AT391960B

AT391960B - Electrical capacitor

Info

Publication number: AT391960B
Application number: AT139584A
Authority: AT
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1990-12-27
Also published as: ATA139584A

Abstract

Electrical capacitor having a housing which is provided with electrical connections 17, 18 and in which at least one capacitor winding 10, which is connected to the connections 17, 18, as well as one liquid dielectric, which impregnates the same and is in the form of an ester or hydrocarbon, are provided, in which case the capacitor winding 10 consists of a pair of electrode metal foil strips 11, 12 which are arranged spaced apart from one another, and of a dielectric which is located between these strips and is formed exclusively from at least one polypropylene strip 13, 14, and in which case the metal foil strips 11, 12 are provided with deformations which form projections on one side and corresponding depressions on the other side, as well as forming a regular pattern which extends over the entire surface of the metal foil strips 11, 12, in which case the projections and depressions are similar and are formed on both sides of the metal foil strips 11, 12, have continuous curvature and merge into one another, and in which case the metal foil strips 11, 12 have a corrugated cross section. The thickness of the metal foil strips 11, 12 before winding is 2 to 10 times the original foil thickness, and the polypropylene strip 13, 14 has a roughened texture, at least on one side, to form a sheet/space factor of more than 3%. <IMAGE>

Description

Nr. 391960No. 391960

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit einem Gehäuse, das mit elektrischen Anschlüssen versehen ist und in dem wenigstens ein an die Anschlüsse angeschlossener Kondensatorwickel sowie ein denselben imprägnierendes flüssiges Dielektrikum in Form eines Esters oder Kohlenwasserstoffes vorgesehen sind, wobei der Kondensatorwickel aus einem Paar in gegenseitigem Abstand angeordnete Elektroden-Metallfolienbänder und einem zwischen diesen liegenden, ausschließlich von wenigstens einem Polypropylenband gebildeten Dielektrikum besteht, und wobei die Metallfolienbänder mit Verformungen versehen sind, die an einer Seite Erhöhungen und an der anderen Seite entsprechende Vertiefungen bilden.The invention relates to an electrical capacitor with a housing which is provided with electrical connections and in which at least one capacitor winding connected to the connections and a liquid dielectric in the form of an ester or hydrocarbon impregnating the same are provided, the capacitor winding consisting of a pair at a mutual spacing arranged electrode metal foil strips and a dielectric lying between them, formed exclusively by at least one polypropylene strip, and wherein the metal foil strips are provided with deformations which form elevations on one side and corresponding depressions on the other side.

Bei der Herstellung von mit einer Flüssigkeit imprägnierten Kondensatoren, in denen aus Metallfolienbändem bestehende Elektroden und Kunstharzfolienbänder miteinander abwechseln und zu einem festen Wickel gewickelt sind, ist das Imprägnieren mit dem flüssigen Dielektrikum schwierig. Selbst wenn der Kondensatorwickel etwas locker gewickelt ist, so daß er einen gewissen Raumfaktor hat, muß die Flüssigkeit nicht nur an den Enden des Wickels, sondern auch in dieZwischenräume zwischen aneinanderklebenden Kunstharzfolienbändem und zwischen ebenfalls aneinanderklebenden Kunstharz- und Metallfolienbändem eindringen. Zur Lösung dieses allgemein bekannten Problems sind bereits mehrere Maßnahmen vorgeschlagen worden, die komplizierte Imprägniervorgänge und ein Aufiauhen der Oberflächen der Metall- und/oder Kunstharzfolien durch verschiedene Oberflächenbehandlungen bedingen. Zu diesen gehören mechanische und chemische Verfahren, wie Prägen, Abschleifen und Beschichten der Metallfolien sowie Ätzen der Kunstharzfolien.In the manufacture of capacitors impregnated with a liquid, in which electrodes made of metal foil tapes and synthetic resin foil tapes alternate with one another and are wound into a tight winding, impregnation with the liquid dielectric is difficult. Even if the capacitor winding is wound somewhat loosely so that it has a certain space factor, the liquid must penetrate not only at the ends of the winding, but also into the spaces between adhesive tape and plastic tape and adhesive tape. To solve this generally known problem, several measures have already been proposed which involve complicated impregnation processes and roughening of the surfaces of the metal and / or synthetic resin films by means of various surface treatments. These include mechanical and chemical processes such as embossing, grinding and coating the metal foils as well as etching the synthetic resin foils.

Diese Vorschläge haben ihrerseits zu zahlreichen Problemen geführt, zu denen eine mangelhafte Imprägnierung und schlechte elektrische Eigenschaften, eine unerwünschte Vergrößerung des Durchmessers des Kondensatorwickels ohne Einhaltung des für den Kondensator geforderten Raumfaktors sowie eine durch die zusätzlichen Behandlungsmaßnahmen bedingte geringe Wirtschaftlichkeit. Vor allem aber wurde bei der Anwendung der bekannten Vorschläge die Herstellung von Kondensatoren mit zuverlässig reproduzierbaren, brauchbaren elektrischen Eigenschaften stark erschwert.For their part, these proposals have led to numerous problems, such as poor impregnation and poor electrical properties, an undesirable increase in the diameter of the capacitor winding without adhering to the space factor required for the capacitor, and poor economy due to the additional treatment measures. Above all, however, the use of the known proposals made the production of capacitors with reliably reproducible, usable electrical properties very difficult.

Weiters ist aus der CH-PS 563 061 ein elektrischer Kondensator mit einem Kondensatorwickel aus abwechselnden, elektrisch leitenden und isolierenden Lagen bekannt, welch» Wickel in einem ein dielektrisches Tränkemittel enthaltendes Gehäuse eingebaut ist. Jeweils zwei aufeinanderfolgende elektrisch leitende Lagen bestehen aus je einem aufgespulten, elektrisch leitenden Streifen und jeweils zwei aufeinanderfolgende elektrisch isolierende Lagen bestehen aus je mindestens einer aufgespulten, dielektrischen Folie. Wenigstens einer der elektrisch leitenden Streifen weist Verformungen unregelmäßiger Abmessungen in Form von Einprägungen in die eine Oberfläche des Streifens und entsprechende Ausbuchtungen aus dessen gegenüberliegender Oberfläche auf. Die Verformungen sind in einer unregelmäßig über die Oberfläche verstreuten Kombination dreier Klassen Verformungen sowie Variationen dieser Klassen angeordnet, welche pyramidenförmig, pyramidenstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig mit perforierter Spitze sind. Als Tränkemittel ist eine halogenisierte aromatische Verbindung, wie chloriertes Diphenyl vorgesehen.Furthermore, from CH-PS 563 061 an electrical capacitor with a capacitor winding made of alternating, electrically conductive and insulating layers is known, which winding is installed in a housing containing a dielectric impregnating agent. Two successive electrically conductive layers each consist of a wound, electrically conductive strip and two successive electrically insulating layers each consist of at least one wound, dielectric film. At least one of the electrically conductive strips has deformations of irregular dimensions in the form of impressions in the one surface of the strip and corresponding bulges from its opposite surface. The deformations are arranged in an irregularly scattered combination of three classes of deformations and variations of these classes, which are pyramid-shaped, truncated pyramid-shaped or truncated pyramid-shaped with a perforated tip. A halogenated aromatic compound, such as chlorinated diphenyl, is provided as the impregnating agent.

Ferner ist aus der DE-OS 1 811 776 bekannt, bei einem elektrischen Kondensator Polyolefinbänder mit aufgerauhter Oberfläche vorzusehen.It is also known from DE-OS 1 811 776 to provide polyolefin tapes with a roughened surface for an electrical capacitor.

Eine Polypropylenfolie mit einer Schicht aus unregelmäßig verteilten Fibrillen ist in den GB-PS 1 542 671 und 1 542 672 beschrieben und ist unter dem Namen Hazy-Folie (Marke der General Electric Company) im Handel erhältlich. Die Hazy-Folie ist eine im Schlauchblasverfahren hergestellte Polypropylenfolie, wobei die Temperaturen und Geschwindigkeiten derart gesteuert werden, daß ein aus dem Extruder austretender Polypropylenschlauch auf seiner ganzen Außenseite eine ununterbrochene, einheitliche Schicht besitzt, in der Kristalle vom Typ ΙΠ, die auch als b-Kristalle bezeichnet werden, überwiegen. Wenn der Schlauch aufgeblasen wird, entstehen in der Oberfläche Erhöhungen, die auch als Oberflächenfibrillen bezeichnet werden, die sich vollständig über die Folienoberfläche erstrecken. Diese Fibrillen können von der Folienbasisfläche 2 bis 3 pm vorstehen. Die Hazy-Folie ist also auf der einen Seite ziemlich rauh, wogegen sie auf der anderen Seite glatt und glänzend ist Die Rauhigkeit läßt sich z. B. durch die Prüfung gemäß ASTM D2457-70 oder D10003 bestimmen. Vorzugsweise wird sie jedoch durch die Messung des in der rauhen Fläche enthaltenen freien Raumes, d. h. des Raumfaktors, bestimmt.A polypropylene film with a layer of irregularly distributed fibrils is described in GB-PS 1 542 671 and 1 542 672 and is commercially available under the name Hazy film (trademark of the General Electric Company). The Hazy film is a polypropylene film produced in the tube blowing process, the temperatures and speeds being controlled in such a way that a polypropylene tube emerging from the extruder has an uninterrupted, uniform layer on its entire outside, in which crystals of the type ΙΠ, which are also called b- Crystals are called, predominate. When the tube is inflated, elevations occur in the surface, which are also referred to as surface fibrils, which extend completely over the surface of the film. These fibrils can protrude from the film base area 2 to 3 pm. The hazy film is therefore rather rough on one side, whereas it is smooth and shiny on the other side. B. by testing according to ASTM D2457-70 or D10003. However, it is preferably determined by measuring the free space contained in the rough surface, i. H. of the space factor.

Mit anderen Folienherstellungsverfahren, wie dem Streck- und Spannverfahren oder dem Foliengießverfahren, können andere Ausführungsformen der Hazy-Folie hergestellt werden.Other embodiments of the Hazy film can be produced using other film production processes, such as the stretching and tensioning process or the film casting process.

Infolge dieser unregelmäßigen Oberflächenstruktur der Kunstharzfolienbänder haben die Wickel der erfindungsgemäßen Kondensatoren einen solchen Raumfaktor, daß zwischen einem Metallfolienband und einem benachbarten Dielektrikumband oder zwischen einander benachbarten Dielektrikumbändem Fließwege für das flüssige Dielektrikum.As a result of this irregular surface structure of the synthetic resin film strips, the windings of the capacitors according to the invention have such a space factor that flow paths for the liquid dielectric lie between a metal film strip and an adjacent dielectric band or between adjacent dielectric bands.

Die Hazy-Folie besitzt nicht nur eine sehr unebene Oberfläche, sondern auch einen hohen Raumfaktor, was sehr erwünscht ist. Der Raumfaktor gibt an, um wieviel das gemessene Volumen übereinanderliegender Hazy-Folienbänder größer ist als das gemessene Volumen gleicher Bänder ohne rauhe Oberfläche. Die gewünschte Rauhigkeit wird daher bei der maximalen Rauhtiefe mit einer kleineren Anzahl von Erhöhungen und Vertiefungen erzielt (die einen hohen Raumfaktor und eine große Imprägnierbarkeit ergeben) anstatt durch die maximale Anzahl von flacheren Erhöhungen und Vertiefungen, die einen niedrigeren Raumfaktor ergäben. Bei der Herstellung von Folien unter den bekannten Bedingungen kann man die Oberflächenrauhigkeit mit dem Raumfaktor empirisch in eine Beziehung bringen, indem man die Lichtdurchlässigkeit der Folie mißt und somit ein Maß für die Trübung -2-The Hazy film not only has a very uneven surface, but also a high space factor, which is very desirable. The space factor indicates by how much the measured volume of stacked Hazy film tapes is larger than the measured volume of the same tapes without a rough surface. The desired roughness is therefore achieved at the maximum roughness depth with a smaller number of elevations and depressions (which result in a high space factor and a large impregnability) instead of the maximum number of shallower elevations and depressions which would result in a lower space factor. In the production of films under the known conditions, the surface roughness can be empirically related to the space factor by measuring the light transmittance of the film and thus a measure of the haze -2-

Nr. 391960 erhält (z. B. nach ASTM D10003).No. 391960 receives (e.g. according to ASTM D10003).

Die Verwendung von speziell texturierten Metallfolien für die Elektroden ermöglicht zusammen mit der Hazy-Folie einen verbesserten Aufbau eines imprägnierbaren Kondensators. Die Elektroden von Kondensatoren können aus verschiedenen Metallfolien bestehen; derzeit wird Aluminiumfolie als Elektrodenmaterial bevorzugt. Diese 5 Elektroden haben meist eine Dicke von 5,0 bis 6,1 pm und bestehen aus weichgeglühtem Aluminium. Es ist beispielsweise aus der US-PS 3 746 953 bekannt, die Oberflächen von Aluminiumfolien für Elektroden von Wickelkondensatoren aufzurauhen, um das Imprägnieren des Wickels zu erleichtern, wobei das Aufrauhen durch Verformen, Ätzen, Schleifen usw. erfolgen kann. Es hat sich aber gezeigt, daß viele derart aufgerauhte Elektrodenfolien schwerwiegende Nachteile haben, weil beim Aufrauhen unregelmäßige Vorsprünge sowie etwa 10 auf die Bildung von größeren Löchern zurückzuführende scharfe Kanten entstehen. Scharfe Kanten führen in einem Kondensator zu hohen Spannungsbeanspruchungen und zu Koronaentladungen und können in die benachbarte Polypropylenfolie einschneiden, sodaß die Durchschlagsfestigkeit der Polypropylenfolie an dieser Stelle stark herabgesetzt ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bekannte Metallfolien mit einer für erforderlich gehaltenen hohen Rauhigkeit, die z. B. durch Kräuseln oder Rändeln erzielt worden ist, im Wickel 15 einen zu hohen Raumfaktor ergeben.The use of specially textured metal foils for the electrodes together with the Hazy foil enables an improved construction of an impregnable capacitor. The electrodes of capacitors can consist of different metal foils; aluminum foil is currently preferred as the electrode material. These 5 electrodes usually have a thickness of 5.0 to 6.1 pm and are made of soft annealed aluminum. It is known, for example from US Pat. No. 3,746,953, to roughen the surfaces of aluminum foils for electrodes of winding capacitors in order to facilitate the impregnation of the winding, the roughening being able to be carried out by deforming, etching, grinding, etc. However, it has been shown that many electrode foils roughened in this way have serious disadvantages, because irregular protrusions as well as about 10 sharp edges resulting from the formation of larger holes arise during the roughening. Sharp edges lead to high voltage stresses and corona discharges in a capacitor and can cut into the neighboring polypropylene film, so that the dielectric strength of the polypropylene film is greatly reduced at this point. Another disadvantage is that known metal foils with a required high roughness, the z. B. has been achieved by curling or knurling, result in a too high space factor in the winding 15.

