DE102010008809C5 - Folienkondensator sowie Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators - Google Patents

Folienkondensator sowie Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators Download PDF

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Abstract

Folienkondensator der als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte (10) aufweist, die mit als Kondensatorflächen fungierenden aufmetallisierten Elektrodenflächen (5) versehen sind, wobei die Isolierfolienabschnitte (10) zur Bildung von einem Kondensator oder mehreren Teilkondensatoren in eine Vielzahl von Lagen (30) aufeinander gewickelt sind, wobei die Elektrodenflächen (5) an ihrem Rand durch äußere Randkanten (6) begrenzt sind, wobei die Isolierfolienabschnitte (10) wenigstens an einem Isolierfolienrand einen von Elektrodenfläche (5) freien Außenrandstreifen (17) aufweisen, wobei die dem Außenrandstreifen (17) zugewandten äußeren Randkanten (6) der Elektrodenflächen (5) mit einer Amplitude um eine parallel zum Isolierfolienrand verlaufende Oszillationslinie (40, 40A) oszillierend verlaufen, wobei die äußeren Randkanten (6) jeder übernächsten darauffolgenden Lagen (30) jeweils in Richtung der Oszillationslinie (40, 40A) einen Versatz derart aufweisen, dass die Randkanten (6) nicht in einer Linie übereinander liegen, wobei die Außenrandkanten (6) knickfrei und wellenförmig verlaufend ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Folienkondensator gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators gemäß Patentanspruch 3.
  • Folienkondensatoren sind eine häufig eingesetzte Kondensatorbauart. Bei einem Folienkondensator werden Folienlagen übereinander geschichtet bzw. gewickelt. Hierbei liegt jeweils zwischen zwei Metallschichten bzw. metallisierten Schichten eine Dielektrikumsschicht.
  • Bei einem Schichten bzw. Aufwickeln der Kondensatorfolien sowie auch bei dem fertig geschichteten bzw. gewickelten Kondensator treten Kräfte (bei einem gewickelten Kondensator insbesondere Radialkräfte), auf, die auf die verschiedenen Lagen des Kondensators wirken.
  • Aus der DE 198 10 371 A1 ist ein stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator bekannt, bei dem die dielektrische Folie einen Wellenschnitt aufweist.
  • Aus der DE 8 532 832 U1 ist ein gewickelter Folienkondensator bekannt, dessen Kondensatorkörper aus mehreren Lagen aus metallbedampften Folien besteht, die abwechselnd axial gegeneinander versetzt sind. Ähnlich ist der Aufbau des geschichteten Folienkondensators nach der DE 10 2004 038 863 B3 . Auf diese Weise können die jeweiligen Lagen an jedem Stirnende kontaktiert werden, so dass die Lagen abwechselnd mit dem einen bzw. dem gegenüberliegenden Anschluss elektrisch verbunden sind. 8A zeigt einen Querschnitt eines solchen Kondensators. Jede Lage 30' besteht aus einer Kondensatorfläche bzw. Elektrodenfläche 5' und einer Dielektrikumsschicht 10'. Das Dielektrikum 10' und die Elektrodenfläche 5' einer Lage 30' liegen parallel direkt übereinander. Die Elektrodenfläche 5' jeder Schicht ist gleich breit und jeweils etwas weniger breit als das zu der jeweiligen Schicht gehörende Dielektrikum 10'. Jede Lage 30' weist jeweils einen geraden Außenfreistreifen 17' auf der Seite auf, an der kein Kontakt hergestellt werden soll. Gegenüber dem Außenfreistreifen 17' schließt die Elektrodenfläche 5' mit dem Dielektrikum 10' ab. Ein Freistreifen ist Teil einer Lage, der ein Dielektrikum umfasst, auf dem jedoch keine Elektrodenfläche angeordnet ist. Die darüber- und darunterliegende Lage 30', die wiederum aus Dielektrikum 10' und Elektrodenfläche 5' besteht, ist jeweils um die Mittellinie 20' verschoben, so dass eine Randkante dieser Lage 30', d. h. sowohl ein Teil der Elektrodenfläche 5' als auch ein Teil der Dielektrikumsschicht 10', über die Randkante 6' der vorhergehenden Lage 30' und der nachfolgenden Lage 30' hinaus steht.
