DE1158178B - Verfahren zur Herstellung eines regenerierenden Kondensators hoher Raumkapazitaet - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines regenerierenden Kondensators hoher Raumkapazität Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines regenerierenden Kondensators hoher Raumkapazität, bei dem auf eine geeignete Trägerfolie eine erste Lackschicht aufgetragen wird, auf diese erste Lackschicht ein regenerierfähig dünner Metallbelag aufgedampft und auf diesen Metallbelag eine zweite Lackschicht in der Breite der ersten Lackschicht aufgebracht wird und bei dem dann die aus zwei Lackschichten und einer Metallschicht bestehende Dreischichtfolie von der Trägerfolie abgelöst wird und mehrere solcher Dreischichtfolien zur Herstellung eines Kondensators verwendet werden.
• Zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren hoher Raumkapazität sind zwei Wege bereits bekannt. Der erste führt zu dem bekannten Lackkondensator, bei dem eine als Belegung dienende Trägerfolie mit einem Lacküberzug versehen und dann metallisiert wird. Ein solcher Lackkondensator besitzt aber immer noch einen erheblichen Raumbedarf, da die Trägerfolie im Vergleich zur Lackschicht ziemlich stark gewählt werden muß. Es ist auch bekannt, an Stelle einer Metallfolie eine beidseitig metallisierte Isolierstoffolle als Trägerfolie zu verwenden, bei der die beidseitigen Metallisierungen miteinander leitend verbunden sind, so daß die Trägerfolie im feldfreien Raum des Kondensators liegt.
• Als zweiter Weg ist bereits bekannt, Kondensatoren hoher Raumkapazität aus sehr dünnen, etwa 1 bis 2 #t starken dielektrischen Bändern herzustellen, sogenannte Dünnfolienkondensatoren. Zur Herstellung der Dünnfolie für solche elektrischen Kondensatoren benutzt man ein Verfahren, bei dem ein Träger aus Papier oder einem geeigneten Kunststoff, der gegebenenfalls noch derart vorbehandelt sein kann, daß er die gewünschte Haftfestigkeit und Lösbarkeit gegenüber der Dünnfolie verbürgt, durch Auflackieren mit einem dünnen Lackfilm versehen wird, der erst, nachdem er durch Metallisieren mit einer Belegung versehen worden ist, unmittelbar vor der Herstellung des Kondensatorwickels von der Trägerfolie abgelöst wird. Bei solchen Kondensatorbändern ist es auch bekannt, über dem Metallbelag eine weitere Lackschicht anzuordnen.
• Es hat sich jedoch gezeigt, daß nicht alle als Dielektrikum in Frage kommenden Stoffe zur Herstellung von Dünnfolien geeignet sind. Verschiedene Dielektrika, wie z. B. Polystyrol, besitzen eine so große Haftfestigkeit gegenüber der Trägerfolie bei geringer mechanischer Zugfestigkeit, daß sie von der Trägerfolie, nicht ohne zu zerreißen, getrennt werden können. Stoffe, die zu Dünnfolien verarbeitet werden sollen, müssen daher eine genügende mechanische Festigkeit besitzen, um auch bei diesen geringen Stärken von höchstens einigen Mikron eine selbsttragende Folie bilden zu können, und dürfen keine so große Haftfestigkeit auf der Trägerfolie besitzen, daß sie nicht von dieser abgelöst werden können.
• Da außerdem die Aufgabe gestellt ist, einen regenerierfähigen Kondensator aufzubauen, können im Falle des bekannten Dünnfolienkondensators solche Dielektrika nicht verwendet werden, die schlechte Regeneriereigenschaften besitzen. Schließlich haben Dünnfohenkondensatoren oft den Nachteil geringen Isolationswiderstandes und einer relativ geringen Durchschlagsfestigkeit. Die Oberflächen der Dünnfolien sind nicht völlig glatt, sondern weisen noch kleinste Unebenheiten und Poren auf. Bei der Metallisierung dieser Oberflächen dringen Metallteilchen in diese Poren ein und schaffen auf diese Art und Weise Spitzen im Dielektrikum, die schlechte Isolationswiderstände ergeben und die Durchschlagsfestigkeit eines solchen Kondensators bedeutend herabsetzen.