Es ist nun erkannt worden, daß die vorgenannten Probleme hinsichtlich der Imprägnierung und des Raumfaktors stark verkleinert werden können, wenn man eine Metallfolie verwendet, die eine bestimmte Texturierung besitzt und entsprechend konditioniert ist Eine derartige Folie mit einem Muster von Erhöhungen ist in der US-PS 4 228 481 beschrieben. 20 Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend angeführten Probleme und die Schaffung eines elektrischen Kondensators, bei dessen Herstellung die gleichmäßige Imprägnierung des Kondensatorwickels erleichtert und verbessert ist, der jeweils erwünschte Raumfaktor in gleichmäßiger Weise eingehalten und eine optimale Feldverteilung erreicht wird.It has now been recognized that the aforementioned problems with regard to impregnation and space factor can be greatly reduced if a metal foil is used which has a certain texturing and is appropriately conditioned. Such a foil with a pattern of elevations is described in the US Pat 4,228,481. The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned problems and to create an electrical capacitor, the manufacture of which facilitates and improves the uniform impregnation of the capacitor winding, the desired space factor in a uniform manner and an optimal field distribution is achieved.

Dieses Ziel wird mit einem Kondensator der eingangs dargelegten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß 25 die Verformungen ein über die gesamte Fläche der Metallfolienbänder reichendes, regelmäßiges Muster bilden, daß die Erhöhungen und Vertiefungen gleichartig und beiderseits der Metallfolienbänder ausgebildet, stetig gekrümmt sind und ineinander übergehen, wobei die Metallfolienbänder wellenförmigen Querschnitt aufweisen, daß die Dicke der Metallfolienbänder vor dem Wickeln das 2- bis 10-fache, vorzugsweise das 2- bis 5-fache der ursprünglichen Foliendicke beträgt und daß das Polypropylenband in an sich bekannter Weise zumindest an einer 30 Seite zur Bildung eines Folien-Raumfaktors von über 3 % eine aufgerauhte Textur aufweist.This goal is achieved with a capacitor of the type set forth in the introduction in that, according to the invention, the deformations form a regular pattern which extends over the entire area of the metal foil strips, that the elevations and depressions are of the same type and are formed on both sides of the metal foil strips, are continuously curved and merge into one another, wherein the metal foil strips have a wavy cross-section, that the thickness of the metal foil strips before winding is 2 to 10 times, preferably 2 to 5 times the original film thickness and that the polypropylene tape in a manner known per se at least on one side Formation of a film space factor of over 3% has a roughened texture.

Auf diese Weise schafft die Erfindung einen elektrischen Kondensator, bei dessen Herstellung die gleichmäßige Imprägnierung des Kondensatorwickels erleichtert und verbessert ist, der jeweils erwünschte Raumfaktor in gleichmäßiger Weise eingehalten und eine optimale Feldverteilung erreicht wird.In this way, the invention provides an electrical capacitor, the manufacture of which facilitates and improves the uniform impregnation of the capacitor winding, the space factor desired in each case is maintained in a uniform manner, and an optimal field distribution is achieved.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Anzahl der Erhöhungen mehr als 40/cm Folienlänge und 35 die Höhe der Erhöhungen im wesentlichen gleich ihrem Basisdurchmesser sein. Dabei ist günstig, wenn die Anzahl der Erhöhungen zwischen 40 und 200/cm Folienlänge beträgt.In an advantageous development of the invention, the number of elevations can be more than 40 / cm film length and 35 the height of the elevations can be substantially equal to their base diameter. It is advantageous if the number of increases is between 40 and 200 / cm film length.

Von Vorteil ist ferner, wenn das Dielektrikum aus einem Paar Polypropylenbändem besteht, von denen jedes an einer Seite eine glatte Oberfläche und an der anderen Seite eine aufgerauhte Textur aufweist, wobei das eine Polypropylenband mit seiner glatten Oberfläche an der aufgerauhten Textur des anderen Polypropylenbandes 40 anliegt.It is also advantageous if the dielectric consists of a pair of polypropylene tapes, each of which has a smooth surface on one side and a roughened texture on the other side, one polypropylene tape with its smooth surface being in contact with the roughened texture of the other polypropylene tape 40 .

Eine einfache Herstellung des Kondensators läßt sich erzielen, wenn die aufgerauhte Textur des Polypropylenbandes von einer Schicht aus unregelmäßig verteilten Fibrillen gebildet ist.A simple manufacture of the capacitor can be achieved if the roughened texture of the polypropylene tape is formed by a layer of irregularly distributed fibrils.

Weiters ist zu bevorzugen, daß die aufgerauhte Textur der Polypropylenbänder einen Folien-Raumfaktor zwischen 10 und 30 % schafft. 45 Bevorzugterweise besteht das flüssige Dielektrikum aus Phenylxylylethan oder aus einem Isopropylbiphenyl.It is also preferable that the roughened texture of the polypropylene tapes creates a film space factor between 10 and 30%. 45 The liquid dielectric preferably consists of phenylxylylethane or of an isopropylbiphenyl.

Schließlich hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Raumfaktor des zusammengesetzten und imprägnierten Kondensators zwischen 5 und 10 % beträgtFinally, it has proven to be advantageous if the space factor of the assembled and impregnated capacitor is between 5 and 10%

Die Erfindung wird nachstehend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind; es zeigen Fig. 1 vergrößert einen teilweise aufgewickelten Kondensatorwickel zur 50 Darstellung der Anordnung der Dielektrikum- und der Elektrodenfolie, Fig. 2 eine Kondensatoranordnung mit einem einzigen Kondensatorwickel nach Fig. 1, Fig. 3 eine für Hochspannung ausgebildete, zur Korrektur des Leistungsfaktors dienende Kondensatoranordnung mit mehreren Kondensatorwickeln gemäß Fig. 1, Fig. 4 in Draufsicht einen Teil einer texturierten Elektrodenfolie, Fig. 5 einen Querschnitt durch diese texturierte Elektrodenfolie, Fig. 6 in größerem Maßstab eine Darstellung der Verwendung der texturierten Elektrodenfolie 55 und der Hazy-Folie, die mit einer glatten bzw. mit einer rauhen Seite aneinanderliegen, wobei das feste Dielektrikum des Kondensators nur aus Hazy-Folien besteht, Fig. 7 eine gegenüber der Fig. 6 abgeänderte Ausführungsform, in der zwei Hazy-Folienbänder mit ihren rauhen Seiten aneinanderliegen, Fig. 8 eine gegenüber der Fig. 7 abgeänderte Ausführungsform, in der zwei Hazy-Folienbänder mit ihren glatten Seiten aneinanderliegen, Fig. 9 eine gegenüber der Fig. 6 abgewandelte Ausführungsform, in der drei Hazy-Folienbänder 60 jeweils mit der glatten und der rauhen Seite aneinanderliegen, Fig. 10 eine gegenüber der Fig. 6 abgeänderte Ausführungsform mit einer umgefalteten Metallfolie, Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Prägen von Elektrodenfolien, die an einer Maschine zum Wickeln von Kondensatoren montierbar ist, und -3-The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments which are illustrated in the drawings; 1 shows an enlarged partially wound capacitor winding to show the arrangement of the dielectric and the electrode foil, FIG. 2 shows a capacitor arrangement with a single capacitor winding according to FIG. 1, FIG. 3 shows a capacitor arrangement designed for high voltage and used to correct the power factor 1, FIG. 4 in plan view a part of a textured electrode foil, FIG. 5 a cross section through this textured electrode foil, FIG. 6 on a larger scale a representation of the use of the textured electrode foil 55 and the Hazy foil, the with a smooth side or with a rough side, the solid dielectric of the capacitor consisting only of Hazy foils, FIG. 7 an embodiment modified from FIG. 6, in which two Hazy foil strips lie against one another with their rough sides, FIG. 8 an embodiment modified from FIG. 7, in which FIG. 9 shows an embodiment modified compared to FIG. 6, in which three Hazy foil tapes 60 each lie with the smooth and the rough side, FIG. 10 shows an embodiment modified compared to FIG. 6 with a folded-over metal foil, FIG. 11 shows a schematic representation of a device for embossing electrode foils, which can be mounted on a machine for winding capacitors, and -3-

Nr. 391960No. 391960

Fig. 12 eine Variante der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung.Fig. 12 shows a variant of the device shown in Fig. 11.

Der in der Fig. 1 gezeigte, teilweise aufgerollte Kondensatorwickel (10) besitzt zwei im Abstand voneinander angeordnete, aus Metallfolienbändem bestehende Elektroden (11) und (12) und zwischen ihnen angeordnete Polyäthylenfolienbänder (13) und (14), sowie weitere Folienbänder (15) und (16) aus Polypropylen, Im ganzen Wickel (10) sind daher zwischen den die Elektroden bildenden Metallfolienbändem jeweils zwei Bänder aus Polypropylenfolie vorgesehen. Im Wickel (10) erstrecken sich ferner Abgriffahnen (17) und (18), die an den Elektrodenbändem anliegen und zum Herstellen von elektrischen Anschlüssen an die Elektroden dienen.'The partially rolled-up capacitor winding (10) shown in FIG. 1 has two electrodes (11) and (12), which are arranged at a distance from one another and consist of metal foil strips, and polyethylene foil strips (13) and (14) arranged between them, as well as further foil strips (15 ) and (16) made of polypropylene. Two strips of polypropylene foil are therefore provided in the entire winding (10) between the metal foil strips forming the electrodes. Tap lugs (17) and (18) also extend in the winding (10), which abut the electrode strips and are used to make electrical connections to the electrodes.

Einer oder mehrere Kondensatorwickel (10) werden in ein Gehäuse eingesetzt, das mit einem flüssigen Dielektrikum gefüllt wird. Dieses wird dann veranlaßt, in den Wickel (10) einzudringen und sowohl in die Zwischenräume zwischen den Windungen des Wickels (10) als auch in die Polypropylenfolie selbst einzudringen. Ein derartiger Kondensator (19) ist in Fig. 2 gezeigt. Er besitzt einen einzigen Wickel (10), der in einem Gehäuse (20) angeordnet ist Dieses ist mit einem nicht gezeigten flüssigen Dielektrikum (21) gefüllt. Das Gehäuse (20) ist ferner mit zwei elektrischen Anschlüssen (22) und (23) versehen, mit denen die Abgriffahnen (17) und (18) verbunden sind. Das Gehäuse (20) ist mit einem Deckel (24) dicht verschlossen. Er besitzt eine nicht gezeigte kleine Öffnung, durch die Flüssigkeit in das Gehäuse (20) eingebracht wird. Danach wird die Öffnung mit Lot (25) dicht zugelötet.One or more capacitor windings (10) are inserted into a housing which is filled with a liquid dielectric. This is then caused to penetrate the winding (10) and to penetrate both into the spaces between the turns of the winding (10) and into the polypropylene film itself. Such a capacitor (19) is shown in Fig. 2. It has a single winding (10) which is arranged in a housing (20). This is filled with a liquid dielectric (21), not shown. The housing (20) is further provided with two electrical connections (22) and (23), with which the tap tabs (17) and (18) are connected. The housing (20) is sealed with a cover (24). It has a small opening, not shown, through which liquid is introduced into the housing (20). Then the opening is soldered tightly with solder (25).

Fig. 3 zeigt einen Leistungskondensator (26), auf den die Erfindung mit besonderem Vorteil anwendbar ist Er besitzt mehrere Wickel (10), die in einer oberen und einer unteren Reihe angeordnet sind bzw. zwei Wickelpakete bilden. Alle Wickel (10) sind in der Flüssigkeit (21) eingetaucht. Das Gehäuse (20) kann eine Höhe von mehr als 650 mm und die Wickel (10) können eine Länge von etwa 254 bis 305 mm haben. Die Wickel (10) sind wieder mit Abgriffahnen (17) und (18) versehen, die elektrisch miteinander und mit den Anschlüssen verbunden sind. Bei einem Einpäketkondensator werden Wickel (10) in einer Länge von 600 mm oder mehr verwendet. Die Abgriffahnen (17) und (18) können entfallen, wenn die Elektrodenfolien freiliegen und von je einem Ende des Wickels (10) vorstehen. In diesem Fall werden die Windungen jeder Metallfolie an je einem Ende des Wickels (10) miteinander verlötet und mit dem Anschluß (27) bzw. (28) verbunden.FIG. 3 shows a power capacitor (26) to which the invention can be applied with particular advantage. It has a plurality of windings (10) which are arranged in an upper and a lower row or form two winding packages. All coils (10) are immersed in the liquid (21). The housing (20) can have a height of more than 650 mm and the coils (10) can have a length of approximately 254 to 305 mm. The windings (10) are again provided with tapping lugs (17) and (18) which are electrically connected to one another and to the connections. In the case of a single-pack capacitor, windings (10) with a length of 600 mm or more are used. The tap tabs (17) and (18) can be omitted if the electrode foils are exposed and protrude from one end of the winding (10). In this case, the turns of each metal foil are soldered to each other at one end of the winding (10) and connected to the connection (27) or (28).