  • Die verschiedenen Lagen 30' des Folienkondensators sind um die Mittellinie 20' derart nach links bzw. rechts verschoben, dass eine der Randkanten 6' einer Elektrodenfläche 5' jeweils über die Randkante 6' der Elektrodenfläche 5' der direkt darüber und darunterliegenden Lage 30' hinaus steht. Dadurch können die verschiedenen Elektrodenflächen 5' stirnseitig kontaktiert werden, beispielsweise durch ein so genanntes Schoopier-Verfahren.
  • Die oberen senkrechten Pfeile in 8A zeigen an, an welchen Stellen die Randkanten 6' jeder zweiten Lage 30' in einer Linie übereinander liegen.
  • 8B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage 30' des in 8A gezeigten Kondensatoraufbaus. Zu sehen ist die linke und die rechte gerade Randkante 6' der obersten Lage 30'. Die oberste Lage 30' weist auf der rechten Seiten einen geraden Außenfreistreifen 17' auf. Die oberste Lage und jede übernächste darauf folgende Lage 30' haben den gleichen Aufbau.
  • 8C zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage 30' des in 8A gezeigten Kondensatoraufbaus entlang der Linie VIII-VIII. Die zweitoberste Lage 30' weist auf den linken Seite einen geraden Außenfreistreifen 17' auf. Die zweitoberste Lage 30' und jede übernächste darauf folgende Lage 30' haben den gleichen Aufbau.
  • 9A zeigt eine Aufsicht eines Ausschnitts eines weiteren Folienkondensators, der als Serienkondensator aufgebaut ist und einen Innenfreistreifen 15' umfasst. 9A zeigt eine Aufsicht des Folienkondensators gemäß 9B entlang der Linie IXA-IXA. 9B zeigt einen Querschnitt des Folienkondensators gemäß 9A entlang der Linie IXB-IXB. Die Lagen 30', die den Innenfreistreifen 15' umfassen, sind breiter als die Lagen, die keinen Innenfreistreifen 15' umfassen. Die Lagen 30' ohne Innenfreistreifen umfassen zwei Außenfreistreifen 17'. Jede Lage 30', die jeweils aus der Elektrodenfläche 5' und dem Dielektrikum 10' besteht, ist mittig um die Mittellinie 20' angeordnet. Daher steht ein Teil jeder Lage mit einem Innenfreistreifen 15' seitlich über und jede Lage 30' mit einem Innenfreistreifen 15' kann somit links und rechts mit den verschiedenen Polen verbunden werden. Auf diese Weise entsteht eine interne Serienschaltung im Kondensator.
  • Der Innenfreistreifen 15', den jede zweite Kondensatorfolienlage 30' beinhaltet, liegt jeweils mittig um die Mittellinie 20'. Dadurch liegen die Innenfreistreifen 15' genau übereinander. Somit liegen nicht nur wie beim Folienkondensator der 8A, 8B und 8C die äußeren Randkanten 6' jeder zweiten Elektrodenfläche in einer Linie übereinander, sondern auch die durch den Innenfreistreifen 15' gebildeten Innenrandkanten 7' liegen in einer Linie übereinander. Die oberen senkrechten Pfeile in 9B zeigen an, an welchen Stellen die Innenrandkanten 7' jeder zweiten Lage 30' in einer Linie übereinander liegen.
