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Regenerierender elektrischer Kondensator
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen, gegebenenfalls mit einem Imprägniermittel getränkten, regenerierfähigen Kondensator, bei dem die Elektroden aus weniger als 6ju dicken
Lackschichten, von denen wenigstens eine die Regenerierfähigkeit unterstützt, und regenerierfähig dünnen Metallisierungen bestehende Dünnfolien sind, die auf Hilfsträgern durch aufeinanderfolgendes Aufbringen der Schichten hergestellt worden sind, bei dem das Dielektrikum aus selbständigen
Kunststoffolien besteht und bei dem die Dielektrikumsfolien und die Dünnfolien die gleiche Breite besitzen und genau aufeinanderliegen, und bei dem diese Anordnungen gegeneinander versetzt, abwechselnd aus der einen und der andern Stirnseite des Kondensators herausragen.
Bei elektrischen Kondensatoren, insbesondere Wickelkondensatoren, aus metallisierten Kunststoffbändern werden die Belegungen durch Aufspritzen von Stirnkontaktschichten kontaktiert. Dieser Prozess erfordert hohe Temperaturen, weil nur so die nötige Verschmelzung des Belagmetalles mit dem Metall der Stirnkontaktierung erfolgt. Die Temperatursteigerung wird aber durch das Einsetzen von Schrumpferscheinungen an Kunststoffbändern beschränkt. Es ist daher nicht möglich, die Aufspritztemperatur beliebig zu erhöhen und man ist gezwungen, hiebei einen Kompromiss zu suchen.
Diese Erscheinung ist im übrigen nicht etwa auf Polyäthylenterephthalatfolien beschränkt, sondern tritt bei allen Folien auf, die, wenn auch in geringem Masse, gereckt sind.
Als weiterer Nachteil metallisierter Kondensatoren aller Art ist zu erwähnen, dass sich in Poren des Dielektrikums Metalldampf niederschlägt. Die wirksame Dielektrikumsdicke wird dementsprechend, im Vergleich zu Metallfolienkondensatoren herabgesetzt. Es ist vorgeschlagen worden, die Dielektrikumsfolien mit einem Lackfilm zu überziehen, der die Poren abdecken soll. Dieses insbesondere bei Metallpapierkondensatoren weit verbreitete Verfahren mindert ohne Zweifel Tiefe und Schädlichkeit der Poren, doch tritt an den Porenstellen nach Verdunstung der Lösungsmittel in jedem Fall wieder eine schwächere Pore auf, so dass die Metallspitzenbildung hiedurch nicht vollständig vermieden wird.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 277. 875 ist es bekannt, eine Dünnfolie, welche aus mindestens zwei regenerierfähig dünnen Metallisierungen und einer dazwischen sich befindlichen Lackschicht und weiteren auf die Metallisierungen aufgebrachten Lackschichten besteht, zusammen mit einer sich selbst tragenden Folie zu einem Kondensator zu verwickeln. Weiterhin ist es aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 286. 559 bekannt, aus vier Dünnfolien, welche aus einer die Regenerierfähigkeit des Kondensators unterstützenden Lackschicht, einer Lackschicht mit guten dielektrischen Eigenschaften und einer dazwischen eingebetteten dünnen Metallisierung besteht, einen Kondensator herzustellen.
Bei den bekannten Kondensatoren besteht eine fertige Elektrode immer aus zwei kurzgeschlossenen Metallisierungen mit einer oder mehreren dazwischen eingebetteten Lackschichten.
Die Erfindung zeigt demgegenüber einen wesentlich einfacheren Elektrodenaufbau.
Die Erfindung besteht beim eingangs beschriebenen Kondensator darin, dass jede Elektrode aus zwei Lackschichten und einer einzigen, dazwischen eingebetteten metallischen Belegung besteht.
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Da die Dünnfolienbänder während des Herstellungsverfahrens nur unwesentlich gereckt werden, tritt bei der Beschoopung der auf den Dünnfolienbändern aufgedampften Metallschichten kaum eine
Schrumpfung ein und es lässt sich bei der Stirnkontaktierung solcher Belegungen eine wesentlich höhere
Temperatur anwenden als bei der Kontaktierung von solchen Metallbelägen, die auf gereckten
Kunststoffbändern aufgebracht sind. Ausserdem hat es sich gezeigt, dass die Lackschichten auf den stirnseitig überstehenden, von den Lackschichten eingehüllten Belegungsrändern als Verankerung für die stirnseitig aufgespritzten Metallpartikel wirken und eine verlustfreie Kontaktierung nicht verhindern.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass der Metallbelag bei Herstellung der stets wesentlich dünneren Dünnfolie aufgedampft wird, während die den grössten Teil des
Dielektrikum bildende Isolierstoffolie unmetallisiert bleibt, so dass in den Poren der Isolierstoffolie keine Metallspitzen, die sich beim Aufdampfen von Metallbelägen bilden können, entstehen können.