Die Wickel (10) sind fest gewickelt und die aus Metallfolienbändem bestehenden Elektroden stellen eine im wesentlichen undurchlässige seitliche Begrenzung für die Flüssigkeit dar, so daß diese nur an den Enden (29) (Fig. 1) und (30) (Fig. 1) des Wickels (10) in diesen eintreten kann. Infolge der hohen Temperaturen, die beim Vakuumtrocknen der Wickel (10) und beim Imprägnieren angewendet werden, neigen die einander überlappenden Ränder der Folienbänder (15,16) aus Polypropylen an den Wickelenden dazu, miteinander und mit den Elektrodenbändem (11,12) zu verschweißen und bei der Absorption von Flüssigkeit etwas aufzuquellen. Dadurch wird das Eindringen der Flüssigkeit in den Wickel (10) behindertThe windings (10) are tightly wound and the electrodes made of metal foil strips represent a substantially impermeable lateral boundary for the liquid, so that it is only at the ends (29) (FIG. 1) and (30) (FIG. 1) of the winding (10) can enter this. As a result of the high temperatures which are used during vacuum drying of the coils (10) and during impregnation, the overlapping edges of the foil strips (15, 16) made of polypropylene at the coil ends tend to weld to one another and to the electrode strips (11, 12) and swell somewhat when absorbing liquid. This prevents the liquid from entering the winding (10)

In Fig. 4 ist ein Teil einer aus einem Metallfolienband bestehenden Elektrode (11) gezeigt Man erkennt dort, daß auf der Elektrode ein vergrößert dargestelltes, erhabenes Prägemuster vorhanden ist das aus kuppenförmigen Vertiefungen (31) und Erhöhungen (32) besteht. Das erhabene Muster steht auf beiden Seiten der Metallfolie von deren ursprünglicher Dicke gleich weit vor. Daher ist die Gesamtdicke der Metallfolie beträchtlich größer als ihre ursprüngliche Dicke. Das Prägemuster ist in der Fig. 5 genauer gezeigt in der durch eine Linie der Querschnitt der Metallfolie (11) gemäß Fig. 4 dargestellt ist Dabei sind die Kuppen untereinander gleich und im Querschnitt flach gewölbt und stehen auf jeder Seite der Mittelebene des Bandes etwa 63,5 |im vor. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel hat jede Kuppe an ihrer Basis einen Durchmesser von weniger als etwa 254 pm und betragen die Basismittelabstände der Kuppen etwa 508 pm. Jede Kuppe hat in der bevorzugten Ausführungsform eine kreisförmige Basis und fortschreitend kleiner werdende, kreisförmige horizontale Querschnitte, die in einem flach gewölbten Scheitel enden. Die Kuppen sind von gekrümmten Flächen begrenzt, die beispielsweise von einer Erhöhung glatt in eine benachbarte Vertiefung übergehen. Der vertikale Querschnitt ist einer Sinuskurve angenähert, d. h. es sind zwischen der Oberfläche einer Erhöhung und der einer ihr benachbarten Vertiefung keine scharfen Winkel oder Unterbrechungen der Krümmung vorhanden. Man kann auch Kuppen mit anders geformten, durch gekrümmte Flächen begrenzten Basen und Querschnitten verwenden, sofern keine scharfen Winkel oder Grate vorhanden sind. Die vorstehend beschriebene Kreisform der Kuppenbasis wird teilweise deswegen bevorzugt, weil zur Ausbildung von so zahlreichen Kuppen durch Verformung eines Metallfolienbandes ein Verfahren angewendet werden kann, durch das die Metallfolie effektiv geglättet, poliert und kaltgehärtet und dadurch in einen für die Verwendung im Kondensator geeigneten Zustand gebracht wird. Die vorstehend beschriebene Metallfolie wird als eine vollflächig texturierte Metallfolie bezeichnet. Dank der vollflächigen Texturierung ist die ganze in dem Kondensator wirksame Fläche der Metallfolie in die Texturierung einbezogen und sind zwischen den Kuppen im wesentlichen keine unverformten Flächenteile vorhanden. Die Kuppendichte kann beispielsweise mit 40/40 oder 47/47 angegeben werden, was besagt, daß pro cm der Länge der Elektrodenfolie 80 bzw. 94 Kuppen vorhanden sind. Die gekrümmten Flächen erstrecken sich im wesentlichen ununterbrochen über die ganze Fläche der Metallfolie. Man kann unter Umständen auch eine Textur mit einer Kuppendichte über 47/47 verwenden. Vorzugsweise hat jede Kuppe dieselben Abmessungen wie jede ihr benachbarte Kuppe, so daß ein regelmäßiges Muster erhalten wird, in dem die Kuppen zueinander rechtwinklige Reihen bilden.4 shows part of an electrode (11) consisting of a metal foil strip. It can be seen there that an enlarged, embossed embossed pattern is present on the electrode, which consists of dome-shaped depressions (31) and elevations (32). The raised pattern protrudes equally far on both sides of the metal foil from its original thickness. Therefore, the total thickness of the metal foil is considerably larger than its original thickness. The embossing pattern is shown in more detail in FIG. 5, in which the cross-section of the metal foil (11) according to FIG. 4 is represented by a line. The domes are identical to one another and are flatly curved in cross-section and are approximately 63 on each side of the central plane of the strip , 5 | in front. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, each dome has a diameter of less than approximately 254 μm at its base and the base center distances of the dome are approximately 508 μm. In the preferred embodiment, each dome has a circular base and progressively smaller, circular horizontal cross sections that end in a flat arched apex. The crests are delimited by curved surfaces which, for example, pass smoothly from an elevation into an adjacent depression. The vertical cross section is approximated to a sine curve, i. H. there are no sharp angles or breaks in the curvature between the surface of an elevation and that of an adjacent depression. You can also use crests with differently shaped bases and cross sections limited by curved surfaces, provided there are no sharp angles or burrs. The circular shape of the base of the dome described above is preferred in part because a method can be used to form so many dome by deforming a metal foil strip by which the metal foil is effectively smoothed, polished and cold-hardened and thereby brought into a condition suitable for use in the capacitor becomes. The metal foil described above is referred to as a full-surface textured metal foil. Thanks to the full-surface texturing, the entire surface of the metal foil effective in the capacitor is included in the texturing and there are essentially no undeformed surface parts between the tips. The dome density can be specified, for example, with 40/40 or 47/47, which means that 80 or 94 domes are present per cm of the length of the electrode film. The curved surfaces extend essentially continuously over the entire surface of the metal foil. You may also be able to use a texture with a dome density above 47/47. Preferably, each crest has the same dimensions as any crest adjacent to it, so that a regular pattern is obtained in which the crests form rows perpendicular to each other.

Durch die vollflächige Texturierung kann bei einer nur kleinen Gesamterhöhung des Raumfaktors ein maximaler Raum zwischen einander benachbarten Bändern aus Aluminiumfolie und Dielektrikum erzielt werden. -4-Due to the full-surface texturing, a maximum space between adjacent strips of aluminum foil and dielectric can be achieved with only a small overall increase in the space factor. -4-

Nr. 391 960No. 391 960

Dieser Effekt ist auf die neuartige Ausbildung der Metallfolie zurückzufiihren. In der Fig. 5 erkennt man, daß durch die kuppelförmigen Kuppen die Dicke der Aluminiumfolie von ursprünglich etwa 5,5 pm auf etwa 25 |im vergrößert wird, d. h. etwa auf das Fünffache der ursprünglichen Dicke. Eine nicht zusammendrückbare Folie mit dieser Dicke könnte nicht mit Erfolg verwendet werden. Durch Ätzen, Rändeln oder Schleifen eines Aluminiumfolienbandes kann man eine derartige Ausbildung normalerweise nicht erzielen. Beim Wickeln der unter Zugspannung stehenden Metallfolie zwecks Bildung des Kondensatorwickels setzen die gewölbeartig wirkenden Kuppen ihrem Flachdrücken zwar einen Widerstand entgegen, doch können sie dabei in einem gewünschten Ausmaß elastisch nachgeben, so daß trotz der Dicke der texturierten Metallfolien der Durchmesser des schließlich erhaltenen Kondensatorwickels innerhalb des Toleranzbereichs liegt Die Metallfolie wird durch die Musterung auf etwa das 2- bis 5-fache ihrer ursprünglichen Dicke, vorzugsweise auf etwa das 2- bis 3-fache der ursprünglichen Dicke gebracht Während des Wickelns des Kondensatorwickels und in dem fertigen Kondensator stellt die Metallelektrode gemäß der Erfindung einen Abstandhalter von veränderlicher Dicke dar, die mit den bei der Herstellung des Kondensators auf die Elektrode ausgeübten Kräften in einer solchen Beziehung steht daß die Elektrode im fertigen Kondensator die gewünschte Dicke hatThis effect is due to the new design of the metal foil. 5 that the dome-shaped domes increase the thickness of the aluminum foil from originally about 5.5 μm to about 25 μm, ie. H. about five times the original thickness. A non-compressible film of this thickness could not be used successfully. Such an arrangement cannot normally be achieved by etching, knurling or grinding an aluminum foil strip. When winding the metal foil under tension to form the capacitor winding, the dome-like tops resist their flattening, but they can yield to the desired extent elastically, so that despite the thickness of the textured metal foils, the diameter of the capacitor winding ultimately obtained within the The metal foil is brought by the patterning to about 2 to 5 times its original thickness, preferably to about 2 to 3 times its original thickness. During the winding of the capacitor winding and in the finished capacitor, the metal electrode according to the Invention is a spacer of variable thickness, which is related to the forces exerted on the electrode in the manufacture of the capacitor in such a way that the electrode in the finished capacitor has the desired thickness

Infolge der sanft gekrümmten Profile der Kuppen besitzt die Metallelektrode im Wickel keine Löcher und keine scharfen Kanten, die in die Dielektrikumfolie einschneiden können und in der Folge die Durchschlagsfestigkeit herabsetzen und zu örtlichen Durchschlägen führen können.As a result of the gently curved profiles of the tips, the metal electrode in the winding has no holes and no sharp edges which can cut into the dielectric film and consequently reduce the dielectric strength and lead to local breakdowns.

Ferner hat sich herausgestellt, daß das Prägemuster für die Metallfolien insbesondere für Ölkondensatoren vorteilhaft ist wobei allerdings zwei Gesichtspunkte zu beachten sind. Erstens muß die Rauhtiefe der Metallfolie begrenzt sein, weil bei einer zu großen Rauhtiefe der Raumfaktor zu groß wird und dann die Herstellung des Wickels schwierig wird und die Dielektrikumfolie beschädigt werden kann, was wiederum zu Durchschlägen führen kann. Mit der Rauhtiefe wird auch die Anzahl der Kuppen pro Längeneinheit begrenzt. Zweitens soll der Scheitelabstand zwischen den Kuppen annähernd dem Basisdurchmesser der Kuppe entsprechen. Auch dadurch wird die Anzahl der Erhöhungen und Vertiefungen pro Längeneinheit der Folie begrenztIt has also been found that the embossing pattern for the metal foils is particularly advantageous for oil capacitors, although two points of view have to be taken into account. First, the roughness of the metal foil must be limited, because if the roughness is too large, the space factor becomes too large and then the winding becomes difficult to manufacture and the dielectric foil can be damaged, which in turn can lead to breakdowns. The roughness depth also limits the number of crests per unit length. Secondly, the apex distance between the crests should correspond approximately to the base diameter of the crest. This also limits the number of elevations and depressions per unit length of the film

Aus der vorstehend angegebenen Lehre für die Bemessung geht hervor, daß die Auslegung der Textur der Metallfolie unter Berücksichtigung des in dem Kondensator gewünschten Raumfaktors gewählt werden soll. Bei einem hohen Raumfaktor ist eine größere Rauhtiefe und eine höhere Kuppendichte zulässig, bei einem niedrigeren Raumfaktor dagegen nur eine kleinere Rauhtiefe und eine niedrigere Kuppendichte. Wichtig ist, daß die Sinuskurvenform der Textur sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung der Metallfolie und die Vollflächigkeit des Musters möglichst vollständig erhalten werden.The above teaching for the design shows that the design of the texture of the metal foil should be chosen taking into account the space factor desired in the capacitor. With a high space factor, a larger roughness depth and a higher dome density are permissible, with a lower space factor, however, only a smaller roughness depth and a lower dome density. It is important that the sinusoidal shape of the texture in both the longitudinal and transverse directions of the metal foil and the full area of the pattern are obtained as completely as possible.