  • Nachteilig an solch einem Aufbau eines Folienkondensators ist, dass auftretende Druck- bzw. Radialkräfte in den jeweiligen Folienkondensatorlagen sehr ungleichmäßig auftreten. An den jeweiligen Randkanten der Lagen führen auftretende Radialkräfte dazu, dass in der jeweils darunterliegenden Lage bzw. in den darunterliegenden Lagen, die über die jeweilige Randkante hinaus steht bzw. stehen, die Radialkräfte abrupt auftreten. In dem jeweils über die Randkante der einen Lage hinaus stehenden Teil der darunterliegenden Lage treten praktisch keine Radialkräfte auf, da sich kein Teil der einen Lage oberhalb dieses Teils der darunterliegenden Lage befindet. An der Kante der einen Lage steigt nun die auftretende Radialkraft auf die darunterliegende Lage abrupt bzw. sehr schnell von nahezu 0 auf den entsprechenden Wert an. Beim in 9A und 9B gezeigten Folienkondensator trifft dies auch für die durch den Innenfreistreifen gebildeten Innenrandkanten zu. Diese sehr ungleichmäßig auftretenden Kräfte verringern die Lebensdauer des Folienkondensators und führen zu einer Abnahme der Kapazität des Folienkondensators über die Zeit.
  • Die DE 43 04 692 A1 beschreibt einen Folienkondensator mit Isolierfolienabschnitten, die als Dielektrikum fungieren, auf denen Elektrodenflächen aufmetallisiert sind und die in einer Vielzahl von Lagen aufeinander gewickelt sind, wobei innere Randkanten der Elektrodenflächen übereinander angeordnet sind und wobei die inneren Randkanten parallel zu der Elektrodenfläche einen um eine Mittellinie oszillierenden Verlauf aufweisen. Hierdurch soll die Stromdichte und damit die Erwärmung an den Randkanten verringert werden. Das oben geschilderte Problem wird hier nicht angesprochen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Folienkondensator aufzuzeigen, der eine längere Lebensdauer aufweist und eine deutlich verbesserte Kapazitätsstabilität über die Zeit bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Folienkondensator nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.
  • Ein Vorteil hiervon ist, dass die auftretenden Radialkräfte an den Randkanten langsamer ansteigen bzw. absinken und gleichmäßiger über die jeweils darunterliegende Lage bzw. Lagen verteilt werden. Zudem verlängert sich durch die oszillierende Krümmung die Länge der Randkante, wodurch ein Abbau von Material, insbesondere bei hohen Spannungen und Leistungen, deutlich verringert wird. Dies führt dazu, dass die Lebensdauer des Folienkondensators deutlich verlängert wird und Kapazität des Folienkondensators über die Zeit wesentlich weniger abnimmt.
  • Die Außenrandkanten sind weiterhin knickfrei und wellenförmig, insbesondere sinus- oder kreisbogenabschnittsförmig, verlaufend ausgebildet. Hierdurch wird eine noch gleichmäßigere Verteilung von Radialkräften in den Folienkondensatorlagen sichergestellt. Zudem führt eine knickfreie und wellenförmige Form dazu, dass weitgehend keine Stellen vorhanden sind, an denen erhöhte Feldstärken auftreten. Dadurch wird der Abbau von Material weiter verringert.
  • Verfahrensmäßig wird die Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst. Auf dieser Art und Weise kann technisch einfach und kostengünstig ein Folienkondensator hergestellt werden, der eine verlängerte Lebensdauer aufweist und dessen Kapazität über die Zeit wesentlich langsamer abnimmt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
  • 1A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensators;
  • 1B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 1A gezeigten Folienkondensators;
  • 1C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 1A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IC-IC;
  • 2A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen;
  • 2B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 2A gezeigten Folienkondensators;
  • 2C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 2A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IIC-IIC;
  • 3 eine schematisierte Ansicht des Verlaufs eines Innenfreistreifens von mehreren aufeinanderliegenden Lagen eines Folienkondensators;
  • 4 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen, der aus Kreisbogenabschnitten zusammengesetzt ist;
  • 5A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen bzw. zwei Innenfreistreifen;
  • 5B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 5A gezeigten Folienkondensators;
  • 5C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 5A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VC-VC;
  • 6A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen und einem Außenfreistreifen;
  • 6B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 6A gezeigten Folienkondensators;
  • 6C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 6A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VIC-VIC;
  • 7A eine Aufsicht auf einen Folienkondensator mit einem zick-zack-förmigen Innenfreistreifen;
  • 7B eine Aufsicht auf einen Folienkondensator mit einem rechteckförmigen Innenfreistreifen;
  • 7C eine Aufsicht auf einen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen, der einen Verlauf entsprechend einer Zufallsfunktion aufweist;
  • 8A einen Querschnitt eines Folienkondensators mit zwei Außenfreistreifen gemäß dem Stand der Technik;
  • 8B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 8A gezeigten Folienkondensators;
  • 8C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 8A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VIIIC-VIIIC;
  • 9A eine Aufsicht auf einen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen gemäß dem Stand der Technik; und
  • 9B einen Querschnitt des Folienkondensators aus 9A entlang der Linie IXB-IXB.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
  • 1A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensators. Jede Lage 30 des Folienkondensators besteht aus einer Kondensatorfläche bzw. Elektrodenfläche 5 und einem Dielektrikum 10. Das Dielektrikum 10 jeder Folienlage 30 ist gleichbreit. Die Dielektrika 10 sind von Folienlage zu Folienlage alternierend um eine feste Länge um eine Mittellinie 20 verschoben.
