Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines insbesondere als Kondensator geeigneten Körpers. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Iierstellung eines insbesondere als Kondensator geeigneten Körpers aus mehreren dünnen, abwechselnd metallischen: und nicht leitenden Schichten.
Die neuesten Forschungen haben ergeben, da,ss die Durchschlagsfestigkeit dünner Schichten bei Unterschreitung einer Dicke von 0,005 mm über das gewöhnliche Mass von 3X10' Volt/cm ansteigt, und zwar wird sie um so höher, je geringer die Schichtdicke ist.
Man hat festgestellt, dass sich durch ge nügende Verringerung der Schichtdicke eine Durchschlagsfestigkeit von 1,5X10$ Volt/cm erreichen lässt, also das .500fache des ge wöhnlichen, seither erreichbaren Wertes. Ein aus mehreren; abwechselnd metallischen und nicht leitenden Schichten zusammenge setzter Körper würde demnach bei einer Dicke der einzelnen Schichten:
von weniger als 0,005 mm einen Kondensator darstellen, der bei sehr kleinem Volumen eine wesentlich höhere Anhäufung elektrischer Energie er möglicht als die bisher bekannten Konden satoren.
Der praktischen Verwertung dieser Er kenntnis würden sich jedoch bei dem augen blicklichen Stande der Technik ausserordent- liche Schwierigkeiten entgegensetzen. Der naheliegende Weg, einzelne für sich herge stellte metallische und nicht leitende Schich ten in abwechselnder Reihenfolge, beispiels weise durch Pressung, zu einem Kondensator zusammenzusetzen;
, würde wegen der ge- ringen Materialstärke und der gewöhnlich erforderlichen hohen Anzahl von Schichten ausserordentlich ,schwierig und kostspielig sein.
Die Erfindung ermöglicht es, derartige Kondensatoren auf .eine sehr einfache Weise in einem Arbeitsgange herzustellen. Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass die zu schichtenden Stoffe ab- wechselnd in schneller Folge auf eine ge meinsame bewegte und gekühlte Fläche nie dergeschlagen werden.
Das Niederschlagen kann dabei aus dem gasförmigen Zustande durch Aufkondensieren, aus dem flüssigen Zustande durch Aufspritzen erfolgen. .Je nach der Beschaffenheit der niederzuschla genden ,Stoffe kann man. entweder das eine oder das andere Verfahren anwenden oder den einen Stoff aufkondensieren und den an dern Stoff, zum Beispiel das Metall, auf spritzen. Um schädliche Gase während der Ausübung des Verfahrens fernzuhalten, kann es sich empfehlen, das Verfahren im luftleeren Raum auszuführen.
Das abwechselnde Aufbringen der züi schichtenden .Stoffe auf eine gemeinsame Fläche kann. zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass die Stoffe von in .der Bewe gungsrichtung der Fläche versetzten .Stellen aus mittelst Düsen;
oder dergleichen auf eine sich mit grosser Geschwindigkeit bewegende Fläche, beispielsweise die Oberfläche einer schnell umlaufenden Trommel, aufkonden- siert beziehungsweise aufgespritzt werden, wobei die Anzahl der in der Zeiteinheit statt findenden Wechsel durch die GescUwindig- kei-H der Fläche, beispielsweise die Drehzahl der Trommel, bestimmt ist.
Die für Konden satoren erforderliche metallische Verbindung zwischen gleichpoligen Metallschichten kann dadurch hergestellt werden, dass für jeden der zu schichtenden Stoffe mindestens zwei Austrittsdüsen hintereinander in abwech selnder Folae angeordnet und derart quer zur Bewegungsrichtung der Fläelie zueinan der versetzt sind, dass die aufgetragenen Me tallschichten die dazwischen liegenden Iso lierschichten abwechselnd an dem einen und dem andern Seitenrand überragen und un- mittelbar aufeinander zu liegen. kommen.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrich- tung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und ein mittelst -dieser Vor richtung hergestellter Kondensator sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im achsialen Schnitt,- Fig. 2 in einem iSchnitt nach der Linie 2-2 der F'ig. 1; Fig. 3 zeigt schematisch einen mittelst der Vorrichtung hergestellten Kondensator im Querschnitt.