Als Raumfaktor des Kondensators wird derjenige Raumfaktor bezeichnet, der gemessen wird, nachdem die Polypropylenfolie unter der Einwirkung der Imprägnierflüssigkeit vollständig gequollen ist. Der Ausgangswert für die Bestimmung des Raumfaktors des Kondensators ist der Raumfaktor der Hazy-Folie aus Polypropylen. Der Raumfaktor der texturierten Metallfolie bleibt unberücksichtigt. Der Raumfaktor der Hazy-Folie aus Polypropylen ist die Differenz zwischen dem Feststoffvolumen des Folienbandes und einem bis zu einer auf der aufgerauhten Fläche liegenden, gedachten Ebene reichenden Volumen. Diese Differenz wird in % des Feststoffvolumens angegeben. Ein Raumfaktor von 10 % besagt daher, daß das zwischen den Kuppen befindliche, freie Volumen 10 % des Feststoffvolumens beträgt. Der Raumfaktor der Folie wird dann um einen Betrag erhöht, der dem Quellen des Films unter der Einwirkung der verwendeten Flüssigkeit bei geeigneten Behandlungstemperaturen entspricht. Der erhöhte Wert wird mit einer Wahrscheinlichkeitskurve in Beziehung gebracht, in der die verschiedenen Toleranzen des Herstellungsverfahrens und der Werkstoffe berücksichtigt sind. Der schließlich für den Kondensator festgelegte Raumfaktor ist also höher als der vorstehend beschriebene, gemessene Raumfaktor.The space factor of the capacitor is the space factor that is measured after the polypropylene film has swollen completely under the action of the impregnating liquid. The initial value for the determination of the space factor of the capacitor is the space factor of the Hazy film made of polypropylene. The space factor of the textured metal foil is not taken into account. The space factor of the Hazy film made of polypropylene is the difference between the solid volume of the film strip and a volume reaching to an imaginary level lying on the roughened surface. This difference is given in% of the solids volume. A space factor of 10% therefore means that the free volume between the crests is 10% of the volume of solids. The space factor of the film is then increased by an amount which corresponds to the swelling of the film under the action of the liquid used at suitable treatment temperatures. The increased value is related to a probability curve that takes into account the different tolerances of the manufacturing process and the materials. The space factor finally determined for the capacitor is therefore higher than the measured space factor described above.

Bei den Kondensatoren gemäß der Erfindung müssen bei der Festlegung des Raumfaktors alle Differenzen zwischen den Maßtoleranzen der Werkstoffe und die unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten der Werkstoffe berücksichtigt werden, ebenso das Quellen der Werkstoffe unter der Einwirkung der Flüssigkeit. Vor dem Imprägnieren muß der Raumfaktor so hoch sein, daß beim Vakuumtrocknen des Kondensators bei erhöhten Temperaturen genügend Platz für das Entweichen von Wasser und anderen flüchtigen Stoffen vorhanden ist. Ferner muß berücksichtigt werden, daß genügend freier Raum erforderlich ist, durch den die Imprägnierflüssigkeit zu im wesentlichen allen Stellen des Kondensatorwickels gelangen kann.In the capacitors according to the invention, all differences between the dimensional tolerances of the materials and the different expansion coefficients of the materials must be taken into account when determining the space factor, as well as the swelling of the materials under the action of the liquid. Before impregnation, the space factor must be so high that there is sufficient space for the escape of water and other volatile substances when the condenser is vacuum dried at elevated temperatures. Furthermore, it must be taken into account that sufficient free space is required through which the impregnating liquid can reach essentially all points of the capacitor winding.

Der Raumfaktor muß im ganzen Wickel einheitlich sein, d. h. es muß im ganzen Wickel ein einheitlicher durchschnittlicher Raumfaktor vorhanden sein, der während des gesamten Wickelvorganges und beim Flachdrücken des Kondensators in die in Fig. 1 gezeigte Form aufrechterhalten wird.The space factor must be uniform in the entire wrap, i. H. there must be a uniform average space factor throughout the winding, which is maintained during the entire winding process and when the capacitor is flattened into the form shown in FIG. 1.

Bei der Herstellung des Kondensators genügt es nicht, daß die Kunstharzfolie und die Metallfolie mit aufgerauhten Flächen aneinanderliegen, so daß Platz für den Eintritt der Flüssigkeit vorhanden ist. Der Raumfaktor darf weder zu klein noch zu groß sein. Platz könnte man zwar schaffen, indem der Wickel locker gewickelt wird. Dabei würde jedoch ein uneinheitlicher Raumfaktor und ein weicherer Wickel erhalten werden, was infolge des unter Zugspannung durchgeführten Wickelvorganges und des Flachdrückens zum Auftreten von Stellen führen kann, an denen das Dielektrikum perforiert und somit der Kondensator infolge Kurzschlusses zerstört werden kann.When manufacturing the capacitor, it is not sufficient for the synthetic resin foil and the metal foil to lie against one another with roughened surfaces, so that there is space for the entry of the liquid. The space factor must not be too small or too large. You could create space by loosely winding the wrap. However, a non-uniform space factor and a softer winding would be obtained, which, as a result of the winding process carried out under tension and the flattening, can lead to the occurrence of places where the dielectric is perforated and the capacitor can therefore be destroyed as a result of a short circuit.

Dank der Kombination der texturierten Metallfolie und der Hazy-Folie kann der Raumfaktor der Hazy-Folie besser ausgenützt werden und kann in den Kondensatoren gemäß der Erfindung ein erwünschter Raumfaktor -5-Thanks to the combination of the textured metal foil and the Hazy foil, the space factor of the Hazy foil can be better utilized and a desired space factor -5- can be used in the capacitors according to the invention.

Nr. 391 960 eingestellt werden. Der Raumfaktor der derzeit erhältlichen Hazy-Folien aus Polypropylen beträgt etwa 3,0 % bis etwa 30 % und genügt im allgemeinen nicht, z. B. für Leistungskondensatoren. Ferner wird der Raumfaktor der Folie bei der Herstellung des Kondensators infolge des Quellens der Folie etwas verändert. Außerdem kann es Vorkommen, daß die Rauhheit der Polypropylenfolie nicht vollkommen einheitlich ist, sondern daß die Folie rauhere und weniger rauhe Bereiche besitzt. Diese Variation steht mit Variationen der Dicke der Kunstharzfolie und der Dicke der Metallfolien nicht in Beziehung und erschwert die Erzielung eines in dem gewünschten Bereich liegenden, einheitlichen Raumfaktors im ganzen Kondensatorwickel. Daher wird unabhängig davon, ob der Raumfaktor der Polypropylenfolienbänder bereits genügend hoch ist, der Raumfaktor des Kondensators auch durch die vollflächige Textur der Metallfolie beeinflußt. Diese Metallfolie kann dank ihrer Textur federnd nachgeben, so daß im ganzen Wickel ein im gewünschten Bereich liegender, einheitlicher Raumfaktor erzielt werden kann. Die zum Flachdrücken der kuppelförmigen Kuppen erforderliche Kraft nimmt mit zunehmendem Wickeldurchmesser fortschreitend zu, so daß sich die Textur unterschiedlichen Drücken oder Kräften, die bei der Herstellung des Wickels in diesem auftreten, automatisch anpaßt und daher der gewünschte Raumfaktor überall erzielt wird. Die Textur kann in jedem Flächenbereich, selbst an nur einer einzigen Kuppe, druckverformt werden. Dabei ist es wichtig, daß die ganze wirksame Fläche der Metallfolie in die Textur einbezogen ist. Die an jeder Kuppe abgestützte Kunstharzfolie kann die Metallfolie zwischen den Kuppen nicht berühren, was den Raumfaktor vermindern und das Eindringen der Flüssigkeit blockieren würde.No. 391 960. The space factor of the currently available Hazy films made of polypropylene is about 3.0% to about 30% and is generally not sufficient, e.g. B. for power capacitors. Furthermore, the space factor of the film is changed somewhat during the production of the capacitor due to the swelling of the film. In addition, it can happen that the roughness of the polypropylene film is not completely uniform, but that the film has rougher and less rough areas. This variation is not related to variations in the thickness of the synthetic resin film and the thickness of the metal foils and makes it difficult to achieve a uniform space factor in the entire capacitor winding which is within the desired range. Therefore, regardless of whether the space factor of the polypropylene foil strips is already sufficiently high, the space factor of the capacitor is also influenced by the full-surface texture of the metal foil. Thanks to its texture, this metal foil can yield resiliently, so that a uniform space factor lying in the desired area can be achieved in the entire winding. The force required for flattening the dome-shaped crests increases progressively with increasing winding diameter, so that the texture automatically adapts to different pressures or forces which occur in the manufacture of the winding and the desired space factor is therefore achieved everywhere. The texture can be compression molded in any surface area, even on just a single crest. It is important that the entire effective area of the metal foil is included in the texture. The synthetic resin foil supported on each crest cannot touch the metal foil between the crests, which would reduce the space factor and block the penetration of the liquid.

Im Rahmen der Erfindung können die Hazy-Folie und die vollflächig texturierte Metallfolie in verschiedenen Anordnungen zu einem Kondensatorwickel aufgewickelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen den Folienelektroden (11) und (12) nur Hazy-Folie in Form von Bändern (13) bis (16) als festes Dielektrikum verwendet. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 6 vergrößert und mit in Abständen voneinander dargestellten Kunstharz- und Metallfolienbändem gezeigtIn the context of the invention, the hazy foil and the metal foil which is textured over the entire surface can be wound up in various arrangements to form a capacitor winding. In a preferred embodiment, only Hazy film in the form of tapes (13) to (16) is used as a solid dielectric between the film electrodes (11) and (12). Such an arrangement is enlarged in FIG. 6 and shown with synthetic resin and metal foil tapes shown at intervals from one another

Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung (33) besitzt zwei texturierte Metallfolien (34) und (35) und zwei zwischen ihnen angeordnete Hazy-Folienbänder (36) und (37). Bei der technischen Herstellung von Aluminiumfolie erhält diese gewöhnlich auf der einen Seite eine glatte, glänzende und auf der anderen Seite eine rauhe oder matte Fläche. Zum Walzen der Metallfolie werden zwei aufeinanderliegende Metallfolienbänder zwischen den Walzen hindurchgeführt, wobei die aneinanderliegenden Flächen der Bänder rauher ausgebildet werden als die von den Walzen berührten Flächen. Es hat sich nun gezeigt, daß die matte Fläche den Raumfaktor vergrößert und dadurch die Imprägnierung verbessert. Daher werden zur weiteren Verbesserung der Imprägnierung die Aluminiumfolien so angeordnet, daß ihre glatte oder glänzende Fläche der rauhen Fläche der Hazy-Folie gegenüberliegt. Diese Anordnung wird als glatt-neben-rauh bezeichnet. Die Hazy-Folienbänder können auf einer oder beiden Seiten mit der erforderlichen, unebenen oder rauhen Fläche ausgebildet sein. Die hier beschriebene Hazy-Folie hat nur auf einer Seite eine rauhe Fläche. Bei der Verwendung von zwei derartigen Polypropylen-Folienbändem erhalten diese ebenfalls die Anordnung rauh-neben-glatt, so daß die glatte Räche jedes Elektrodenfolienbandes im ganzen Wickel einer rauhen Räche eines Hazy-Folienbandes benachbart ist Dadurch wird die einheitliche Imprägnierung des Wickels erleichtert.The arrangement (33) shown in FIG. 6 has two textured metal foils (34) and (35) and two Hazy foil strips (36) and (37) arranged between them. In the technical production of aluminum foil, this usually has a smooth, shiny surface on the one hand and a rough or matt surface on the other. For rolling the metal foil, two metal foil strips lying one on top of the other are passed between the rollers, the surfaces of the strips lying against one another being made rougher than the surfaces touched by the rollers. It has now been shown that the matt surface increases the space factor and thereby improves the impregnation. Therefore, to further improve the impregnation, the aluminum foils are arranged so that their smooth or glossy surface is opposite to the rough surface of the Hazy foil. This arrangement is called smooth-next-to-rough. The Hazy film tapes can be formed on one or both sides with the required, uneven or rough surface. The Hazy film described here only has a rough surface on one side. If two such polypropylene film tapes are used, they also have the rough-next-to-smooth arrangement, so that the smooth surface of each electrode film strip is adjacent to a rough surface of a Hazy film strip in the entire winding. This facilitates the uniform impregnation of the winding.

Eine weitere Abänderung gegenüber der Fig. 6 ist in Fig. 7 gezeigt Dort umfaßt die Anordnung (38) zwei Hazy-Folien (36) und (37), die rauh-neben-rauh angeordnet sind. Dabei können eine oder beide rauhen Flächen der Elektrodenfolienbänder neben eine glatte Fläche eines Kunstharzfolienbandes zu liegen kommen. Vorzugsweise ist jedoch das eine Elektrodenfolienband umgekehrt angeordnet wie das andere. Die Imprägnierflüssigkeit dringt in die rauhen Rächen zwischen den Kunstharzfolienbändem ein und gelangt dann seitwärts durch die Kunstharzfolienbänder in die Bereiche zwischen den Kunstharz- und den Metallfolienbändem. In diese Bereiche gelangt die Rüssigkeit auch von den Enden des Wickels längs der Oberflächen der Elektrodenfolien.A further modification compared to FIG. 6 is shown in FIG. 7. The arrangement (38) there comprises two Hazy foils (36) and (37), which are arranged rough-by-rough. One or both rough surfaces of the electrode foil strips can come to rest next to a smooth surface of a synthetic resin foil strip. However, one electrode foil strip is preferably arranged in the opposite way to the other. The impregnation liquid penetrates into the rough areas between the synthetic resin film tapes and then passes sideways through the synthetic resin film tapes into the areas between the synthetic resin and metal foil tapes. The liquid also reaches these areas from the ends of the roll along the surfaces of the electrode foils.

Eine weitere Abänderung ist in Fig. 8 dargestellt. Die dort gezeigte Anordnung (39) umfaßt zwei texturierte Elektrodenfolien (34) und (35) und zwei zwischen ihnen angeordnete Hazy-Folienbänder (36) und (37). Diese sind glatt-neben-glatt angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die Anordnung der glatten und der rauhen. Rächen der Elektrodenfolienbänder nicht sehr wichtig. Vorzugsweise ist jedoch das eine Elektrodenfolienband umgekehrt angeordnet wie das andere.Another modification is shown in FIG. 8. The arrangement (39) shown there comprises two textured electrode foils (34) and (35) and two Hazy foil strips (36) and (37) arranged between them. These are arranged smooth-next-to-smooth. In this embodiment, the arrangement is smooth and rough. Avenging the electrode foil tapes is not very important. However, one electrode foil strip is preferably arranged in the opposite way to the other.