  • Die Elektrodenflächen 5 weisen in aufeinanderliegenden Folienlagen 30 eine unterschiedliche Breite auf. Die Kante der Elektrodenfläche 5 jeder Folienlage 30 schließt auf einer Seite mit der jeweiligen äußeren Randkante 6 des Dielektrikums 10 ab. Auf diese Weise können durch Anbringen einer leitenden Lage auf der linken bzw. rechten Seite die jeweils alternierenden Folienlagen 30 elektrisch mit dem jeweiligen Kontakt verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Schoopieren passieren. Die Breite der Elektrodenfläche 5 der jeweiligen Folienlage 30 wird je tiefer man in den Kondensator vordringt von Folienlage 30 zu Folienlage 30 zuerst weniger breit und nimmt dann an Breite wieder zu (maximal jedoch so breit wie das Dielektrikum). Die Elektrodenfläche kann an Breite auch zuerst zunehmen und dann wieder abnehmen. Die zu- bzw. abnehmende Breite der Elektrodenfläche 5 stellt grob einen sinusförmigen Verlauf dar. Dadurch steigt der radiale Druck, der beim Aufwickeln bzw. Schichten durch die darüber liegenden Folienlagen 30 entsteht, auf die verschiedenen Folienlagen 30 nicht jeweils an in einer Linien übereinanderliegenden Stellen abrupt an, sondern der radiale Druck tritt durch die verschiedenen Elektrodenflächenbreiten an Stellen auf, die nicht in einer Linie übereinander liegen.
  • 1B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 1A gezeigten Folienkondensators. Links in 1B ist die gerade äußere Randkante 6 der obersten Folienlage 30 zu sehen. Rechts in 1B ist der sinusförmig verlaufende Außenfreistreifen 17 der obersten Folienlage 30 zu sehen. Die oberste Lage und jede übernächste darauf folgende Lage haben den gleichen Aufbau. Dies gilt auch für alle anderen gezeigten Ausführungsformen des Folienkondensators.
  • 1C zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 1A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IC-IC. Rechts in 1C ist die gerade äußere Randkante 6 der zweitobersten Folienlage 30 zu sehen. Links in 1C ist der sinusförmig Außenfreistreifen 17 der zweitobersten Folienlage 30 zu sehen. Die zweitoberste Lage 30 und jede übernächste darauf folgende Lage 30 haben den gleichen Aufbau. Dies gilt auch für alle anderen gezeigten Ausführungsformen des Folienkondensators.
  • 2A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen 15. Der Innenfreistreifen 15 verläuft sinusförmig um die Mittellinie 20 herum. Jede zweite Lage 30 umfasst einen Innenfreistreifen 15 und ist breiter als die Lagen 30 ohne Innenfreistreifen 15. Die Lagen 30 ohne Innenfreistreifen weisen zwei sinusförmige Außenfreistreifen 17 auf, da die Elektrodenfläche 5 weniger breit als das Dielektrikum 10 der Lage ist. Die Lagen 30 sind mittig um die Mittellinie 20 angeordnet. Daher steht auf beiden Seiten jeweils ein Teil jeder Lage 30 mit einem Innenfreistreifen 15 über. Jede Lage 30 mit einem Innenfreistreifen 15 kann somit auf einfache Art und Weise links und rechts mit den verschiedenen Polen verbunden werden. Auf diese Weise entsteht eine 2-fache interne Serienschaltung von miteinander verbundenen Einzelkondensatoren im Kondensator. Dadurch wird die Spannungsfestigkeit des Kondensators erhöht. Ein Kondensator mit 2-facher interner Serienschaltung kann mit doppelter Spannung pro μm Foliendicke belastet werden im Vergleich zu einem Kondensator ohne interne Serienschaltung.
