Elektrischer Kondensator mit ausbrennfähigen Belegungen Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kondensatoren mit ausbrennfähigen Belegun gen, insbesondere auf die Ausbildung des Elektrodenanschlusses.
Es ist. bereits bekannt, dass bei elektrischen l@ondensatoren mit äusserst dünnen Metall schichten als Belegung die Metallschicht um eine Durehsehlagsstelle wegbrennt und der Durchschlag somit von selbst ausheilt. Der artige Kondensatoren werden aus Isolierstoff- folien aufgebaut, die mit einer sehr dünnen Metallschicht versehen sind.
Als Isolierstoff Folie kann man beispielsweise Papier oder liunststoff vertuenden, das durch Bedampfen, Kathodenzerstäubung oder auf eine andere Weise mit einer dünnen Metallschicht, bei spielsweise aus Zink, Aluminium, Kadmium oder andern geeigneten Metallen, versehen wird.
hie Kondensatoren werden durch Falter oder Aufrollen der metallisierten Folien, ge gebenenfalls unter Z,%cischenlage von weiteren Isoliei:stoffolien, hergestellt. Es hat sieh nun als besonders zweckmässig erwiesen, die Me- tallisieiaing, welche die dünnen Metallbelegun <U>gen</U> bilden, jeweils nur an einer Seite bis zum Rand auszuführen und den gegenüberliegen den Rand metallfrei zu lassen. Im fertigen Kondensator reichen dann die Belegungen ab wechselnd bis zu einer Stirnseite.
Der An- sehluss der Belegungen erfolgt meist so, da.ss man auf den Stirnseiten des Kondensators eine Metallschicht durch Aufspritzen, Auf stäuben oder ein ähnliches Verfahren an bringt. Diese stirnseitigen Spritzmetallschich- ten stehen dann jeweils mit einer Belegungs- sehicht in elektrischem Kontakt und dienen als elektrische Zuleitung.
Es liegt in der Na tur der Sache, dass der Kontakt zwischen der Metallbelegung und der Spritzmetallschicht infolge der geringen Dicke der aufinet.allisier- ten Schichten nicht an allen Stellen genügend innig ist. Man hat deshalb beobachtet, dass bei einem Durchschlag nicht nur die Metallschicht um die Durchschlagstelle wegbrennt, sondern auch am Übergang von aufmetallisierter Schicht und Spritzmetallsehicht oft ein Aus brennen der metallisierten Schicht stattfindet.
Dies führt naturgemäss dazu, dass sich der Kontakt mit der Spritzmetallschicht weiter verschlechtert und bei weiterer Belastung die Stromdichte an den Anschlussstellen derart erhöht wird, dass immer neue Teile des An schlusses ausbrennen. Dies kann so weit füh ren, dass die Belegungsschicht schliesslich kei nen Kontakt mit der stirnseitigen Spritz nietallschicht mehr hat, obwohl der Konden sator an und für sieh noch brauchbar wäre.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bereits vorgeschlagen worden, die aufmetallisierte Schicht, welche die Belegung bildet, nicht überall von gleicher Stärke herzustellen, son dern die aufmetallisierte Schicht am An sehlussrand stärker zu machen. Man kann dies so ausführen, dass man die metallisierte Schicht am Randstreifen sprunghaft ver stärkt oder auch so, dass ein allmählicher Übergang von der dünnen Metallschicht zur verstärkten Randschicht stattfindet.
Natur gemäss wird dadurch die Berühi2ingsfläehe zwischen der dünnen Belegungsschicht und der stirnseitigen Spritzmetallschiclit wesent lich vergrössert, so dass ein Ausbrennen des Anschlusses nicht mehr stattfindet. Dieses Verfahren hat jedoch einen Nachteil. Durch die Verstärkung der Belegungsschielit am Rande ist die Metallschicht in der Nähe des Randes so stark geworden, dass ein Ausheilen eines Durchschlages dort nicht mehr stattfin den kann. Die selbstheilende Wirkung des Kondensators wird durch diese Massnahme da her in Frage gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zni- grunde, diesen Nachteil zu vermeiden, ohne dass der Vorteil des verstärkten Randanschlus ses aufgegeben wird.
