.

Die Fig. 25(A), (B) zeigen eine zehnte Ausführungsform der Erfindung, wobei die Fig. 25(A) eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Durchführungsleiters und Fig. 25(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Durch­ führungsleiters zeigen.

Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Metallkappe des Durchführungsleiters und der flache Endkontaktabschnitt einstückig miteinander ausgebildet sind. Das Endteil 540 besteht aus einer geformten Metall­ platte derart, daß der flache Endklemmabschnitt 541 und die Metallkappe 537 aus dieser Platte heraus geformt und gebo­ gen sind, wobei in dem die Metallkappe 537 bildenden Ab­ schnitt eine Öffnung 543 vorgesehen ist. Dieses Endbauteil 540 ist somit im Querschnitt im wesentlichen ein auf den Kopf gestelltes "T". Der Durchführungsstababschnitt 525 ist ein Draht mit zylindrischer Form. Dieser Abschnitt 525 wird in die Ausnehmung 543 der Metallkappe gesetzt und an­ schließend darin verschweißt oder verlötet.

Die Fig. 26 und 27 zeigen schließlich eine elfte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung. Das wesentliche Cha­ rakteristikum besteht darin in der Ausbildung einer Nut mit umgekehrt trapezförmigem Querschnitt zur Trennung der bei­ den oberen Elektroden 212, 222 der Keramikscheibe 220. Die Nut 240 besteht aus dem Isolierspalt G zwischen den beiden Elektroden 212, 222 und der anschließenden in die Keramik­ scheibe eingearbeiteten auf den Kopf gestellten trapezför­ migen Vertiefung mit der Tiefe D und dem inneren Oberflä­ chenabstand S. Wünschenswert ist dabei eine Bemessung der Art, daß der Isolierspalt G und die Tiefe D der Keramik­ scheibe 200 etwa 1-1,5 mm betragen und der innere Flä­ chenabstand S ein Bruchteil davon beträgt, nämlich S = G/(1,35-1,45) mm.

Bei den in Fig. 27 wiedergegebenen-Messungen wurde der Elektrodenisolierspalt G und die Tiefe D jeweils um dem gleichen Wert geändert und der innere Flächenabstand S durch eine gleiche Rate geändert und dann die Isolations­ durchbruchspannung gemessen. Sie war äußerst stabil gegen instabile Eingangsspannungen und die Isolationsdurchbruchs­ dauer war hoch, so daß eine Keramikscheibe mit hoher Zuver­ lässigkeit erhalten werden konnte. Die Fig. 27 ist eine Darstellung, wobei die X-Achse die Größe des Elektrodeniso­ lierspalts G und der Tiefe D unter der Bedingung G = D re­ präsentiert. Die Y-Achse repräsentiert die Isolationsdurch­ bruchspannung. Die Spannung ist eine Gleichspannung gemes­ sen in KV. Insbesondere dann, wenn der Wert von G und D zwischen 1,15 und 1,35 mm lag und der innere Flächenabstand S zwischen 0,8 und 1 mm, ergaben sich die höchsten Werte der Durchbruchspannung. Diese Werte entsprechen dem vorste­ hend bereits wiedergegebenen Wert S = G/(1,35-1,45).

Das Isolations-Epoxydharz kann variieren, wobei ein oberes und unteres Epoxydharz und rund um die Metallkappe 530 ein an­ deres Kunstharzmaterial vorgesehen sein können. Das ge­ nannte obere und untere Kunstharz besteht aus einem Mate­ rial mit einer Shorehärte Hs kleiner als 50 und einer Wär­ medeformationstemperatur T unterhalb von 30°C, während das andere Kunstharzmaterial in vorgegebener Dicke mit einer Shorehärte von ungefähr 78 bis 82 und einer Wärmeverfor­ mungstemperatur T von 58°C bis 62°C gegossen wird. Da die Shorehärte und die Wärmedeformationstemperatur des oberen und unteren Isolationskunstharzmaterials gering sind, kön­ nen das obere und untere Isolationskunstharzmaterial den Durchführungsleitern 500, 600 keine ausreichende mechani­ sche Festigkeit geben. Eine ausgezeichnete Antidruckcharak­ teristik ergibt sich durch Wärmezyklustests der physikali­ schen Eigenschaften des oberen und unteren Isola­ tionskunstharzes wobei die mechanische Festigkeit des Durch­ führungsleiters, die durch das obere und untere Isolations­ kunstharzmaterial nicht gegeben wird, sich durch ein anderes Isolationskunstharzmaterial ergibt, dessen Shorehärte und Wärmedeformationstemperatur hoch ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für das Isolationskunstharzmaterial 700 werden das obere Isolationskunstharz und das untere Isola­ tionskunstharz durch ein Epoxyharz der gleichen physikali­ schen Eigenschaften gebildet, wobei die Shorehärte zwi­ schen 75 und 85 die Wärmedeformationstemperatur zwischen 45°C und 55°C und die Antibogencharakteristik über 120 sec. liegt.