  • Der Innenstreifen 15, den jede zweite Folienlage 30 umfasst, ist von Folienlage 30 zu Folienlage 30 bezüglich der Mittellinie 15 nach rechts bzw. links verschoben. Die durch den Innenfreistreifen 15 gebildeten Randkanten 7 der Elektrodenflächen sind daher ebenfalls von Lage 30 zu Lage 30 zu der Mittellinie 20 verschoben. Die inneren Randkanten 7 der Elektrodenflächen 5 der verschiedenen Folienlagen 30, die durch den Innenfreistreifen 15 gebildet werden, verlaufen sinusförmig. D. h. der Mittelpunkt des Innenfreistreifens 15 hat eine zunehmend größere bzw. zunehmend kleinere Distanz zu der Mittellinie 20. Die Kanten 6 der beiden Außenfreistreifen 17, die jede zweite Lage 30 aufweist, die keinen Innenfreistreifen umfasst, verlaufen ebenfalls sinusförmig, d. h. die Kanten 6 haben eine zunehmend größere bzw. zunehmend kleinere Distanz zu der Mittellinie 20.
  • Dadurch wirken auftretende Radialkräfte in den unterschiedlichen Folienlagen 30 nicht an Stellen, die in einer Linie übereinander liegen, sondern die Stellen, an denen die Radialkräfte auftreten, sind zueinander verschoben.
  • 2B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 2A gezeigten Folienkondensators. In der Mitte der 2B ist der sinusförmige Innenfreistreifen 15 zu sehen.
  • 2C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 2A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IIC-IIC. Links und rechts in 2C sind die beiden sinusförmigen Außenfreistreifen 17 zu sehen.
  • Die Elektrodenfläche 5 besteht vorzugsweise aus einem gebräuchlichen Metall und/oder einer gebräuchlichen Metalllegierung. Verschiedenste Flächenwiderstände und Bedampfungsprofile (Slope-Design) sind vorstellbar.
  • Die mittlere Breite des Innenfreistreifens beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 10 mm. Die Wellenlänge des sinusförmigen Verlaufs der Randkanten beträgt vorzugsweise 3,0 mm bis 15 mm und die Amplitude beträgt vorzugsweise 0,1 mm bis 0,75 mm. Die äußere Randkante der Elektrodenfläche weist vorzugsweise einen Abstand von 0,3 mm bis 10 mm zu der Außenkante der Folienlage auf.
  • 3 zeigt eine schematisierte Ansicht des Verlaufs eines Innenfreistreifens von mehreren aufeinanderliegenden Lagen eines Folienkondensators. Es sind drei übereinander gelagerte Folienlagen 30 des Folienkondensators mit jeweils einem Innenfreistreifen 15 gezeigt. Die Wellenberge bzw. Wellentäler der inneren Randkanten 7 der Elektrodenflächen 5 sind von Folienlage 30 zu Folienlage 30 gegeneinander verschoben. Diese Verschiebung kann man sich als eine Phasenverschiebung des sinusförmigen Verlaufs der Randkante 6 von Folienlage 30 zu Folienlage 30 vorstellen. Auf diese Weise befinden sich die äußeren 6 und inneren 7 Randkanten der Elektrodenflächen 5 nicht in einer Linie übereinander, sondern sie sind zueinander verschoben. Daher wirkt die auftretende Radialkraft, die senkrecht zur in 3 gezeigten Kondensatoroberfläche 5 verläuft, nicht in jeder Lage 30 des Folienkondensators auf Stellen, die in einer Linie übereinander sind, sondern in den verschiedenen Lagen 30 wirken die auftretenden Radialkräfte an unterschiedlichen Positionen. In 3 sind zwei Oszillationslinien 40, 40A eingezeichnet (gestrichelt), die die jeweilige Oszillationslinie 40, 40A darstellt, um den die rechte bzw. linke innere Randkante 7, sinusförmig verläuft.
