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Der Umgang mit Kleinkondensatoren anno 1952

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Eike Grund
Eike Grund
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11.Dec.09 15:37

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Wegen der Sachbezogenheit zeige ich zwei digitalisierte Artikel ohne Bilder aus der FUNKSCHAU 1952 an dieser Stelle.
Zum ersten Beitrag: Die erwähnten Kondensatoren im Glasröhrchen, die mir bisher nur in SIEMENS-Radios der 50er Jahre begegnet sind, wurden hier fotografiert.
Bei den Tauchkondensatoren hat man wohl nicht vermutet, dass die Umhüllung im Laufe der Jahre aufplatzen würde.

Zum zweiten Beitrag: Die dort gezeigte Rechenmethode ergibt einen Gesamtstromwert von 10 bis 15 mA bei Geräten mit  2x 50µF, in Abhängigkeit vom Spannungswert.



Lebensdauerprüfung von Kleinkondensotoren
Hoher und gleichbleibender Isolationswiderstand von Kondensatoren ist ausschlaggebend für die Betriebssicherheit und Wiedergabegüte von Empfängern. Kopplungskondensatoren mit schlechter Isolation (Feinschlüssen) gefährden z. B. die Endröhren und bewirken beträchtliche Verzerrungen. Eine Verschlechterung der Isolation tritt erst im Laufe der Zeit auf. Es ist daher notwendig, nicht nur die elektrischen Werte von Kondensatoren bei der Anlieferung zu prüfen, sondern den Isolationswiderstand stichprobenweise in einem Dauerversuch zu überwachen. Die Gründe für das Schlechterwerden der Isolation liegen im Aufbau der Kleinkondensatoren. Als Dielektrikum wird wegen der hohen elektrischen und physikalischen Anforderungen nur reines Natronzellulosepapier verwendet, das neben seinen wertvollen Eigenschaften allerdings den Nachteil hat, daß es wie jedes Papier hygroskopisch ist, d.h. Luftfeuchtigkeit aufnimmt. Bei der Herstellung von Kondensatoren wird die Feuchtigkeit durch Vakuumtrocknung aus dem Papier entfernt. Nach einer sachgemäß durchgeführten Vakuumtrocknung kann angenommen werden, daß die Kondensatoren einen allen Anforderungen entsprechenden Isolationswiderstand besitzen; er liegt bei neuen Kondensatoren in der Größenordnung von etwa 105 MΩ . Trotz Imprägnierung bleibt aber das Dielektrikum hygroskopisch; es ist also bestrebt, die entzogene Luftfeuchtigkeit erneut aufzunehmen, wodurch der hohe Isolationswiderstand wieder absinkt. Die Kondensatorwickel werden deshalb in ,,dichte" Gehäuse eingebaut. In keramische Rohre eingelötete Kondensatoren (Klasse 1) kommen wegen ihrer hohen Herstellungskosten für den Radiobau nicht in Frage. Kondensatoren der Klasse 3 werden im Schutzrohr beidseitig mit Bitumenmasse zugegossen. Unter dem Gesichtspunkt der Undurchlässigkeit gegenüber Feuchtigkeit ist Glas der beste Werkstoff für Schutzrohre, jedoch werden Glasrohre verschiedentlich von den Verbrauchern abgelehnt. Überwiegend werden deshalb Schutzrohre aus Hartpapier oder Preßstoff verwendet, die allerdings ebenfalls hygroskopisch sind. Trockene Preßstoffrohre zeigen nach 48stündiger Wasserlagerung eine Feuchtigkeitsaufnahme von 0,5 bis 2, Hartpapierrohre eine solche von 5 bis l0 Gewichtsprozenten. Unter diesen Umständen kann sich die Isolation verringern, auch wenn die Kondensatoren nicht im Gebrauch sind, sondern lediglich lagern. DIN 41140 berücksichtigt dies und gibt 1000 MΩ als untersten Wert für den Isolationswiderstand von Kleinkondensatoren der Klasse 3 bei einer mittleren relativen Luftfeuchtigkeit von 60% an.
    Eine neue Kondensatorenart, die in den letzten Jahren von verschiedenen Seiten herausgebracht wurde, wird durch Tauchen mit einem Überzug versehen. Zum Unterschied von Rohrkondensatoren schließt die Umhüllung von ,,Tauchkondensatoren" keinerlei schädliche Luftreste ein. Die verwendete Kunststoffmasse ist praktisch unhygroskopisch und zeigt bei Wasserlagerung keinerlei meßbare Feuchtlgkeitsaufnahme. Durch die größere Wärmebeständigkeit gegenüber Bitumenvergußmassen ist es möglich, den zulässigen Temperaturbereich zu erweitern. Die umhüllende Kunststoffmasse paßt sich den Formen des Kondensatorwickels an, wodurch sich kleinere Abmessungen als bei Rohrkondensatoren ergeben Die Prüfung des Lebensdauerverhaltens von Kleinkondensatoren ist mit verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich. Erforderlich ist allerdings ein hochempfindliches Lichtzeiger - Galvanometer oder ein „Tera- Ohmmeter" (Firma Richard Jahre, Berlin) zum Messen von hohen Isolationswiderständen. Nach der Normvorschrift soll letzterer mit 110 V = nach einer Minute bei Zimmertemperatur gemessen werden. Die Beobachtung des Isolationswiderstandes bei bestimmter Luftfeuchtigkeit ergibt die sichersten Rückschlüsse auf die Lebensdauer. Es ist zweckmäßig, die relative Luftfeuchtigkeit, unter der die Prüflinge gelagert werden, so hoch wie möglich zu wählen, um die Reaktionszeit abzukürzen. Das Probeverfahren ermittelt natürlich nicht die tatsächliche Lebensdauer, es ermöglicht aber wertvolle Vergleichsprüfungen zwischen verschiedenen Kondensatoren und gibt Erfahrungswerte an.
Ein für diesen Zweck ausreichender Feuchtraum ist mit einfachsten Mitteln zu erstellen. Geeignet hierfür ist ein W e c k g l a s  mit Gummiring und Deckelklammer.  Als Verdunster und Stabilisator hat sich wegen seiner großen Oberfläche ein Naturschwamm als praktisch erwiesen, der auf dem Boden des Weckglases liegt, das nur 1 bis 2 cm hoch mit Wasser gefüllt wird, so daß der Schwamm zum größten Teil aus dem Wasser heraussteht (Bild1). Ein aus Draht gebogener Dreifuß wird in das Glas hineingestellt. Darauf kommt ein Behälter oder Körbchen aus engmaschigem Draht, in das die Prüflinge gelegt werden.
    Ein Hygrometer zeigt die Luftfeuchtigkeit an, die in kurzer Zeit annähernd ihre Sättigung erreicht.
Die Prüfung kann sowohl bei Zimmertemperatur als auch unter Temperaturschwankungen innerhalb des zulässigen Temperaturbereiches vorgenommen werden. Infolge der Temperaturschwankungen wird die Luftfeuchtigkeit zeitweilig bis zur Kondensation angereichert, was jedoch nicht von Nachteil ist, weil hierdurch die Prüfung bis zur Betauung erfolgt. In einem Weckglas können 10 bis 12 Kleinkondensatoren untergebracht werden. Sie werden zweckmäßig in Wochenabständen gemessen und protokolliert. Bild 2 zeigt ein Kurvenbild solcher Messungen, in dem vergleichsweise das Lebensdauerverhältnis verschiedener Kondensatoren zu ersehen ist.
(Funkschau 1952, Heft 11/210)