Erfindungsgemäss wird ein Kondensator mit ausbrennfähigen Belegungen so aufgebaut, dass mindestens die dünne 11letallschielit, wel che die eine Belegung bildet, an allen Stellen gleichmässig dünn und damit ausbrennfähig gehalten wird. Die benachbarte Isolierstoff- folie weist mindestens gegenüber dieser Be legung am Rande einen schmalen, als Ver stärkung der Belegung dienenden Metallstrei fen auf.
Dadurch ist nicht nur die Verstär kung des Randes und damit ein guter An schluss zur Spritzmetallschicht gegeben, son dern es hat sich auch überraschenderweise ge zeigt, dass im Bereich der Metallverstärkung die Metallbelegung bei einem Durehsehlag, wegbrennt. Wahrscheinlich sind an der Ober fläche der dünnen Metallisierungsschicht sehr dünne Oxydschichten vorhanden, die norma lerweise den Stromübergang zwischen den bei den aufeinanderliegenden Metallisieiaings- schichten nicht behindern.
Einem starken Stromstoss jedoch, wie er beim Durchschlag entsteht, setzt diese Oxydschicht einen ziem lichen Widerstand entgegen, was bewirkt, dass ein Ausbrennen so vor sich geht, als ob die beiden 1@Ietallsehichten voneinander getrennt wären. Damit ist also der erwähnte Nachteil vermieden, ohne dass der Vorteil einer ver stärkten Randschicht aufgegeben wurde.
Die Metallisierung des der Metallschicht; gegenüberliegenden Dielektrikumsbandes kann entweder in einem schmalen, gleichmässig dicken 3letallstreifen bestehen oder auch in einem Metallstreifen, dessen Dicke vom Rand nach denn Innern des Kondensators zni ab nimmt, also etwa keilförmig verläuft.
Man kann die Metallisierung des der Belegnngs- sehieht gegenüberliegenden Dielektrikums- streifens entweder aus demselben Metall wie die Belegung selbst herstellen oder auch aus einem andern, vorzugsweise besser leitenden Metall.
Es ist weiter bekannt, die Metallisierung der Dielektrikumsbänder bei Kondensatoren derart auszuführen, dass sie denn Rand des Dielektrikumsbandes noch miterfassen bzw. noch um ihn herumreichen.
Selbstverständlich kann die beschriebene Anordnung auch der- # ar aus-- t -yeführt sein, dass die Metallisierungen sowohl der Belegung als auch des diese berüh renden Verstärkungsstreifens bis über die Kante des Dielektrikumsbandes reichen.
Gemäss einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung werden sämtliche im Konden sator befindlichen Dielektrikumsstreifen an jedem Rand mit. einem schmalen Streifen aus Metall versehen, so dass sieh bei fertig aufge bauten Kondensatorwiekeln eine verhältnis mässig geschlossene Metallschicht an jeder Seite ergibt. Besonders ist dies dann der Fall, wenn auch die Ränder der Dielektrikumsfolie metallisiert werden.
In diesem Falle ist der Kontakt mit der stirnseitigen Sprit7metall- sehicht an jeder Seite besonders gut. Da nun in diesem Falle sieh auf einem Isolierstoff band zwei 3letallbelegLingen entgegengesetzter Polarität in kurzem Abstand voneinander be- .rinden, kann es von Vorteil sein, diesen Zwi- sehenrauni durch Einfügen eines zusätzlicher. Dielektrikums besonders zit isolieren.
Bei spielsweise kann der Zwischenraum zwischen den beiden Belegungssehiehten eines Dielek- t.rikumsbandes durch eine Lackierung mit Di- elektrikum ausgefüllt werden. Die dünnen Verstärkungsstreifen müssen nicht in jedem Falle aus einem kontinuier- lichen Metallstreifen bestehen, sondern dieser kann auch eine Musterung aufweisen, bei spielsweise in der Art, dass sich Unterbre ehungen im Metallstreifen befinden, die je doch vorteilhaft in Achsrichtung des Wickels verlaufen.
In den Figuren sind verschiedene Ausfüh rungsbeispiele für einen erfindungsgemäss aufgebauten Kondensator dargestellt. Fig. 1 zeigt (las Prinzip der Erfindung und die Fig.2 bis 8 verschiedene Ausbildungsformen und Anordnungen des Verstärkungsstreifens.
Es soll noch betont werden, dass dieser dünne Verstärkungsstreifen auf die gleiche Art und Weise wie die Belegungssehicht auf das Dielektrikumsband aufgebracht werden kann und alle hierfür geeigneten Verfahren verwendet werden können. Auch soll sich die Dicke der Metallschicht des Verstärkungsstrei fens ungefähr in der Grössenordnung der auf metallisierten Belegangsschiehten halten.