Eine weitere Abänderung ist in Fig. 9 veranschaulicht. Dort umfaßt die Anordnung (40) zwei texturierte Metallfolien (34) und (35), zwischen denen drei Hazy-Folienbänder (36, 37) und (41) angeordnet sind. Vorzugsweise sind alle Kunstharzfolienbänder glatt-neben-rauh angeordnet, doch könnten die Bänder auch unterschiedlich angeordnet sein. Die Elektrodenfolienbänder sind so angeordnet, daß eine glatte Metallfolienfläche einer rauhen Räche eines Kunstharzfolienbandes benachbart ist. Durch die Verwendung von drei Kunstarzfolienbändem gemäß Fig. 9 anstelle von zwei Kunstahrzfolienbändem gemäß Fig. 6 kann man den zusätzlichen Vorteil erzielen, daß der Kondensator eine höhere Durchschlagsfestigkeit besitzt. Man kann natürlich auch mehr als drei Kunstharzfolienbänder oder nur ein einziges Kunstharzfolienband verwenden.Another modification is illustrated in FIG. 9. There, the arrangement (40) comprises two textured metal foils (34) and (35), between which three Hazy foil strips (36, 37) and (41) are arranged. All synthetic resin film tapes are preferably arranged smooth-next-rough, but the tapes could also be arranged differently. The electrode foil strips are arranged such that a smooth metal foil surface is adjacent to a rough surface of a synthetic resin foil strip. By using three synthetic film tapes according to FIG. 9 instead of two synthetic film tapes according to FIG. 6, one can achieve the additional advantage that the capacitor has a higher dielectric strength. Of course, you can also use more than three synthetic resin film tapes or only one synthetic resin film tape.

In manchen Fällen und bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann es zweckmäßig sein, einen Rand eines Folienelektrodenbandes umzufalten, weil am Rand der Metallfolie eine höhere Beanspruchung auftritL Die Elektrodenfolien haben gewöhnlich scharfe Kanten, weil die Folienbänder in der gewünschten Breite durch Längszerteilen eines breiteren Bandes hergestellt werden. Dieses Längszerteilen wird meistens mit einer Schere durchgeführt. Dabei erhält das Metallfolienband eine scharfe Kante, die manchmal auch unregelmäßig ist, weil -6-In some cases and in each of the described embodiments, it may be expedient to fold over an edge of a foil electrode strip because greater stress occurs at the edge of the metal foil. The electrode foils usually have sharp edges because the foil strips are produced in the desired width by longitudinally dividing a wider strip . This longitudinal cutting is usually done with scissors. The metal foil strip is given a sharp edge, which is sometimes irregular because -6-

Nr. 391 960 gratartige Vorsprünge vorhanden sind, von denen Koronaentladung ausgehen. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist zwischen den Elektrodenfolienbändem (34) und (35) an den Enden (29) und (30) (Fig. 1) des Wickels ein starkes Spannungsbeanspruchungsfeld vorhanden, so daß scharfe Kanten oder andere Unstetigkeiten eine Koronaentladung verursachen oder fördern können. Bei der Verwendung von Flüssigkeiten mit niedrigerer Dielektrizitätskonstante, beispielsweise im Bereich von 2,0 bis 3,0 kann es an diesen Stellen leichter zu einer Koronaentladung kommen als bei der Verwendung von Flüssigkeiten mit einer Dielektrizitätskonstante über etwa 3,0 z. B. chlorierten Diphenylen und Estern, weil die Flüssigkeiten an diesen Stellen stärker beansprucht werden. Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform werden die Wirkungen dieser hohen Beanspruchungen vermindertNo. 391 960 there are burr-like protrusions from which corona discharge emanate. As can be seen from Fig. 6, there is a strong stress field between the electrode foil tapes (34) and (35) at the ends (29) and (30) (Fig. 1) of the coil, so that sharp edges or other discontinuities cause corona discharge or can promote. When using liquids with a lower dielectric constant, for example in the range from 2.0 to 3.0, corona discharge can occur more easily at these points than when using liquids with a dielectric constant above about 3.0 z. B. chlorinated diphenyls and esters, because the liquids are stressed more at these points. In the embodiment shown in Fig. 10, the effects of these high stresses are reduced

Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung (42) umfaßt ein breiteres Elektrodenfolienband (43) und ein schmäleres Elektrodenfolienband (44). Diese Bänder sind einander gegenüberliegend angeordnet und werden als obere Elektrodenfolie (43) und unter Elektrodenfoüe (44) bezeichnet. Bei dieser Anordnung ist zwischen den einander gegenüberliegenden Elektrodenfolienrändem ein größerer Abstand vorhanden. Es ist jedoch bekannt, daß am Rand der schmäleren Elektrode eine höhere Spannungsbeanspruchung auftritt. Gemäß der Fig. 10 hat die schmälere Elektrodenfolie (44) an beiden Seiten über ihre ganze Länge im Wickel einen umgefalteten Rand (45), der dem Bereich, in dem die hohe Beanspruchung auftritt, eine glatt abgerundete Fläche zukehrt, an der die Spannungsbeanspruchung vermindert wird. Ferner hat die Flüssigkeitsschicht zwischen dem umgefalteten Rand und dem benachbarten Polypropylenfolienband eine geringe Dicke, so daß die Gefahr eines Durchschlags durch die eine niedrige Dielektrizitätskonstante besitzende Flüssigkeit in diesem Bereich vermindert wird.The arrangement (42) shown in FIG. 10 comprises a wider electrode foil strip (43) and a narrower electrode foil strip (44). These strips are arranged opposite one another and are referred to as the upper electrode foil (43) and under the electrode foil (44). With this arrangement, there is a greater distance between the mutually opposite electrode foil edges. However, it is known that a higher voltage stress occurs at the edge of the narrower electrode. According to FIG. 10, the narrower electrode foil (44) has a folded edge (45) over its entire length in the winding on both sides, which faces the area in which the high stress occurs, a smoothly rounded surface on which the stress stress is reduced becomes. Furthermore, the liquid layer between the folded edge and the adjacent polypropylene film strip has a small thickness, so that the risk of breakdown by the liquid having a low dielectric constant is reduced in this area.

Wenn man die beiden Ränder der Elektrodenfolie umfaltet, muß man auch den vorlaufenden und den nachlaufenden Rand der Elektrodenfolie umfalten oder auf andere Weise dafür sorgen, daß die Beanspruchung an diesen Stellen vermindert wird. Befriedigende Ergebnisse werden erzielt, wenn der Rand über etwa 3,175 bis 12,7 mm, vorzugsweise zwischen 6,35 bis 9,5 mm, umgelegt wird. Für die Unterbringung des umgefalteten Randes kann es notwendig sein, den Raumfaktor zusätzlich zu erhöhen. Mit oder ohne umgefaltete Elektrodenfolie werden im Rahmen der Erfindung die besten Ergebnisse erzielt, wenn der schließlich erhaltene Raumfaktor ebensohoch oder höher ist als der Raumfaktor, bei dem die Polypropylenfolie im Kondensator unter der Einwirkung der Flüssigkeit vollständig und ungehindert quellen kann. Die beschriebenen Polypropylenfolien quellen in Kondensatoren gemäß dem nachstehenden Beispiel unter der Einwirkung der darin verwendeten Hüssigkeiten gewöhnlich um etwa 10 bis 18 Vol. %. Auf keinen Fall dürfen der Eintritt und der Austritt der Flüssigkeit in den Kondensator oder in die Polypropylenfolie oder in die Folienzwischenräume oder aus ihnen durch das Quellen der Kunstharzfolie behindert werden.If you fold over the two edges of the electrode foil, you must also fold over the leading and trailing edge of the electrode foil or in some other way ensure that the stress at these points is reduced. Satisfactory results are achieved if the edge is folded over about 3.175 to 12.7 mm, preferably between 6.35 to 9.5 mm. It may be necessary to increase the space factor in order to accommodate the folded edge. With or without a folded-over electrode film, the best results are achieved within the scope of the invention if the space factor finally obtained is just as high or higher than the space factor at which the polypropylene film in the capacitor can swell completely and unhindered under the action of the liquid. The polypropylene films described usually swell in capacitors according to the example below under the action of the cakes used therein by about 10 to 18% by volume. Under no circumstances should the entry and exit of the liquid into the condenser or into the polypropylene film or into the film interstices or from them be prevented by the swelling of the synthetic resin film.

Im Rahmen der Erfindung können in den Kondensatoren zahlreiche verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden. Zu ihnen gehören Ester, Kohlenwasserstoffe und synthetische Flüssigkeiten, wie Alkane und Biphenyle. Die Dielektrizitätskonstante dieser Flüssigkeiten kann im Bereich von etwa 2,5 bis über etwa 5 liegen. Die Beanspruchung des Dielektriumsystems wird auf dessen Materialien in einem deren Dielektrizitätskonstanten entsprechenden Verhältnis aufgeteilt. Bei Flüssigkeiten mit höheren Dielektrizitätskonstanten muß die Kunsthaizfolie eine höhere Beanspruchung aufnehmen. Da die Polypropylenfolie eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2,5 besitzt, werden Hüssigkeiten mit einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante stärker beansprucht, so daß es an den Rändern des Wickels leichter zu Koronaentladungen kommen kann.Within the scope of the invention, numerous different liquids can be used in the capacitors. They include esters, hydrocarbons and synthetic liquids such as alkanes and biphenyls. The dielectric constant of these liquids can range from about 2.5 to about 5. The stress on the dielectric system is divided between its materials in a ratio corresponding to their dielectric constant. In the case of liquids with higher dielectric constants, the synthetic film has to withstand higher loads. Since the polypropylene film has a dielectric constant of approximately 2.5, bumps with a lower dielectric constant are subjected to greater stress, so that corona discharges can more easily occur at the edges of the winding.

Zu den geeigneten Flüssigkeiten gehören Alkylbenzol-, Alkylnaphthalin-, Alkylbiphenyl-, Alkylpolyphenyl- und Alkylaryläther und deren alkylsubstituierte Derivate, ferner Diarylalkane und deren alkylsubstituierte Derivate, sowie Diaryläther und deren alkylsubstituierte Derivate, wobei die genannten Alkylgruppen und Alkane 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatome besitzen, die genannten Arylradikale das Phenyl-, Naphthyl-, Biphenyl- oder Polyphenylradikal umfassen und die genannten Polyphenyle 3 bis etwa 5 Phenylgruppen enthalten. Beispielsweise kann im Rahmen der Erfindung als Flüssigkeiten das Diarylalkan(phenylxylyläthan) verwendet werden, das von der Firma Nippon Oil Company in Japan unter der Bezeichnung Nisseki-Kondensatoröl S (PXE) erhältlich istSuitable liquids include alkylbenzene, alkylnaphthalene, alkylbiphenyl, alkylpolyphenyl and alkylaryl ethers and their alkyl-substituted derivatives, furthermore diarylalkanes and their alkyl-substituted derivatives, and diaryl ethers and their alkyl-substituted derivatives, the alkyl groups and alkanes mentioned having 1 to about 20 carbon atoms, said aryl radicals include phenyl, naphthyl, biphenyl or polyphenyl radical and said polyphenyls contain 3 to about 5 phenyl groups. For example, diarylalkane (phenylxylylethane), which is available from the Nippon Oil Company in Japan under the name Nisseki condenser oil S (PXE), can be used as liquids in the context of the invention

Eine weitere geeignete Flüssigkeit ist das Monoisopropylbiphenyl (MIPB), das aus einem sorgfältig abgestimmten Gemisch von meta- und para-substituierten Biphenylderivaten besteht. Es hat die allgemeine Formel und das Molekulargewicht 1963 und wird durch die Strukturformel H (CH3)2 dargestellt. -7-Another suitable liquid is monoisopropylbiphenyl (MIPB), which consists of a carefully balanced mixture of meta- and para-substituted biphenyl derivatives. It has the general formula and molecular weight 1963 and is represented by the structural formula H (CH3) 2. -7-

Nr. 391 960No. 391 960

Das Monoisopropylbiphenyl ist im Handel u. a. von der Firma Monsanto (USA) erhältlich; das gilt auch für verschiedene Gemische von Mono-, Di- und anderen Isopropylbiphenylen.The monoisopropylbiphenyl is commercially available u. a. available from Monsanto (USA); this also applies to various mixtures of mono-, di- and other isopropylbiphenyls.

Die erfindungsgemäßen Kondensatoren können in der bei Kondensatoren mit Polypropylenfolien üblichen Weise imprägniert werden, beispielsweise nach den Angaben der US-PS 3,363.156. Vorzugsweise werden jedoch beim Trocknen und Evakuieren niedrigere Temperaturen im Bereich von etwa 30 bis 110 °C, vorzugsweise 90 bis 110 °C und Drücke von unter etwa 8 Pa angewendet, und befindet sich beim Einfüllen der Flüssigkeit in den Kondensator dieser auf einer Temperatur von 30 bis 80 °C und die Flüssigkeit auf einer Temperatur von 30 bis 50 °C. Man kann die Kondensatoren dann in einen Ofen einbringen und bis zu 40 Stunden lang auf einer Temperatur im Bereich von etwa 40 bis 100 °C, vorzugsweise von etwa 60 bis 90 °C, halten.The capacitors according to the invention can be impregnated in the manner customary for capacitors with polypropylene films, for example according to the information in US Pat. No. 3,363,156. However, preferably lower temperatures in the range from approximately 30 to 110 ° C., preferably 90 to 110 ° C. and pressures of less than approximately 8 Pa are used for drying and evacuation, and the liquid is filled into the condenser at a temperature of 30 to 80 ° C and the liquid at a temperature of 30 to 50 ° C. The capacitors can then be placed in an oven and maintained at a temperature in the range of about 40 to 100 ° C, preferably about 60 to 90 ° C, for up to 40 hours.