Der grösste Teil des Dielektrikum ist daher spitzenfrei, was zu einer Erhöhung der
Durchschlagsfestigkeit des Kondensators führt.
Die verwendete Dünnfolie, die aus zwei Lackschichten besteht, zwischen denen der Metallbelag eingebettet ist, wird in der Weise hergestellt, dass auf ein Trägerband eine erste Lackschicht aufgebracht wird, hierauf durch Bedampfung ein Metallbelag aufgetragen wird und über dem Metallbelag eine zweite
Lackschicht angeordnet wird, worauf das gesamte Gebilde beim Einwickeln in den Kondensator von der Trägerfolie abgelöst wird. Hiebei ist die zweite Lackschicht ebenfalls spitzenfrei und weist daher eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit auf.
Eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften lässt sich immer dann erzielen, wenn das eigentliche Dielektrikum, gebildet durch die unmetallisierte Isolierstoffolie, aus einem Stoff mit nur beschränktem Regeneriervermögen, aber guten dielektrischen Eigenschaften, besteht, wie z. B.
Polycyclohexylendimenthylen-diterephthalat, Polycarbonat, Polyäthylen, Polystyrol usw., während die Dünnfolie aus einem entsprechend gut regenerierenden Stoff besteht, z. B. aus Acetylcellulose, Äthylcellulose, Nitrocellulose, Mischcellulose verschiedener Art usw. Man erhält aber auch eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften, wenn man Isolierstoffolien, vorzugsweise Papierbänder, die mit Stoffen imprägniert sind, die für regenerierende Kondensatoren entweder ungeeignet sind oder für regenerierende Kondensatoren nur bedingt Anwendung finden können, aber gute dielektrische Eigenschaften besitzen, wie z. B. Isoiieröl für Wechselspannungs-Metallpapierkondensatoren oder Polyvinylkarbazol für hochtemperaturfeste Kondensatoren, entsprechend der Erfindung zu Kondensatoren verarbeitet.
In einem Ausführungsbeispiel wurden aus Polyäthylenterephthalatfolien in einer Stärke von 6, 4 but und Dünnfolien aus Acetylcellulose in einer Stärke von 2, 5 ju, die mit einem leitenden Belag aus Aluminium versehen waren, Kondensatoren hergestellt, die sich ohne irgendwelche Schädigungen bis zu 3000 V kurzzeitig belasten liessen. Vergleichsweise traten bei einer kurzzeitigen Belastung eines Kondensators aus metallisierten Polyäthylenterephthalatbändern in einer Stärke von 10 p. bereits bei 2000 V Kontaktverschlechterungen und Isolationsabfälle auf.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in einem Schnitt durch übereinanderliegende Kondensatorlagen unmetallisierte Kunststoffbänder --1--, zwischen denen aus Lackschichten--2 und 7--und einem Metallbelag--3--bestehende Dünnfolienbänder angeordnet sind. Hiebei ist der Metallbelag--3--zwischen beide Lackschichten eingebettet. Die Dünnfolienbänder sind durch Auftragen der Lackschicht-2-, Aufdampfen des Metallbelages-3-und weiteres Auflackieren der Lackschicht --7-- auf eine nicht dargestellte Trägerfolie und Ablösen von dieser bei der Herstellung des Kondensatorkörpers erzeugt. Die Lackschicht --7- ist dabei metallspitzenfrei.
Die Metallschichten--3--sind durch die
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Regenerative electrical condenser
The invention relates to an electrical regenerable capacitor, optionally impregnated with an impregnating agent, in which the electrodes are less than 6ju thick
Lacquer layers, of which at least one supports the regenerability, and regenerable thin metallizations are existing thin films which have been produced on auxiliary carriers by successive application of the layers, in which the dielectric is made of independent
There is plastic film and in which the dielectric films and the thin films have the same width and lie exactly on top of one another, and in which these arrangements are offset from one another and protrude alternately from one and the other end face of the capacitor.
In the case of electrical capacitors, in particular wound capacitors, made of metallized plastic strips, contact is made with the coverings by spraying on end contact layers. This process requires high temperatures because this is the only way to achieve the necessary fusion of the covering metal with the metal of the front contact. However, the increase in temperature is limited by the onset of shrinkage phenomena on plastic tapes. It is therefore not possible to increase the spraying temperature as desired and one is forced to find a compromise here.