  • 4 zeigt eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Folienkondensators. Der Folienkondensator umfasst einen Innenfreistreifen 15. Die dadurch entstandenen inneren Randkanten 7 der Elektrodenflächen 5 verlaufen kreisbogenabschnittsförmig, während die inneren Randkanten 7 in den vorherig beschriebenen Ausführungsformen sinusförmig verliefen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Abstand zwischen zwei Elektrodenflächen 5 einer Folienlage 30 immer gleich groß ist. Die Durchschlagsfestigkeit des Folienkondensators ist somit an jeder Stelle des Folienkondensators gleich hoch.
  • 5A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen bzw. zwei Innenfreistreifen und zwei Außenfreistreifen. 5B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage des in 5A gezeigten Folienkondensators. Die oberste Lage weist drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und keinen Außenfreistreifen auf. 5C zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 5A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VC-VC. Die zweitoberste Lage weist zwei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und zwei sinusförmige Außenfreistreifen 17 auf. Die Lagen 30 mit drei Innenfreistreifen 15 sind jeweils breiter als die Lagen mit zwei Innenfreistreifen 15 und zwei Außenfreistreifen 17. Durch die Kontaktierung der äußeren Elektrodenflächen 5 der Lagen 30, die drei Innenfreistreifen 15 aufweisen und die über die Lagen 30 mit zwei Innenfreistreifen 15 und zwei Außenfreistreifen 17 nach außen überstehen, entsteht eine 6-fache interne/innere Serienschaltung von miteinander verbundenen Einzelkondensatoren im Kondensator. Hierdurch wird die Spannungsfestigkeit des Folienkondensators noch weiter erhöht.
  • 6A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen 15 und einem Außenfreistreifen 17. 6B eine Aufsicht auf die oberste Lage 30 des in 6A gezeigten Folienkondensators. Die oberste Lage 30 weist drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und einen Außenfreistreifen 17 auf der rechten Seite auf. 6C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in 6A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VIC-VIC. Die zweitoberste Lage weist ebenfalls drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und einen Außenfreistreifen 17 auf, der sich jedoch auf der linken Seite befindet. Die Innenfreistreifen 15 der einen Lage 30 befinden sich an Stellen, die versetzt zu den Stellen der Innenfreistreifen 15 der anderen Lage 30 sind. Die verschiedenen Lagen 30 sind zueinander leicht versetzt aufgewickelt. Durch die Kontaktierung der äußeren Elektrodenflächen 5 entsteht eine 7-fache interne Serienschaltung von miteinander verbundenen Einzelkondensatoren im Kondensator. Hierdurch wird die Spannungsfestigkeit des Folienkondensators noch weiter erhöht. Bei allen ungeraden Serien haben die beiden verschiedenen aufgewickelten Bänder des Kondensators, die alternierend eine Lage 30 bilden, die gleiche Breite und werden mit Versatz zueinander aufgewickelt.
  • 7A, 7B und 7C zeigen weitere Möglichkeiten, wie ein Innenfreistreifen 15 verlaufen können. Derartige Formen sind auch für den oder die Außenfreistreifen vorstellbar. 7A zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der eine Zick-Zack-Form um eine Mittellinie 20 aufweist. 7B zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der einen rechteckigen Verlauf bezüglich der Mittellinie 20 aufweist. Die Oszillation des rechten bzw. linken Rands des Innenfreistreifens 15 verläuft jeweils um eine parallel zum Isolierfolienrand verlaufende Oszillationslinie 40, 40A. 7C zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der einen Verlauf des Innenfreistreifens 15 um eine Mittellinie 20, die gleichzeitig die Oszillationslinie 40 ist, entsprechend einer Zufallsfunktion aufweist. Andere Formen des Verlaufs der Innenfreistreifen 15 und/oder Außenfreistreifen 17, wie beispielsweise sägezahnförmig, sind ebenfalls vorstellbar.