Natürlich richtet sich die Dicke und Breite nach den sonstigen Abmessungen und nach der Verwendung des Kondensators.
In Fig. 1 sind die Isolierstoffolien 1 in. Querschnitt dargestellt. Mit 2 sind die Be- legungssehichten und mit 3 die Metallisie- rungsstreifen bezeichnet. In Fig. 1a. sind alle Isolierstoffolien getrennt dargestellt, um die Metallisierungen besser zu verdeutlichen.
Fig. 1b stellt schematisch den fertigen Wickel- dar, der mit den stirnseitigen, Spritzmetall schichten 4 versehen ist. Die beiden Metalli- sierungen 2 und 3 liegen nun fest aufeinan der. Es soll noch betont werden, dass die in den Figuren dargestellten Teile in ihren Ab messungen, insbesondere in der Dicke, verzerrt dargestellt wurden, um die einzelnen Schich ten deutlicher in Erscheinung treten zu lassen.
Fig. \? stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Verstärkungsschichten 3 keilförmig, das heisst mit nach innen abnehmender Dicke, ausgeführt sind.
In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, bei dem die Metallisierungen auch noch die Stirnseite der Dielektrikumsbänder beflecken. Man sieht, dass in diesem Falle eine erhebliche Vergrö sserung der Berührungsfläche zwischen Me- tallisierungs- und Spritzmetallschicht erzielt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 tra gen alle Dielektrikumsbänder an beiden Rän dern eine Metallisierung, die auf der einen Seite zur Verstärkung der gegenüberliegen den Belegungssehieht und auf der andern Seite zum Abschluss des Wickels gegen ein dringendes Metall beim Metallisieren der Stirnseite dienen.
Da die Belegungsschieht 2 sieh auf demselben Dielektrikumsband wie die dünne Randschicht entgegengesetzter Polari tät befindet, ist es angebracht, zwischen den beiden Metallisierungen ein Zusatzdielektri- kum aufzubringen.
Dies ist beispielsweise in Fig. 5 dargestellt. Man kann diese zusätzliche Isolierung 5 ent weder auf die eng benachbarten Belegungs- schichten beschränken oder auch bei andern Dielektrikumsbändern zwischen den Metalli- sierungen eine Isolation einfügen. Diese zu sätzliche Isolation, die beispielsweise durch Aufbringen eines geeigneten Lackes erzeugt. werden kann, wird vorteilhaft in derselben Stärke wie die Metallisierung gehalten.
Man erreicht dadurch, dass sämtliche Folien an allen Punkten fest aufeinanderliegen.
Bei einlagigen Kondensatoren, wie sie in, Fig.6 dargestellt sind, muss jedes Dielektri- kumsband auf beiden Seiten eine Met.allisie- rung tragen, und zwar auf der einen Seite die Belegungsschicht 2 und auf der Rückseite die Verstärkungsschicht 3.
Um eine Metallisierung auf beiden Seiten bei einlagigen Kondensatoren zu vermeiden, kann man auch das an und für sich bekannte Umklappen des metallisierten Randes ausfüh ren (Fig.7). Die Metallisierungen, und zwar die Belegungsschicht 2 und die Verstärkungs schicht 3 befinden sich mit gewissem Zwi schenraum auf derselben Seite des Dielektri- kumsbandes. Durch Umklappen der mit der Verstärkungsschicht versehenen Ränder er reicht man wieder eine Verstärkung des An-.
schlussrandes. Aus Fig. 7 ist. auch zu entneh- rrien, dass in diesem Fälle eine besonders grosse Anschlussfläehe zur Verbindung mit der Spritzmetallschicht vorhanden ist.
WTie bereits ausgeführt wurde, muss die Verstärkungsschicht nicht aus einem durch. gehenden Metallstreifen bestehen, sondern. kann auch gemustert sein. Eine derartige lIu- sterung ist in Fig.8a und 8b beispielsweise dargestellt. In Fig.8a besteht der Verstär kungsstreifen aus einzelnen Metallflächen mit Unterbrechungen dazwischen, in Fig. 8b ist der Verstärkungsstreifen 3 so ausgebildet, dal die Metallmenge des Streifens nach dem In nern des Kondensators zu abnimmt.