Aus den nachstehenden Ausführungsbeispielen geht hervor, daß durch die Erfindung ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden können. Dabei lagen die Raumfaktoren der Kondensatoren im Bereich von etwa 5 bis etwa 8 %. Die Rauhheit, der Hazy-Folien entsprach einem Raumfaktor von etwa 10 bis 30 % der Polypropylenfolie allein. Als Flüssigkeiten wurden PXE (Flüssigkeit A, bezogen von der Firma Nippon Chemical Company unter der Bezeichnung Nisseki Kondensatoröl S, mit einem Gehalt von etwa 97 % Phenylxylyläthan, Rest ein Isomerengemisch), sowie MIPB (Flüssigkeit B, bezogen von der Firma Tanatex Company unter der Bezeichnung Sure-Sol 250) verwendet. In jedem Fall wurde die Flüssigkeit auf eine hohe Reinheit gereinigt und mit einem Zusatz von 0,6 bis 0,8 Gew.-% eines Epoxids, z. B. des von der Union Carbide Company in USA erhältlichen ERL 4221, und etwa 0,01 bis 0,10 Gew.-% eines Antioxidans, z.B. 2,6-Di-tert.Butyl-p-kresol, versehen.The following examples show that excellent results can be obtained by the invention. The space factors of the capacitors were in the range from about 5 to about 8%. The roughness of the Hazy films corresponded to a space factor of about 10 to 30% of the polypropylene film alone. The liquids used were PXE (liquid A, obtained from Nippon Chemical Company under the name Nisseki condenser oil S, containing about 97% phenylxylylethane, the remainder being an isomer mixture), and MIPB (liquid B, obtained from Tanatex Company under the Designation Sure-Sol 250) used. In each case the liquid was cleaned to high purity and with the addition of 0.6-0.8% by weight of an epoxide, e.g. B. ERL 4221 available from the Union Carbide Company in the USA, and about 0.01 to 0.10% by weight of an antioxidant, e.g. 2,6-di-tert-butyl-p-cresol.

Beispiel 1example 1

In der als bevorzugt angegebenen Weise wurden mehrere Kondensatoren gemäß den Fig. 3, 5 und 6 zusammengesetzt. Die Kondensatorwickel waren 269,7 mm lang und enthielten texturierte Aluminiumfolienelektroden in einer Dicke von etwa 5,6 pm mit 20/20 Kuppen pro cm, ferner zwei Lagen aus Hazy-Folie aus Polypropylen mit einem Raumfaktor von etwa 10 bis 30 %, wobei das eine Harzfolienband eine Dicke von 18 pm und das andere eine Dicke von 25 pm besaß. Jeder Kondensator hatte eine Höhe von etwa 660 mm.In the manner indicated as preferred, several capacitors according to FIGS. 3, 5 and 6 were put together. The capacitor windings were 269.7 mm long and contained textured aluminum foil electrodes in a thickness of about 5.6 pm with 20/20 domes per cm, furthermore two layers of Hazy foil made of polypropylene with a space factor of about 10 to 30%, whereby the one resin film tape was 18 µm thick and the other 25 µm thick. Each capacitor was approximately 660 mm high.

Die zusammengesetzten Kondensatoren wurden im Ofen bei einer Temperatur im Bereich von 85 bis 100 °C und einem Vakuum von unter 8 Pa etwa 26 Stunden lang getrocknet. Dann wurden die Kondensatoren auf eine Temperatur im Bereich von etwa 50 bis 80°C abkühlen gelassen und wurde die Imprägnierflüssigkeit im Vakuum bei einer Temperatur von etwa 40 bis 50 °C in den Kondensator eingefüllt. Die gefüllten Kondensatoren wurden wieder in einen Ofen eingebracht und auf etwa 65 bis 85 °C erhitzt Nachdem sich die Temperatur stabilisiert hatte, wurden die Kondensatoren etwa 20 Stunden lang im Ofen durchwärmt Danach wurde die Temperatur auf Zimmertemperatur herabgesetzt und das Durchwärmen für 20 Stunden wiederholt. Dann wurden die Kondensatoren auf Zimmertemperatur gebracht, dicht verschlossen und bestimmten elektrischen Prüfungen unterworfen.The composite capacitors were oven dried at a temperature in the range of 85 to 100 ° C and a vacuum below 8 Pa for about 26 hours. Then the capacitors were allowed to cool to a temperature in the range of about 50 to 80 ° C and the impregnating liquid was filled in the condenser in a vacuum at a temperature of about 40 to 50 ° C. The filled capacitors were returned to an oven and heated to about 65-85 ° C. After the temperature stabilized, the capacitors were heated in the oven for about 20 hours. Thereafter, the temperature was lowered to room temperature and the heating was repeated for 20 hours. Then the capacitors were brought to room temperature, sealed and subjected to certain electrical tests.

In den nachstehenden Tabellen ist mit KES die Koronaeinsatzspannung bezeichnet. Die angegebenen Werte sind der Mittelwert von drei Ablesungen. Mit KLS ist die Koronalöschspannung bezeichnet. Der Verlustfaktor VF ist als Verlustleistung in % oder als tg 0 angegeben. Trotz der sehr strengen Auslegungs- und Prüfungskriterien, die bei diesen Kondensatoren angewendet wurden, ergaben die Prüfungen, daß die Kondensatoren ausgezeichnete reproduzierbare Eigenschaften besaßen. (Es folgt eine Tabelle) -8-In the tables below, KES is the corona threshold voltage. The values given are the average of three readings. The corona erasure voltage is designated by KLS. The loss factor VF is given as power loss in% or as tg 0. Despite the very strict design and testing criteria applied to these capacitors, the tests showed that the capacitors had excellent reproducible properties. (A table follows) -8-

Nr. 391960No. 391960

Dicke des Diel., pm 35,0 35,0 35,0 35,0 43,0 43,0 Durchschlagsfestigk., V 1680 1680 1680 1680 1990 1990 Kapazität pro Rolle pF 7 7 7 7 4 4 KES, Durchschn. 3100 3200 3300 3100 3700 3200 3000 3400 KLS, Durchschn. 2600 2500 2600 2500 3000 2700 2400 3100 Temp., °C 25 25 25 25 25 80 25 80 Dicke des Diel., pm 43,0 43,0 Durchschlagsfestigkeit., V 1990 1990 Kapazität pro Rolle, pF 4 4 KES, Durchschn. 3900 4250 3900 5200 KLS, Durchschn. 3000 2200 3200 4300 KES, 250 h 3700 3400 3800 3300 KLS, 250 V 3300 2700 3500 3000 Temp., °C 25 80 25 80 Durchschlagsfestigk., V 1990 Kapazität pro Rolle, pF 4 KES, Durchsch. 3600 3600 3700 3500 KES, 250 h 3000 3100 3100 3000 KES, 1000 h 3200 3000 3600 3800 KLS, 1000 h 3100 2700 3400 3400 Temp., °C 25 25 25 • 25Thickness of the board, pm 35.0 35.0 35.0 35.0 43.0 43.0 Dielectric strength, V 1680 1680 1680 1680 1990 1990 Capacity per roll pF 7 7 7 7 4 4 KES, avg. 3100 3200 3300 3100 3700 3200 3000 3400 KLS, avg. 2600 2500 2600 2500 3000 2700 2400 3100 Temp., ° C 25 25 25 25 25 80 25 80 Thickness of the board., Pm 43.0 43.0 Dielectric strength., V 1990 1990 Capacity per roll, pF 4 4 KES, Avg. 3900 4250 3900 5200 KLS, avg. 3000 2200 3200 4300 KES, 250 h 3700 3400 3800 3300 KLS, 250 V 3300 2700 3500 3000 Temp., ° C 25 80 25 80 Dielectric strength, V 1990 Capacity per roll, pF 4 KES, Durchs. 3600 3600 3700 3500 KES, 250 h 3000 3100 3100 3000 KES, 1000 h 3200 3000 3600 3800 KLS, 1000 h 3100 2700 3400 3400 Temp., ° C 25 25 25 • 25

Aus den vorstehenden Daten geht hervor, daß diese Kondensatoren einer starken Spannungsbeanspruchung unterworfen wurden und sehr hohe und stabile, reproduzierbare KES- und KLS-Werte zeigten. Zur Dauerprüfung wurde an die Kondensatoren die Nennspannung angelegt Nach 250 Stunden wurden die Kondensatoren erneut der elektrischen Prüfung unterworfen, die »'gab, daß keine Kondensatoren ausgefallen waren und keine beträchtlichen Veränderungen stattgefunden hatten. Dann wurde die Dauerprüfung bis zu einer Gesamtzeit von 1000 Stunden fortgesetzt worauf einzelne Kondensatoren aus jedem Beispiel erneut geprüft wurden: Der KES- und der KLS-Wert blieben befriedigend und waren insgesamt besser. Auch bei den Prüfungen auf Verlustfaktor und Kapazität waren die Ergebnisse ausgezeichnet wobei der Verlustfaktor im Lauf der Zeit besser wurde und an 120 % der Nennspannung bei 85 °C nach 1000 Stunden etwa 0,01 % betrug.From the above data it can be seen that these capacitors were subjected to a high voltage stress and showed very high and stable, reproducible KES and KLS values. The nominal voltage was applied to the capacitors for the endurance test. After 250 hours, the capacitors were again subjected to the electrical test, which indicated that no capacitors had failed and no significant changes had taken place. Then the endurance test was continued up to a total of 1000 hours, after which individual capacitors from each example were tested again: the KES and KLS values remained satisfactory and were overall better. The results for the loss factor and capacity tests were also excellent, with the loss factor improving over time and being around 0.01% at 120% of the nominal voltage at 85 ° C after 1000 hours.

Beispiel 2Example 2

In der im Beispiel 1 angegebenen Weise wurden sieben weitere Kondensatoren hergestellt wobei die Rolle 571,5 mm lang war. Das Dielektrikum bestand aus einer 18 pm dicken Folie und einer 25 pm dicken Folie. Diese Kondensatoren hatten eine Nennkapazität von 52 pF und eine Nenn-Blindleistung von 75 kVA bei einer -9-In the manner given in Example 1, seven further capacitors were produced, the roll being 571.5 mm long. The dielectric consisted of an 18 pm thick film and a 25 pm thick film. These capacitors had a nominal capacitance of 52 pF and a nominal reactive power of 75 kVA at a -9-

Nr. 391960No. 391960

Nennspannung von 1990 V an den durch das Dielektrikum getrennten Metallfolien. Die Kondensatoren wurden einer Dauerprüfung bei Spannungen im Bereich von 2350 bis 3600 V und Temperaturen im Bereich von Zimmertemperatur bis 70 °C unterworfen. Alle geprüften Kondensatoren hatten bei den die Nennspannung übersteigenden Spannungen eine Standzeit von mehr als 500 h. Daraus geht die Verbesserung des Dielektrikums hervor.Nominal voltage of 1990 V on the metal foils separated by the dielectric. The capacitors were subjected to a continuous test at voltages in the range from 2350 to 3600 V and temperatures in the range from room temperature to 70 ° C. All the capacitors tested had a service life of more than 500 h at the voltages exceeding the nominal voltage. This leads to the improvement of the dielectric.

Beispiel 3Example 3

In der im Beispiel 1 angegebenen Weise wurden weitere Gruppen von Kondensatoren mit verschiedenen Nennspannungen hergestellt und geprüft. Die Kondensatoren der letzten Gruppe hatten einen langen Wickel von 571,5 mm. Die Kondensatoren der anderen Gruppen hatten 287,5 mm lange Wickel. Die Spannung an den Elektrodenfolien betrug zwischen 1800 und 1990 V und die Dicke des Dielektrikums zwischen den Elektrodenfolien 38 bis 43. pm. Der Gesamtraumfaktor der Kondensatorrolle lag vor dem Imprägnieren im Bereich von 20 bis 30 %. Die Ergebnisse zeigen, daß die Kondensatoren gemäß der Erfindung mit reproduzierbaren Eigenschaften hergestellt werden können.In the manner given in Example 1, further groups of capacitors with different nominal voltages were manufactured and tested. The capacitors of the last group had a long coil of 571.5 mm. The capacitors of the other groups had 287.5 mm long coils. The voltage on the electrode foils was between 1800 and 1990 V and the thickness of the dielectric between the electrode foils was 38 to 43 μm. The total space factor of the capacitor roll was in the range of 20 to 30% before impregnation. The results show that the capacitors according to the invention can be manufactured with reproducible properties.

Anzahl dernumber of

Kondensatoren 36 48 30 30 27 Blind-kVA 200 200 200 200 200 Nennspannung, V 9960 14400 7620 7620 12470 VF bei 85 °C 0,021 0,018 0,021 0,025 0,015 Nach 60 h an 120% der Nennspannung Gqjrüft 36 9 9 7 Bestanden 36 9 9 7 - Ausgefallen 0 0 0 0 -Capacitors 36 48 30 30 27 Blind kVA 200 200 200 200 200 Nominal voltage, V 9960 14400 7620 7620 12470 VF at 85 ° C 0.021 0.018 0.021 0.025 0.015 After 60 h at 120% of the nominal voltage Gqjrüf 36 9 9 7 Passed 36 9 9 7 - Failed 0 0 0 0 -

Beispiel 4Example 4

In der im Beispiel 1 angegebenen Weise wurden mehrere Kondensatoren hergestellt, die eine Wickellänge von 287,5 mm und eine Kapazität von 4 pF pro Rolle hatten und deren Nennspannung an den Elektrodenfolien 1990 V betrug. Beide Ränder einer innen angeordneten Metallfolie waren gemäß Fig. 8 9,5 mm umgefaltet worden. Die elektrische Prüfung dieser Kondensatoren ergab deutlich höhere KES- und KLS-Werte als bei nicht umgefalteten Metallfölienrändem.In the manner given in Example 1, several capacitors were produced which had a winding length of 287.5 mm and a capacitance of 4 pF per roll and whose nominal voltage on the electrode foils was 1990 V. Both edges of an internally arranged metal foil had been folded over 9.5 mm according to FIG. 8. The electrical testing of these capacitors showed significantly higher KES and KLS values than with non-folded metal foil edges.