Formierung von Elektrolytkondensatoren nach langer Lagerzeit
Elektrolytkondensatoren, die über einen längeren Zeitraum gelagert wurden, weisen durch den Abbau der Formierschicht einen höheren Reststrom auf, der bei großen Kapazitäten beträchtliche Werte annehmen kann und gegebenenfalls den Gleichrichter sowie den Kondensator selbst gefährdet.
Daher empfiehlt es sich in solchen Fällen, den Kondensator vor dem Einbau nachzuformieren. Eine solche Nachformierung, die man schon nach einer Lagerzeit von drei bis vier Monaten vornehmen sollte, geschieht durch Anlegen der Betriebsspannung  u n t e r  V o r s c h a l t e n  e i n e s  W i d e r s t a n d e s  von 5 KΩ. Durch den Vorwiderstand steigt die am Kondensator liegende Spannung bei abnehmendem Reststrom automatisch an (weiche Formierung). Nach 11 bis 20 Minuten dürfte in den meisten Fällen ein normaler Reststromwert erreicht sein, sofern der Kondensator in Ordnung ist. Sollte er sich dagegen während der Formierung durch einen hohen Reststrom stark erwärmen, dann ist es besser, dieses Stück nicht einzubauen. Nach DIN 41 332 soll der Reststrom, gemessen in µA, den Wert 0,5 x Kapazität in µF x Betriebsspannung nicht überschreiten. Bei guten Fabrikaten wird der Reststrom wesentlich kleiner sein.
(FUNKSCHAU 1953, Heft 20/412)

  
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