  • Unter oszillierend geformten Randkanten 6, 7 ist eine Form der Randkanten 6, 7 zu verstehen, bei der ein Abstand der Randkanten 6, 7 zu einer Mittellinie 20 variiert. Beispiele für eine oszillierende Form der Randkanten 6, 7 sind insbesondere in 3, 4, 7A, 7B und 7C gezeigt. Andere Formen sind vorstellbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1'
    Folienkondensator
    5, 5'
    Elektrodenfläche
    6, 6'
    äußere Randkante der Elektrodenfläche
    7, 7'
    innere Randkante der Elektrodenfläche
    10, 10'
    Dielektrikum
    15, 15'
    Innenfreistreifen
    17, 17'
    Außenfreistreifen
    20, 20'
    Mittellinie
    30, 30'
    Folienlage
    40, 40A
    Oszillationslinie

Claims (3)

  1. Folienkondensator der als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte (10) aufweist, die mit als Kondensatorflächen fungierenden aufmetallisierten Elektrodenflächen (5) versehen sind, wobei die Isolierfolienabschnitte (10) zur Bildung von einem Kondensator oder mehreren Teilkondensatoren in eine Vielzahl von Lagen (30) aufeinander gewickelt sind, wobei die Elektrodenflächen (5) an ihrem Rand durch äußere Randkanten (6) begrenzt sind, wobei die Isolierfolienabschnitte (10) wenigstens an einem Isolierfolienrand einen von Elektrodenfläche (5) freien Außenrandstreifen (17) aufweisen, wobei die dem Außenrandstreifen (17) zugewandten äußeren Randkanten (6) der Elektrodenflächen (5) mit einer Amplitude um eine parallel zum Isolierfolienrand verlaufende Oszillationslinie (40, 40A) oszillierend verlaufen, wobei die äußeren Randkanten (6) jeder übernächsten darauffolgenden Lagen (30) jeweils in Richtung der Oszillationslinie (40, 40A) einen Versatz derart aufweisen, dass die Randkanten (6) nicht in einer Linie übereinander liegen, wobei die Außenrandkanten (6) knickfrei und wellenförmig verlaufend ausgebildet ist.
  2. Folienkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenrandkanten (6) sinus- oder kreisbogenabschnittsförmig verlaufend ausgebildet sind.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators folgende Schritte aufweisend: – Aufmetallisieren von als Kondensatorflächen fungierenden Elektrodenflächen (5) auf als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte (10), wobei die Isolierfolienabschnitte (10) wenigstens an einem Isolierfolienrand einen von Elektrodenfläche (5) freien Außenrandstreifen (17) aufweisen, und wobei die Elektrodenflächen (5) an ihrem Rand durch äußere Randkanten (6) begrenzt sind, wobei die dem Außenrandstreifen (17) zugewandten äußeren Randkanten (6) der Elektrodenflächen (5) mit einer Amplitude um eine parallel zum Isolierfolienrand verlaufende Oszillationslinie (40, 40A) oszillierend verlaufen, und – Aufwickeln der Isolierfolienabschnitte (10) in eine Vielzahl von Lagen übereinander derart, dass jeder übernächsten darauffolgenden die äußeren Randkanten (6) Lagen (30) jeweils in Richtung der Oszillationslinie (40, 40A) einen Versatz derart aufweisen, dass die Randkanten (6) nicht in einer Linie übereinander liegen, wobei die Außenrandkanten (6) knickfrei und wellenförmig verlaufend ausgebildet sind.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011118178B3 (de) 2011-11-10 2013-05-16 Eao Ag Beleuchtetes, wasser- und staubdichtes Schaltelement
CN102543438B (zh) 2011-12-07 2014-04-16 厦门法拉电子股份有限公司 一种叠片式金属化薄膜电容器的电极结构

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE723291C (de) * 1937-01-20 1942-08-01 Bosch Gmbh Robert Elektrostatischer Wickel- oder Schichtkondensator
DE919778C (de) * 1943-07-14 1954-11-04 Siemens Ag Elektrischer Durchfuehrungskondensator
DE2210711A1 (de) * 1972-03-06 1973-09-13 Siemens Ag Verfahren zur herstellung stirnkontaktierter, insbesondere regenerierfaehiger elektrischer kondensatoren