Beispiel 5Example 5

Bei diesem Beispiel wurden Kondensatoren mit 381 mm langem Wickel hergestellt, bei denen die texturierten Metallfolien 47/47 Kuppen pro cm besaßen, wie es anhand der Fig. 11 beschrieben wurde. Der Raumfaktor des Kondensators lag zwischen 5 und 10 %. Die Wickel waren für eine Nennspannung von 1670 V ausgelegt. In dem Dielektrikum wurden gemäß den Fig. 3,5 und 6 eine 16,5 pm dicke Kunstharzfolie mit einem Raumfaktor von 5 bis 10 % und eine 17,8 pm dicke Kunstharzfolie mit einem Raumfaktor von 5 bis 10 % verwendet. Die Imprägnierung erfolgte gemäß Beispiel 1.In this example, capacitors with a 381 mm long winding were produced in which the textured metal foils had 47/47 domes per cm, as was described with reference to FIG. 11. The space factor of the capacitor was between 5 and 10%. The windings were designed for a nominal voltage of 1670 V. 3.5 and 6, a 16.5 μm thick synthetic resin film with a space factor of 5 to 10% and a 17.8 μm thick synthetic resin film with a space factor of 5 to 10% were used in the dielectric. The impregnation was carried out according to Example 1.

Diese Kondensatoren wurden nun bei Temperaturen von -40 bis +25 °C und Spannungen bis über 180 % der Nennspannung auf ihre Koronaeinsatzspannung und auf ihre Koronalöschspannung geprüft, die mit etwa 160 % der Nennspannung ermittelt wurde. Die Werte für beide Parameter waren bei allen geprüften Kondensatoren ausgezeichnetThese capacitors have now been tested at temperatures of -40 to +25 ° C and voltages up to over 180% of the nominal voltage for their corona threshold voltage and for their corona extinction voltage, which was determined with approximately 160% of the nominal voltage. The values for both parameters were excellent for all tested capacitors

Die Verwendung von vollflächig texturierten Metallfolien gemäß der Erfindung zusammen mit Hazy-Folien verbessert die Imprägnierung des Kondensators, wobei zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden. Jede Folie einer dieser beiden Arten stützt eine Folie der anderen Art ab und ergänzt sie in ihrer Funktion in Bereichen, in denen die an zweiter Stelle genannte Folie funktionell mangelhaft sein könnte. Dadurch werden die ausgezeichneten hohen Werte beispielsweise für die Koronalöschspannung erzielt.The use of full-surface textured metal foils according to the invention together with Hazy foils improves the impregnation of the capacitor, with reliably reproducible results. Each film of one of these two types supports a film of the other type and complements its function in areas in which the film mentioned second could be functionally defective. As a result, the excellent high values for corona erasure voltage are achieved.

Die Kombination ermöglicht eine Herabsetzung der bei allen Folienkondensatoren so anspruchsvollen Anforderungen an die Imprägnierung und führt zu einem Aufbau, der für verschiedene Imprägnierverfahren geeignet ist, z. B. für Verfahren, die mit einem Verteilerrohr oder durch Eintauchen durchgeführt werden. Man kann Polypropylenfolien und andere Kunstharzfolien ohne weiteres mit einer Oberflächenrauhheit hersteilen, die kleiner oder größer ist als die der im Rahmen der Erfindung bevorzugten Hazy-Folie und beispielsweise einem Raumfaktor von weniger als etwa 5,0 % entspricht Die texturierte Metallfolie gemäß der Erfindung kann in der -10- neuartigen Weise als Abstandhalter zusammen mit Kunstharzfolien mit einem Raumfaktor im ganzen Bereich von etwa 5,0 bis über 30,0 % verwendet werden. Die Raumfaktoren der texturierten Metallfolie können höher oder niedriger sein als die Raumfaktoren der Kunstharzfolie. Vorzugsweise liegt der Raumfaktor der Kunstharzfolie im Bereich von etwa 5,0 bis 30,0 % und beträgt die Dicke der texturierten Metallfolie etwa das 2- bis 5-fache ihrer ursprünglichen Dicke. Wenn man die vollflächig texturierte Metallfolie von zusammengesetzten Kondensatoren entfernt und untersucht, erkennt man Bereiche von minimaler Dicke und einige wenige Bereiche von maximaler Dicke. Daraus geht hervor, daß sich die Metallfolie dem vorhandenen Raum und den vorhandenen Drücken anpaßt, wobei die Zwischenräume auf Variationen der Dicke der Hazy-Folie, Toleranz-Fehlanpassungen oder ein ungleichmäßiges Wickeln zurückzuführen sein können. Diese Untersuchung läßt auch erkennen, daß kleinere Kuppen mit einer größeren Kuppendichte einem Flaschendrücken einen hohen Widerstand entgegensetzen und bei der Herstellung in hohem Maße erhalten bleiben. Diese Untersuchung zeigt ferner, daß ein zu starkes Flachdrücken ein Zeichen dafür ist, daß die Kuppen höher sind als notwendig. Es wird daher eine Kuppendichte von mehr als etwa 40/40 je cm bevorzugt. Die meisten gemäß den vorstehenden Beispielen hergestellten Kondensatoren waren Hochspannungskondensatoren zur Korrektur des Leistungsfaktors. Die Nennspannungen derartiger Kondensatoren können im Bereich von etwa 600 V Wechselstrom bis über etwa 13800 V Wechselstrom liegen, und ihre Dielektrika können hohen Spannungsbeanspruchungen unterworfen sein. Die Nennwerte für die Blindleistung dieser Kondensatoren liegen im Bereich von etwa 50 bis über 400 Blind-kVA. Bei derartigen Kondensatoren kann die Erfindung mit größtem Vorteil angewendet werden.The combination enables a reduction in the impregnation requirements, which are so demanding for all film capacitors, and leads to a structure that is suitable for various impregnation processes, eg. B. for processes that are carried out with a manifold or by immersion. One can easily produce polypropylene foils and other synthetic resin foils with a surface roughness which is smaller or larger than that of the Hazy foil preferred in the context of the invention and corresponds, for example, to a space factor of less than about 5.0%. The textured metal foil according to the invention can be produced in the -10- new way to be used as a spacer together with synthetic resin films with a space factor in the entire range from about 5.0 to over 30.0%. The space factors of the textured metal foil can be higher or lower than the space factors of the synthetic resin foil. The space factor of the synthetic resin foil is preferably in the range of approximately 5.0 to 30.0% and the thickness of the textured metal foil is approximately 2 to 5 times its original thickness. If one removes and examines the full-surface textured metal foil from assembled capacitors, one recognizes areas of minimal thickness and a few areas of maximum thickness. It can be seen that the metal foil adapts to the available space and the existing pressures, the gaps being due to variations in the thickness of the Hazy foil, tolerance mismatches or an uneven winding. This investigation also reveals that smaller domes with a larger domed density offer a high resistance to bottle squeezing and are largely preserved during manufacture. This study also shows that excessive flattening is a sign that the crests are higher than necessary. A dome density greater than about 40/40 per cm is therefore preferred. Most of the capacitors made according to the above examples were high voltage capacitors for correcting the power factor. The nominal voltages of such capacitors can range from about 600 V AC to about 13800 V AC, and their dielectrics can be subjected to high voltage stresses. The nominal values for the reactive power of these capacitors are in the range from about 50 to over 400 reactive kVA. The invention can be used with the greatest advantage in such capacitors.

Im Rahmen der Erfindung ist es sehr zweckmäßig, die Hazy-Folie zu verwenden, weil sie eine zuverlässige Einstellung des Raumfaktors und besonders bei Kondensatoren mit kurzen Wickeln die Herstellung eines Kondensators nur mit Hazy-Folien und der vollflächig texturierten Metallfolie ermöglicht. In manchen Fällen kann man jedoch auch durch Verwendung der texturierten Metallfolie allein oder durch Verwendung der Hazy-Folie allein eine Verbesserung erzielen. Bei ihrer gemeinsamen Verwendung ist manchmal der Beitrag der Folien der einen bzw. anderen Art nicht eindeutig erkennbar, was darauf zurückzuführen sein kann, daß sie einander funktionell ergänzen. Aus den nachstehenden Beispielen gehen die auf die Verwendung der texturierten Metallfolien bzw. der Hazy-Folie allein zurückzuführenden Effekte hervor.In the context of the invention, it is very expedient to use the Hazy film because it enables reliable setting of the space factor and, in particular in the case of capacitors with short windings, the production of a capacitor only with Hazy films and the metal film which is textured over the entire surface. In some cases, however, an improvement can also be achieved by using the textured metal foil alone or by using the Hazy foil alone. When used together, the contribution of the films of one type or the other is sometimes not clearly recognizable, which may be due to the fact that they complement one another functionally. The following examples show the effects attributable to the use of the textured metal foils or the Hazy foil alone.

Beispiel 6Example 6

Bei diesem Beispiel waren der Aufbau und die Behandlung des Kondensators ähnlich wie im Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß die Kondensatorwickel nur eine geringe Länge von 269,7 mm hatten und die Kunstharzfolien relativ glatt waren, d. h. einen niedrigen Raumfaktor (NR) hatten. Bei einer Hazy-Folie mit hohem Raumfaktor (HR) betrug dieser durchschnittlich etwa 20 %. Der Raumfaktor des Kondensators betrug etwa 5 %. Die Nennspannung U^j des Dielektrikums war mit etwa 1200 V nur mäßig hoch. Die Nennwerte für die Kondensatoren betrugen 7960 V und 200 Blind-kVA.In this example, the construction and treatment of the capacitor were similar to that of Example 1, with the difference that the capacitor windings were only a short 269.7 mm in length and the synthetic resin films were relatively smooth, i. H. had a low space factor (NR). In the case of a Hazy film with a high space factor (HR), this averaged about 20%. The space factor of the capacitor was about 5%. The nominal voltage U ^ j of the dielectric was only moderately high at about 1200 V. The nominal values for the capacitors were 7960 V and 200 reactive kVA.

In der folgenden Tabelle ist jeweils das Verhältnis der Anzahl der ausgefallenen Kondensatoren zur Anzahl der insgesamt geprüften Kondensatoren angegeben. nach 250 hThe following table shows the ratio of the number of failed capacitors to the total number of tested capacitors. after 250 h

Folie Gleich- Wechsel- Wechsel- Gleich- Spannung Spannung Spannung Spannung 6,5 UN 3% 6,25 % 5,25 UN NR 1/6 0/3 0/3 1/3 HR 3/6 0/3 0/3 0/3 Beispiel 7 Bei diesem Beispiel wurden zwei Gruppen von Kondensatoren hergestellt, deren Dielektrikum ganz aus Polypropylenfolien bestand. Der einzige Unterschied bestand darin, daß die Metallfolien in der einen Gruppe texturiert waren und in der anderen nicht. Aus den nachstehenden Prüfungsergebnissen geht hervor, daß mit den texturierten Metallfolien bessere Ergebnisse erzielt wurden. Metall- Prüf- Temp. Anzahl Anzahl Dauer folie Spannung der der Prüflinge Ausfälle V °C h glatt 660 80 18 4 1700 texturirat 660 80 20 0 1700Foil DC-AC-AC-DC voltage voltage voltage voltage 6.5 UN 3% 6.25% 5.25 UN NR 1/6 0/3 0/3 1/3 HR 3/6 0/3 0/3 0/3 Example 7 In this example, two groups of capacitors were produced, the dielectric of which consisted entirely of polypropylene films. The only difference was that the metal foils were textured in one group and not in the other. The test results below show that better results were obtained with the textured metal foils. Metal test temp. Number Number of permanent foils Voltage of the test objects Failure V ° C h smooth 660 80 18 4 1700 texturirat 660 80 20 0 1700

Nr. 391 960No. 391 960

Der große Anwendungsbereich der vollflächig texturierten Metallfolie ist unter anderem auf ihre glattflächige, federnde Textur zurückzuführen. Bei der Ausbildung von andersartigen Vorsprüngen oder Vertiefungen, beispielsweise durch Kräuseln, Stanzen, Rändeln oder mit Hilfe von sandgestrahlten Walzen, treten in der Metallfolie scharfe Kanten und zahlreiche Risse und Löcher auf, die in einem stark beanspruchten Folienkondensator für hohe Spannungen zu dem Nachteil führen, daß eine Koronaentladung auftreten kann, wie dies beschrieben wurde. Die flach gewölbten Kuppen der texturierten Metallfolie gemäß der Erfindung besitzen glatte Flächen und setzen einem Flach- oder Eindrücken einen äußerst starken Widerstand entgegen. Diese Kuppen stehen auf beiden Seiten der Ebene der Metallfolie gleich weit vor und bilden ein sich wiederholendes, regelmäßiges geometrisches Muster von in gleichen Abständen voneinander angeordneten Kuppen bzw. Reihen derselben, wie dies gezeigt ist. Das Muster erstreckt sich ununterbrochen über die ganze wirksame Fläche der Metallfolie in einem Kondensator. Dank dieser Textur haben die Kondensatoren gemäß der Erfindung einen höheren Sicherheitsfaktor und höhere Zuverlässigkeit auch bei zahlreichen kleineren Abnormalitäten, die im Betrieb des Kondensators auftreten können. Prüfungen des Dielektrikums mit Gleichspannung ergeben eine erhöhte Durchschlagfestigkeit.The large area of application of the full-surface textured metal foil is due, among other things, to its smooth, springy texture. When other types of protrusions or depressions are formed, for example by crimping, punching, knurling or with the aid of sandblasted rollers, sharp edges and numerous cracks and holes occur in the metal foil, which lead to the disadvantage in a highly stressed foil capacitor for high voltages, that corona discharge can occur as described. The flat domed tops of the textured metal foil according to the invention have smooth surfaces and oppose a flat or indentation extremely strong resistance. These domes protrude equally far on both sides of the plane of the metal foil and form a repeating, regular geometric pattern of domes or rows of the same, which are arranged at equal distances from one another, as shown. The pattern extends continuously over the entire effective area of the metal foil in a capacitor. Thanks to this texture, the capacitors according to the invention have a higher safety factor and higher reliability even with numerous smaller abnormalities that can occur during the operation of the capacitor. Tests of the dielectric with direct voltage show an increased dielectric strength.