Innerhalb des Gehäuses a dreht sich mit grosser Geschwindigkeit eine von der Scheibe b angetriebene Trommel- c. Die Aussenfläche der Trommel c bewegt sich dabei vor den Austrittsdüsen <I>d, e, f,</I> g vorbei, von denen zwei, beispielsweise d, e, den nicht leitenden Stoff und zwei, beispielsweise f und g, den metallischen Stoff der Trommel zuführen. Dasi Gehäuse a ist auf der einen Stirnseite durch eine abnehmbare Scheibe 1a verschlos sen, in welcher der Drehzapfen i der Trom mel c gelagert ist.
Ein auf dem Ende des Drehzapfens<I>i</I> befestigter Stellring k dreht sich mit geringem Spiel in einem zwischen der Mutter Z und der Scheibe h gebildeten Ringraum, so dass eine achsiale Verschiebung der Trommel verhindert wird. Durch den hohlen Zapfen<I>i</I> ist eine Leitung <I>m</I> mit Spiel hindurchgeführt, die durch die Mutter l in Lage gehalten wird.
Durch diese Leitung wird ein Kühlmittel, zum Beispiel die Dämpfe flüssiger Luft, der Hohltrommel c zugeführt. Die Abführung des Kühlmittels geschieht durch den andern, ebenfalls hohlen Drehzapfen n der Trommel.
Auf dem Ende des Drehzapfens n ist die Antriebsscheibe b starr befestigt. In dem über das Ende des Zapfens n hinausragenden Nabenteil der Scheibe b ist :ein Schieberventil o gelagert, mittelst dessen die Austrittsöffnungen p für das Kühlmittel und damit die in der Zeit einheit durch die Trommel strömende Kühl mittelmenge geregelt werden kann. Die Drehzapfen<I>i</I> und<I>n</I> erhalten ihre Schmie rung durch - die Oler q und r. Durch ein Rohr s wird das, Gehäuse dauernd luftleer gehalten.
Die Austrittsöffnungen der Düsen <I>d, e, f,</I> g sind zweckmässig spaltförmig aus gestaltet. Die Düsen sind in Richtung der Trommelachse derart zueinander versetzt, dass' die Achse der einen Metalldüse f auf der einen Seite und die Achse der andern Metalldüse auf der - andern Seite der durch die Achsen diametral gegenüberliegenden Düsen d und e für die Isolierschichten ge henden senkrechten Ebene liegt.
Durch diese versetzte .Anordnung der Düsen wird erzielt, .dass die durch die eine Metalldüse, beispiels weise f, aufgetragenen Metallschichten t die durch die Düsen d und e aufgetragenen Isolierschichten u an deren linken Seitenrän- dern überragen und untereinander metallisch verbunden werden, während die durch die andere Metalldüse,
zum Beispiel g, aufgetra genen Metallschiehten v die Isolierschichten u an deren rechten Seitenrändern überragen und ebenfalls unmittelbar aufeinander zu liegen kommen. Die Dicke der einzelnen Schichten. hängt von der Drehzahl der Trom mel und der pro Zeiteinheit ausströmenden Menge der zu schichtenden iStoffe ab.
Nach dem die gewünschte Anzahl von Schichton auf der Trommei vorhanden; ist, wird die Trommel stillgesetzt, die Scheibe f abge schraubt und die Trommel c nach Abneh men der Antriebsscheibe b aus dem Gehäuse a herausgezogen. Danach werden die spira ligen Schichten in achsialer Richtung aufge trennt und von der Trommel abgeschält.
Method and device for producing a body particularly suitable as a capacitor. The invention relates to a method and a device for producing a body, particularly suitable as a capacitor, from a plurality of thin, alternately metallic and non-conductive layers.
The latest research has shown that the dielectric strength of thin layers increases when the thickness is less than 0.005 mm above the usual level of 3 × 10 volts / cm, and the thinner the layer thickness, the higher it is.
It has been found that, by reducing the thickness of the layer sufficiently, a dielectric strength of 1.5X10 $ volts / cm can be achieved, i.e. 500 times the normal value that has been achieved since then. One of several; alternating metallic and non-conductive layers composed of bodies would therefore with a thickness of the individual layers:
of less than 0.005 mm represent a capacitor which, with a very small volume, enables a much higher accumulation of electrical energy than the previously known capacitors.