Zusammenfassend hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn man einen erfindungsgemäßen Durchführungskondensator derart ausbildet, daß zunächst oben und unten Isolations­ kunstharzmaterialien eingefüllt werden, die eine niedrige Shorehärte und eine niedrige Wärmeverformungstemperatur aufweisen und daß dann weitere Kunstharzmaterialien am obe­ ren Ende und am unteren Ende eingegossen werden, deren Shorehärte Hs und Wärmedeformationstemperatur T hoch sind, so daß sich letztendlich Kondensatoren mit exzellenten An­ tidruckcharakteristiken im Wärmezyklustest, einem der Zu­ verlässigkeitstests, ergeben und eine ausreichende mechani­ sche Festigkeit gleichermaßen gewährleistet ist.

Claims (19)

1. Durchführungskondensator, umfassend

• - eine Keramikscheibe (200) mit zwei getrennten Elek­ troden (212, 222) auf der Oberseite und einer gemeinsamen Elektrode (230) auf der Unterseite,
• - eine Erdungsplatte (300) mit einer ovalen Erhebung (310) als Abstützfläche, auf die die Keramik­ scheibe (200) abgelegt ist, und die eine zentrale Durchgangsöffnung (330) aufweist, und mit einer An­ zahl von kleinen Bohrungen (320), welche einen vor­ bestimmten Abstand um die Erhebung (310) einhalten,
• - zwei Durchführungsleiter (500, 600), auf denen je­ weils eine Metallkappe (530, 630) durch Löten, Ver­ kleben, Aufpressen oder Schweißen befestigt ist, wobei die Metallkappen (530, 630) auf den ge­ trennten Elektroden (212, 222) sitzen und um­ laufende Vorsprünge aufweisen,
• - zwei Isolationshülsen (550, 650) zur Überdeckung der Durchführungsstäbe (520, 620) der Durchfüh­ rungsleiter,
• - ein Isoliergehäuse (400) in Form einer elliptischen hohlen Säule, die durch die Erdungsplatte (300) in ein die Keramikscheibe (200) umgebendes oberes Isoliergehäuse (410) und ein unteres Isoliergehäuse (420) geteilt ist,
• - isolierendes Kunstharz-, insbesondere Epoxydharzma­ terial (700), welches in das Innere des Isolierge­ häuses (400) eingefüllt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergehäuse (400) einstückig mittels Spritzgießen durch die Bohrungen (320) der Erdungsplatte (300) geformt ist, wodurch eine perfekte Abdichtung des oberen und unteren Iso­ liergehäuses (410, 420) erzielt ist und Undichtigkei­ ten des Isolierharzmaterials ausgeschlossen sind.

2. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Abstützfläche (310) der Er­ dungsplatte (300) eine zum Einlegen eines Lötdrahts dienende halbkreisförmige Nut (313) eingeformt ist.

3. Durchführungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinde­ rung von Positionsabweichungen aufgrund der Keramik­ scheibe (200) an der Innenwand des einstückigen Iso­ liergehäuses (400) geneigte Führungsflächen (432) zur Führung der Keramikscheibe (200) und Kontakteinrich­ tungen (442) zur Kontaktierung der Seitenfläche der Keramikscheibe angeformt sind.

4. Durchführungskondensator, umfassend

• - eine Keramikscheibe (200) mit zwei getrennten Elek­ troden (212, 222) auf der Oberseite und einer gemeinsamen Elektrode (230) auf der Unterseite,
• - eine Erdungsplatte (300) mit einer elliptischen Erhebung (310) als Abstützfläche, auf die die Keramikscheibe (200) abgelegt ist, und die eine zentrale Durchgangsöffnung (330) aufweist, und mit einer Anzahl von kleinen Bohrungen (320), welche einen vorbestimmten Abstand um die Erhebung (310) einhalten,
• - zwei Durchführungsleiter (500, 600), auf denen je­ weils eine Metallkappe (530, 630) durch Löten, Kle­ ben, Pressen oder Schweißen befestigt ist, wo­ bei die Metallkappen (530, 630) auf den getrennten Elektroden (212, 222) sitzen und an der Peripherie Vorsprünge aufweisen,
• - zwei Isolationshülsen (550, 650) zur Überdeckung der Durchführungsstäbe (520, 620) der Durchfüh­ rungsleiter (500, 600),
• - ein Isoliergehäuse (400), welches ein unteres Isoliergehäuse (430) und ein oberes Isoliergehäuse (440) aufweist,
• - isolierendes Kunstharz-, insbesondere Epoxydharzma­ terial (700), welches in das Innere des Isolier­ gehäuses (400) eingefüllt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das untere Isoliergehäuse (430) einstückig mit der Erdungsplatte (300) mittels Spritzguß durch die Bohrungen (320) der Erdungsplatte (300) verbunden ist, und daß das obere Isoliergehäuse (440) separat im Bereich oberhalb der Erdungsplatte (300) geformt ist.

5. Durchführungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Erdungs­ platte (300) ein die langgestreckte, ovale Öffnung (330) umgebender Flansch (340) angeformt ist, und daß eine ringförmige Erdungselektrode (350) mit L-förmigem Querschnitt vorgesehen ist, die auf die Außenfläche des Flansches (340) aufsteckbar ist.

6. Durchführungskondensator nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erdungselektrode (350) aus ma­ gnetischem Material besteht.

7. Durchführungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (320) zur Verbindung des oberen und unteren Isolierge­ häuses in Zickzackform angeordnet sind, um das Zusam­ menhängen der Erdungsplatte (300) und des Isolierge­ häuses (400) zu verstärken.

8. Durchführungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz­ material im einstückigen oberen und unteren Isolierge­ häuse (410, 420; 430, 440) aus dem gleichen Kunstharz besteht und daß ein anderes isolierendes Kunstharzmaterial mit anderen physikalischen Eigen­ schaften separat in einem Abschnitt des oberen und un­ teren Isoliergehäuses eingegossen ist.

9. Durchführungskondensator nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kunstharzmaterial im oberen und unteren Isoliergehäuse eine Shorehärte Hs < 50 und eine Wärmedeformationstemperatur unter 30°C aufweist, und daß das andere Kunstharzmaterial eine Shorehärte Hs < 80 und eine Wärmedeformationstemperatur < 60°C aufweist.

10. Durchführungskondensator nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Isolationskunstharzmate­ rial im zusammenhängenden oberen und unteren Isolier­ gehäuse eine Wärmedeformationstemperatur zwischen 45°C und 55°C und eine Shorehärte zwischen 75 und 85 sowie eine Antibogencharakteristik von über 120 sec. zur Si­ cherstellung der Antispannungscharakteristik und der Wär­ medeformationstemperatur aufweist.

11. Durchführungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchfüh­ rungsleiter (500, 600) je einen flachen Endklemmenab­ schnitt (510) und den eigentlichen Durchführungsstab (520) aufweisen, wobei Endklemmenabschnitt (510) und Durchführungsstab (520) einstückig aus dem gleichen Material geformt sind, und wobei zur Befestigung einer Metallkappe (530) am Stab (520) unterhalb des flachen Endklemmenabschnitts (510) ein deformierter Abschnitt (525) mit einer Hauptachse (a) und einer Nebenachse (b) seines Querschnitts angeformt ist.

12. Durchführungskondensator nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der deformierte Abschnitt (525) ent­ weder einen elliptischen Querschnitt aufweist oder einen kreisförmigen Querschnitt mit zwei einander ge­ genüberliegenden Abflachungen, wobei das Verhältnis b zu a der Hauptachse (a) und der Nebenachse (b) zwi­ schen 0,6 und 0,98 liegt.

13. Durchführungskondensator nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß unterhalb des flachen Endklemmenabschnitts (510) des Durchführungsstabs (520) eine konvexe oder konkave lineare Abschnitte um­ fassende Positionsfixiereinrichtung zur Halterung der Metallkappe angeformt ist.

14. Durchführungskondensator nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungs­ leiter (500) mit einem flachen Endklemmenabschnitt und einem streifenförmigen Durchführungsstab einstückig aus einer flachen Platte geformt ist und daß die zylindri­ sche Metallkappe kurze vertikale Stege (532) auf der Oberseite aufweist, welche neben einem Schlitz ange­ ordnet an beiden Seiten des Durchführungsstabs (520) anliegen.

15. Durchführungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende eines flachen Endklemmenabschnitts des Durchführungslei­ ters (500) ein kurzer Verbindungsvorsprung (512) ange­ formt ist und daß am oberen Ende des Durchführungs­ stabs (520) eine Einsatzbohrung (532) zum Einsetzen des Verbindungsvorsprungs vorgesehen ist, um den sepa­ rat gefertigten flachen Endklemmenabschnitt mit dem Durchführungsstab zu verbinden.

16. Durchführungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein flacher End­ klemmenabschnitt und eine Metallkappe als inverses "T"-Bauteil (540) ausgebildet sind, welches auf den Durch­ führungsstab (520, 525) aufsteckbar ist.

17. Durchführungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungs­ leiter (500) mit einem flachen Endklemmenabschnitt und einer zylindrischen Metallkappe sowie dem Durchführungs­ stab durch Schmieden einstückig ausgebildet ist.