Die Texturierung erfolgt vorzugsweise an der Wickelmaschine, mit der die Kondensatorwickel gewickelt werden. Diese Maßnahme hat vor allem den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, die texturierte Metallfolie erst wieder zu einer Vorratsrolle aufzuwickeln, von der sie dann zum Wickeln des Kondensatorwickels abgezogen werden muß. Bei diesem zweimaligen Aufwickeln könnte die Textur beschädigt, insbesondere eingedrückt werden. Wenn man die Zugspannung der Metallfolie zum Antrieb der Prägewalzen heranzieht, kann man eine einheitliche Ausbildung der Kuppen und ihres Musters erzielen.The texturing is preferably carried out on the winding machine with which the capacitor windings are wound. The main advantage of this measure is that it is not necessary to first wind up the textured metal foil again to form a supply roll, from which it then has to be drawn off in order to wind the capacitor winding. This winding up twice could damage the texture, especially indent it. If you use the tensile stress of the metal foil to drive the embossing rollers, you can achieve a uniform formation of the tips and their pattern.

Bei der Herstellung der Metallfolie gemäß der Erfindung wird die Ausgangsfolie in ihrer ganzen Fläche verformt und in ausgewählten Flächenbereichen, die über die ganze Fläche der Metallfolie verteilt sind, poliert oder verformt Für die Herstellung dieser verbesserten Metallfolie stehen zwei weitere Verfahren zur Verfügung, die anhand der Figuren 11 und 12 beschrieben werden. In beiden Fällen wird eine Aluminiumfolie gemäß US Grade 1143 verwendet d. h, eine weichgeglühte Folie mit einer Reinheit von 90,43 %.In the production of the metal foil according to the invention, the starting foil is deformed in its entire surface and polished or deformed in selected surface areas which are distributed over the entire surface of the metal foil. Two further methods are available for producing this improved metal foil Figures 11 and 12 will be described. In both cases an aluminum foil according to US grade 1143 is used. h, a soft annealed foil with a purity of 90.43%.

Gemäß Fig. 11 ist auf einer Maschine (46) zum Wickeln von Kondensatorwickeln eine Prägevorrichtung (47) montiert. In dieser besitzt eine Stahlwalze (48) auf ihrer Mantelfläche (49) ein erhabenes Muster mit der gewünschten Anzahl von Kuppen pro cm, vorzugsweise über 40. Jede Kuppe hat im allgemeinen dieselbe Form wie die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen Kuppen. Vorzugsweise sind alle Kuppen gleich hoch. Parallel zur Prägewalze (48) ist in der Maschine (46) eine zweite Walze (50) gelagert, deren Mantelfläche von einem hartelastischen Werkstoff gebildet wird, beispielsweise einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit Hartgummi mit einer Durometerhärte von 60 bis 80 erzielt. Mit einer geeigneten Belastungs- oder Federeinrichtung (51) wird die Walze (50) gegen die Prägewalze (48) gedrückt.11, an embossing device (47) is mounted on a machine (46) for winding capacitor windings. In this, a steel roller (48) has on its outer surface (49) a raised pattern with the desired number of domes per cm, preferably over 40. Each top generally has the same shape as the tops described with reference to FIGS. 4 and 5. Preferably, all crests are of the same height. Parallel to the embossing roller (48), a second roller (50) is mounted in the machine (46), the outer surface of which is formed from a hard elastic material, for example a plastic or a rubber-like material. Excellent results were achieved with hard rubber with a durometer hardness of 60 to 80. The roller (50) is pressed against the embossing roller (48) with a suitable loading or spring device (51).

Die Aluminiumfolie (37) wird mittels des Wickelkerns (53) für den Kondensatorwickel von einer Vorratsrolle (52) abgezogen und zwischen den Prägewalzen (48) und (50) hindurchgezogen. Von anderen Vorratsrollen werden dem Wickelkern (53) die andere Elektrodenfolie und Dielektrikumbänder aus Polypropylen zugeführt. Die Eindringtiefe der Erhöhungen der Prägewalze (48) in den Gummimantel der Walze (50) liegt im Bereich von etwa 5,0 μτη bis etwa 25 |im. Bei einer ursprünglichen Dicke der Aluminiumfolie von etwa 5,0 bis 6,0 μπι beträgt daher die Dicke der geprägten Folie etwa das 2- bis 5-fache der ursprünglichen Dicke der Aluminiumfolie.The aluminum foil (37) is drawn off from a supply roll (52) by means of the winding core (53) for the capacitor winding and drawn between the embossing rollers (48) and (50). The other electrode foil and dielectric tapes made of polypropylene are fed to the winding core (53) from other supply rolls. The depth of penetration of the elevations of the embossing roller (48) into the rubber jacket of the roller (50) is in the range from approximately 5.0 μm to approximately 25 μm. With an original thickness of the aluminum foil of about 5.0 to 6.0 μm, the thickness of the embossed foil is therefore about 2 to 5 times the original thickness of the aluminum foil.

Bei allen Folienkondensatoren gemäß der Erfindung wird vor dem Imprägnieren ein Teil des Raumfaktors von der texturierten Polypropylenfolie aufgenommen, und man eikennt aus den Raumfaktoren, daß die Kuppendichte der Textur im Bereich von etwa 40/40 bis etwa 200/200 Kuppen pro cm Folienlänge liegen soll.In all film capacitors according to the invention, part of the space factor is taken up by the textured polypropylene film before impregnation, and it is known from the space factors that the dome density of the texture should be in the range from approximately 40/40 to approximately 200/200 dome per cm of film length .

Das auf diese Weise in die Metallfolie eingeprägte Prägemuster hat im Querschnitt die Form der in Fig. 5 gezeigten Sinuskurve. Die einzelnen Kuppen der Prägewalze (48) liegen nahe beieinander und drücken sich unter Bildung einer Vertiefung mit abgerundetem Scheitel in die elastische Ummantelung der Walze (50) ein, während deren elastische Ummantelung in den Raum zwischen einander benachbarten Kuppen der Prägewalze (48) etwas hochgedrückt wird. Bei diesem Prägeverfahren wird die Textur nicht in der vollen Höhe der Kuppen auf der Prägewalze (48) ausgebildet. Man kann auf dieser Prägewalze (48) Kuppen in einer Höhe von 50,0 pm oder mehr vorsehen, aber deren Eindringtiefe beträgt nur einen Bruchteil ihrer Höhe. Infolgedessen wird durch das Prägen die ursprüngliche Ebene der Metallfolie verschoben und wird auch auf jener Seite der Metallfolie, die der geprägten Kuppe entgegegesetzt ist, eine Kuppe ausgebildet. Im Querschnitt gesehen verläuft daher die durch die Mitte der Kuppen verlaufende Fläche nach der in Fig. 5 gezeigten Sinuslinie. Der Abstand zwischen den Mittellinien einander benachbarter Kuppen beträgt etwa 0,2 mm. In das Prägemuster ist wieder die ganze Fläche der Metallfolie einbezogen, weil die Kuppen voll ausgebildet werden und die ursprüngliche Ebene der Metallfolie verschoben worden ist ΛThe embossed pattern thus embossed into the metal foil has the shape of the sine curve shown in FIG. 5 in cross section. The individual domes of the embossing roller (48) lie close together and press into the elastic sheathing of the roller (50) to form a recess with a rounded apex, while the elastic sheathing thereof is pushed up somewhat into the space between adjacent domes of the embossing roller (48) becomes. With this embossing process, the texture is not formed on the embossing roller (48) in the full height of the crests. You can use this embossing roller (48) to provide crests at a height of 50.0 pm or more, but their depth of penetration is only a fraction of their height. As a result, the original plane of the metal foil is shifted by the embossing and a dome is also formed on that side of the metal foil which is opposite to the embossed dome. Seen in cross section, the area running through the center of the crests therefore runs along the sine line shown in FIG. 5. The distance between the center lines of adjacent crests is about 0.2 mm. The entire surface of the metal foil is again included in the embossing pattern, because the tips are fully formed and the original plane of the metal foil has been shifted Λ

Bei mehr als 2170 Erhöhungen und Vertiefungen pro cm werden die Oberfläche der Metallfolie und die Außenflächen der Kuppen verformt poliert und geglättet Dabei werden auch kleine Löcher oder Randeinrisse oder andere Unregelmäßigkeiten der Folie geglättet so daß die elektrische Funktion der Metallfolie verbessert wird. Wegen dieser Verformung und dieses Polierens der Metallfolie praktisch auf ihrer ganzen Fläche und insbesondere der Verformung und der Härtung der Kuppen, die in die das Dielektrikum bildende Polypropylenfolie gedrückt werden, wird die Metallfolie gemäß der Erfindung als vorkonditionierte Folie bezeichnet -12-If there are more than 2170 elevations and depressions per cm, the surface of the metal foil and the outer surfaces of the crests are deformed, polished and smoothed. Small holes or edge tears or other irregularities in the foil are also smoothed, so that the electrical function of the metal foil is improved. Because of this deformation and this polishing of the metal foil practically over its entire surface and in particular the deformation and hardening of the crests which are pressed into the polypropylene foil forming the dielectric, the metal foil according to the invention is referred to as a preconditioned foil.

Claims

No. 391,960 tests have shown that better results are obtained with a texture with 40/40 domes per cm of film length and the use of the device according to FIG. 11 than with a lower dome density and the use of the device according to FIG. 12. In the former »In this case, the crests are pressed down less and the winding can be wound up more easily, but the elastic spacers are retained. The dome density is preferably in the range from about 40/40 to an upper limit, which is given by the possibility of the metal foil being deformed to form a clearly recognizable texture of the desired depth and is about 200/200 dome per cm. With a higher dome density it happens that the thickness of the textured foil is slightly less than twice the original thickness. However, the function of the elastic spacers can be maintained if the device for winding the winding and the tension applied thereby are modified accordingly. The metal foil according to the invention can be used also perform using the device shown in Fig. 12 and specified in U.S. Patent 4,228,481. According to FIG. 12, an embossing device (54) for metal foils is attached to a machine (46) for winding capacitor windings, indicated by the broken line. This device (54) has two embossing rollers (55) and (56) which are rotatably mounted on the machine (46). The outer surface of each embossing roller (55, 56) is made of steel and is formed with flat domes by precision etching or engraving. In other embodiments, one or both embossing rollers (55, 56) can be made of non-metallic materials, such as hardened plastics or rubber. The lateral surfaces of the embossing rollers (55, 56), which are mounted in a precisely predetermined relative position to one another, are brought into contact with one another in such a way that the crests of one roller enter between the crests of the other roller. The embossing rollers are connected to one another by an externally arranged gear transmission in such a way that the engagement of the tips is maintained. If the rollers are adjustable, their distance from one another can be changed such that crests are formed in the metal foil, the apex of which is approximately 63.5 μm apart from the plane of the metal foil. The gap between the rollers (55) and (56) is considerably larger than the thickness of the metal foil, so that the tips of each roller only penetrate part of their height into the metal foil. With the aid of the device according to FIG. 12, the metal foil cannot be preconditioned in the same way as with the device according to FIG. 11, because there is no mating surface on the outside of the tips that deforms, smoothes and polishes the metal. 1. An electrical capacitor with a housing which is provided with electrical connections and in which at least one capacitor winding connected to the connections and an impregnating liquid dielectric in the form of an ester or hydrocarbon are provided, the capacitor winding consisting of a pair arranged at a mutual spacing Electrode metal foil tapes and a dielectric lying between them, formed exclusively by at least one polypropylene tape, and wherein the metal foil tapes are provided with deformations that form elevations on one side and corresponding depressions on the other side, characterized in that the deformations over a The entire surface of the metal foil strips (11; 34, 35) forming a regular pattern that the ridges (32) and depressions (31) are of the same type and are formed on both sides of the metal foil strips (11; 34, 35), and are continuously curved are mmt and merge into one another, wherein the metal foil strips (11; 34, 35) have a wavy cross-section such that the thickness of the metal foil strips (11; 34, 35) before winding is 2 to 10 times, preferably 2 to 5 times the original foil thickness and that the polypropylene strip (36, 37) has a roughened texture in at least one side in a manner known per se to form a film space factor of more than about 3%.

2. Capacitor according to claim 1, characterized in that the number of elevations (32) is more than 40 / cm film length and the height of the elevations (32) is substantially equal to their base diameter.

3. A capacitor according to claim 2, characterized in that the number of increases (32) is between 40 and 200 / cm of film length.

4. Capacitor according to claims 1 to 3, characterized in that the dielectric consists of a pair of polypropylene tapes (36,37), each of which has a smooth surface on one side and a roughened texture on the other -13- No. 391960 side The one polypropylene band (36) lies with its smooth surface against the roughened texture of the other polypropylene band (37).

5. Capacitor according to claims 1 to 4, characterized in that the roughened texture of the polypropylene tape (36,37) is formed by a layer of irregularly distributed fibrils.

6. A capacitor according to claims 1 to 5, characterized in that the roughened texture of the polypropylene tapes (36, 37) creates a film space factor between 10 and 30%.

7. Capacitor according to claims 1 to 6, characterized in that the liquid dielectric consists of phenylxylylethane.

8. A capacitor according to claims 1 to 6, characterized in that the liquid dielectric consists of an isopropylbiphenyl.

9. A capacitor according to claims 1 to 8, characterized in that the space factor of the composite and impregnated capacitor is between 5 and 10%. For this 3 sheets of drawings -14-