Incidentally, this phenomenon is not restricted to polyethylene terephthalate films, but occurs in all films that are stretched, even if to a small extent.
A further disadvantage of all types of metallized capacitors should be mentioned that metal vapor is deposited in the pores of the dielectric. The effective dielectric thickness is correspondingly reduced compared to metal foil capacitors. It has been proposed to cover the dielectric foils with a lacquer film which is intended to cover the pores. This method, which is particularly widespread in the case of metal-paper capacitors, undoubtedly reduces the depth and harmfulness of the pores, but in any case a weaker pore occurs again at the pore locations after evaporation of the solvent, so that the formation of metal peaks is not completely avoided.
From the French It is known from patent specification No. 1,277,875 to entangle a thin film, which consists of at least two regenerable thin metallizations and a lacquer layer located between them and further lacquer layers applied to the metallizations, together with a self-supporting foil to form a capacitor. Furthermore, it is from the French. Patent specification No. 1,286,559 known to produce a capacitor from four thin films, which consist of a layer of lacquer that supports the regenerability of the capacitor, a layer of lacquer with good dielectric properties and a thin metallization embedded in between.
In the known capacitors, a finished electrode always consists of two short-circuited metallizations with one or more layers of lacquer embedded in between.
In contrast, the invention shows a much simpler electrode structure.
In the case of the capacitor described at the outset, the invention consists in that each electrode consists of two lacquer layers and a single metallic coating embedded in between.
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Since the thin film strips are stretched only insignificantly during the manufacturing process, hardly any occurs when the metal layers vapor-deposited on the thin film strips are covered
Shrinkage and there can be a significantly higher level of front contacting of such coverings
Use temperature than when contacting such metal coverings that are stretched
Plastic bands are applied. In addition, it has been shown that the lacquer layers act as anchoring for the metal particles sprayed onto the end face and do not prevent loss-free contacting on the covering edges that protrude at the end and are encased by the lacquer layers.
One advantage of the arrangement according to the invention is that the metal coating is vapor-deposited during the production of the thin film, which is always much thinner, while the majority of the
The insulating film which forms the dielectric remains unmetallized, so that no metal peaks, which can form during the vapor deposition of metal coatings, can arise in the pores of the insulating film.
Most of the dielectric is therefore tip-free, which leads to an increase in the
Dielectric strength of the capacitor leads.
The thin film used, which consists of two layers of lacquer between which the metal coating is embedded, is produced in such a way that a first layer of lacquer is applied to a carrier tape, a metal coating is applied to this by vapor deposition and a second over the metal coating
Lacquer layer is arranged, whereupon the entire structure is detached from the carrier film when it is wrapped in the capacitor. The second layer of lacquer is also free of peaks and therefore has increased dielectric strength.
An improvement in the regeneration properties can always be achieved if the actual dielectric, formed by the unmetallized insulating film, consists of a material with only limited regenerative properties but good dielectric properties, such as B.
Polycyclohexylenedimenthylene-diterephthalate, polycarbonate, polyethylene, polystyrene, etc., while the thin film consists of a correspondingly good regenerating substance, eg. B. from acetyl cellulose, ethyl cellulose, nitrocellulose, mixed cellulose of various types, etc. But an improvement in the regeneration properties is also obtained if insulating foils, preferably paper tapes, are impregnated with substances that are either unsuitable for regenerating capacitors or only limited use for regenerating capacitors can find, but have good dielectric properties, such as. B. Isoiieröl for AC voltage metal paper capacitors or polyvinyl carbazole for high temperature capacitors, processed according to the invention to capacitors.
In one embodiment, capacitors were produced from polyethylene terephthalate films with a thickness of 6.4 but and thin films made of acetyl cellulose with a thickness of 2.5, which were provided with a conductive coating made of aluminum, which could be up to 3000 V for a short time without any damage let strain. In comparison, a capacitor made of metallized polyethylene terephthalate tapes with a thickness of 10 p. already at 2000 V contact deterioration and insulation waste occur.
The drawing shows an embodiment of the invention. The drawing shows in a section through superimposed capacitor layers unmetallized plastic strips --1--, between which thin film strips consisting of lacquer layers - 2 and 7 - and a metal coating - 3 - are arranged. The metal covering - 3 - is embedded between the two layers of paint. The thin film strips are produced by applying the lacquer layer-2-, vapor deposition of the metal coating-3- and further lacquering of the lacquer layer -7- onto a carrier foil (not shown) and detaching it during the manufacture of the capacitor body. The lacquer layer --7- is free of metal tips.
The metal layers - 3 - are through the
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