However, given the current state of the art, the practical application of this knowledge would present extraordinary difficulties. The obvious way to put together individual herge made metallic and non-conductive layers in alternating order, for example by pressing, to form a capacitor;
, would be extraordinarily, difficult and expensive because of the low material thickness and the high number of layers usually required.
The invention makes it possible to manufacture such capacitors in a very simple manner in one operation. The method according to the invention consists in that the substances to be layered are never thrown alternately in rapid succession on a jointly moving and cooled surface.
The precipitation can take place from the gaseous state by condensation, from the liquid state by spraying. Depending on the nature of the substances to be deposited, one can. either use one or the other method or condense one substance and spray the other substance, for example the metal, on. In order to keep harmful gases away while performing the procedure, it may be advisable to carry out the procedure in a vacuum.
The alternating application of the züi schichtenden .Stoffe on a common surface can. can be achieved, for example, that the substances are offset in the direction of movement of the surface by means of nozzles;
or the like are condensed or sprayed onto a surface moving at high speed, for example the surface of a rapidly rotating drum, the number of changes taking place in the unit of time determined by the speed of the surface, for example the speed of the Drum, is intended.
The metallic connection between homopolar metal layers required for capacitors can be produced by arranging at least two outlet nozzles one behind the other in alternating sheets for each of the substances to be layered and offset them in such a way transversely to the direction of movement of the surface that the metal layers applied in between Laying insulation layers protrude alternately on one and the other side edge and lie directly on top of one another. come.
An embodiment of the device for carrying out the method according to the invention and a capacitor manufactured by means of this device are shown in the drawing.
Fig. 1 shows the device in axial section, - Fig. 2 in a section along the line 2-2 of Figs. 1; Fig. 3 shows schematically a capacitor produced by means of the device in cross section.
Within the housing a, a drum c driven by the disk b rotates at high speed. The outer surface of the drum c moves in front of the outlet nozzles <I> d, e, f, </I> g, two of which, for example d, e, the non-conductive material and two, for example f and g, the metallic Feed the fabric into the drum. Dasi housing a is verschlos sen on one end face by a removable disc 1a in which the pivot pin i of the drum c is mounted.
An adjusting ring k fastened to the end of the pivot pin <I> i </I> rotates with little play in an annular space formed between the nut Z and the washer h, so that an axial displacement of the drum is prevented. A line <I> m </I> with play is passed through the hollow pin <I> i </I> and is held in position by the nut l.
A coolant, for example the vapors of liquid air, is supplied to the hollow drum c through this line. The coolant is discharged through the other, also hollow pivot pin n of the drum.
The drive pulley b is rigidly attached to the end of the pivot n. In the hub part of the disk b protruding beyond the end of the pin n: a slide valve o is mounted, by means of which the outlet openings p for the coolant and thus the amount of coolant flowing through the drum in the unit can be regulated. The trunnions <I> i </I> and <I> n </I> get their lubrication through - the oils q and r. The housing is kept evacuated by a pipe.
The outlet openings of the nozzles <I> d, e, f, </I> g are expediently designed in the shape of a gap. The nozzles are offset from one another in the direction of the drum axis in such a way that 'the axis of one metal nozzle f on the one hand and the axis of the other metal nozzle on the other hand of the nozzles d and e, which are diametrically opposed to the axes for the insulating layers, are perpendicular Level lies.
This staggered arrangement of the nozzles ensures that the metal layers t applied by one metal nozzle, for example f, protrude beyond the insulating layers u applied by the nozzles d and e on their left side edges and are connected to one another in a metallic manner, while the through the other metal nozzle,
For example g, applied metal layers v protrude beyond the insulation layers u on their right side edges and also come to lie directly on top of one another. The thickness of each layer. depends on the speed of the drum and the amount of material to be stratified per unit of time.
After the desired number of layers are present on the drum; is, the drum is stopped, the disc f abge unscrewed and the drum c after Abneh men the drive disc b pulled out of the housing a. Then the spiral layers are separated in the axial direction and peeled off from the drum.