JPS5085855A (de) * 1973-12-04 1975-07-10
WO1980001433A1 (en) * 1978-12-28 1980-07-10 Western Electric Co Metallized film capacitor and method of manufacture
DE8532832U1 (de) * 1985-11-21 1986-01-09 Roederstein Spezialfabriken für Bauelemente der Elektronik und Kondensatoren der Starkstromtechnik GmbH, 8300 Landshut Miniatur-Folienkondensator mit axialen Anschlüssen
DE4304692A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-11 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator
DE19810371A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-23 Siemens Matsushita Components Stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator
EP1400991A1 (de) * 2001-06-08 2004-03-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mehrschichtige filmkondensator und herstellungsverfahren dafür
DE102004038863B3 (de) * 2004-08-10 2006-04-06 Westermann, Wolfgang Metallisierter Kunststoff-Folienkondensator und Verwendung eines metallisierten Kuststoff-Folienkondensators
EP2015324A1 (de) * 2006-04-28 2009-01-14 Soshin Electric Co. Ltd. Filmkondensator

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2416566C2 (de) * 1974-04-05 1976-05-13 Siemens Ag Mittels Schoopverfahren stirnkontaktierter elektrischer Kondensator
DE2726324A1 (de) * 1977-06-10 1978-12-14 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator und verfahren zu seiner herstellung
US4656557A (en) * 1985-02-11 1987-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical layer capacitor and method for the manufacture thereof
DE3510518A1 (de) * 1985-03-22 1986-10-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrischer kondensator und verfahren zu seiner herstellung
DE3733410A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-20 Roederstein Kondensatoren Wickel-kondensator, insbesondere kunststoffolien-kondensator
DE3913611A1 (de) * 1989-04-25 1990-10-31 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator, insbesondere kunststoffolien-kondensator
DE19905978A1 (de) * 1998-04-23 2000-08-17 Frako Kondensatoren Und Anlage Kondensatorwickel
US20080030922A1 (en) * 2004-09-27 2008-02-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multi-Layer Capacitor and Mold Capacitor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE723291C (de) * 1937-01-20 1942-08-01 Bosch Gmbh Robert Elektrostatischer Wickel- oder Schichtkondensator
DE919778C (de) * 1943-07-14 1954-11-04 Siemens Ag Elektrischer Durchfuehrungskondensator
DE2210711A1 (de) * 1972-03-06 1973-09-13 Siemens Ag Verfahren zur herstellung stirnkontaktierter, insbesondere regenerierfaehiger elektrischer kondensatoren
JPS5085855A (de) * 1973-12-04 1975-07-10
WO1980001433A1 (en) * 1978-12-28 1980-07-10 Western Electric Co Metallized film capacitor and method of manufacture
DE8532832U1 (de) * 1985-11-21 1986-01-09 Roederstein Spezialfabriken für Bauelemente der Elektronik und Kondensatoren der Starkstromtechnik GmbH, 8300 Landshut Miniatur-Folienkondensator mit axialen Anschlüssen
DE4304692A1 (de) * 1992-11-10 1994-05-11 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator
DE19810371A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-23 Siemens Matsushita Components Stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator
EP1400991A1 (de) * 2001-06-08 2004-03-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mehrschichtige filmkondensator und herstellungsverfahren dafür
DE102004038863B3 (de) * 2004-08-10 2006-04-06 Westermann, Wolfgang Metallisierter Kunststoff-Folienkondensator und Verwendung eines metallisierten Kuststoff-Folienkondensators
EP2015324A1 (de) * 2006-04-28 2009-01-14 Soshin Electric Co. Ltd. Filmkondensator

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