• Um beliebige dielektrische Stoffe, die sich zu Lackschichten verarbeiten lassen, für Dünnfolienkondensatoren verarbeiten zu können und die genannten Nachteile zu vermeiden, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß die erste Lackschicht aus einem Stoff gebildet wird, der gute Regeneriereigenschaften besitzt, während für die Herstellung der zweiten Lackschicht ein Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften, wie Polystyrol, verwendet wird, und daß vier oder eine Anzahl, die ein Vielfaches von vier darstellt, solcher Dreischichtfolien derart bei der Herstellung des Kondensatorkörpers übereinander angeordnet werden, daß jeweils gleichartige Lackschichten aufeinanderliegen, und daß die Belegungen derart miteinander und mit den äußeren Stromzuführungen verbunden werden, daß jeweils die ersten, die Beläge tragenden Lackschichten im feldfreien Raum liegen und die zweiten Lackschichten dielektrisch wirksam sind.
• Man kann bei der Herstellung des Kondensators zwei aufeinanderliegende Dreischichtfolien seitlich versetzt gegenüber zwei weiteren, in gleicher Weise aufeinanderliegenden Dreischichtfohen so anordnen, daß die zu kontaktierenden Belegungsränder jeweils an gegenüberliegende Stirnseiten zu liegen kommen. Die Kontaktierung der Belegungsschichten erfolgt durch Aufbringen von Metallschichten auf die Stirnseiten durch Schoopen, Aufdampfen u. dgl. Infolge der teilweise spiegelbildlichen Anordnung der Dreischichtfolien und der sinngemäßen Anordnung der freien Randstreifen der Belegungen wird die gewünschte Verbindung zwischen den Belegungen und die Schaffung feldfreier Räume, in denen die ersten Lackschichten liegen, automatisch erreicht. Man erhält dadurch die Möglichkeit, für das wirksame Dielektrikum der zweiten Lackschicht schlecht regenerierende, aber dielektrische hochwertige Stoffe zu verwenden und gleichzeitig in den feldfreien Räumen als erste Lackschicht Stoffe mit gutem Regenerierverhalten, die aber häufig schlechte dielektrische Eigenschaften besitzen, einzubringen. Man erhält auf diese Weise einen Kondensator, der dann neben gutem Regenerierverhalten auch gute sonstige elektrische Eigenschaften aufweist.
• Die beim Aufbringen der Metallschichten sich ausbildenden Metallspitzen sind dabei gleichzeitig in den feldfreien Raum gerichtet, so daß die nachteilige Wirkung von metallischen Spitzen im Dielektrikum vermieden und eine ausgezeichnete Isolation und Durchschlagsfestigkeit des Kondensators erreicht werden.
• Die Fig. 1 zeigt eine bei dem Verfahren nach der Erfindung zu verwendende Dreischichtfolie im Schnitt. Auf einem geeigneten Träger 6, der z. B. aus einem geeignet gewachsten Papier oder einer geeigneten Kunststoffolie bestehen kann, wird durch Auflackieren eine erste Lackschicht 1 in der Dicke von Bruchteilen von Mikron bis zu einigen Mikron aufgebracht. Diese Schicht 1 soll die Regenerierfähigkeit des Kondensators bedingen. Auf diese erste Lackschicht 1 wird eine Metallisierung 2 aufgebracht, die dann noch mit einer zweiten Lackschicht 3 versehen wird, wobei die elektrischen Eigenschaften der Lackschicht 3 dem für die Kondensatoren vorgesehenen Verwendungszweck entsprechen. So wird man z. B., falls sehr niedrige Verluste gefordert werden, ein unpolares Dielektrikum, etwa Polystyrol, für diese zweite Lackschicht 3 verwenden. Die Dreischichtfolie 1, 2, 3 wird mit dem Träger 6 auf eine Vorratsrolle gewickelt und erst unmittelbar vor dem Wickelprozeß von dem Träger 6 gelöst. Dann wird die Dreischichtfolie, wie Fig. 2 zeigt, mit einem in gleicher Weise, jedoch mit versetzter Metallisierung hergestellten, zu ihr spiegelbildlichen System zu einer Kombination 4 zusammengefügt und eine zweite, analoge, d. h. in entsprechend versetzter Bedampfung ausgeführte Kombination 5 in einem Arbeitsprozeß zu einem fertigen Kondensator derart gewickelt und kontaktiert, daß die Dielektrika, d. h. die zweiten Lackschichten 3, im felddurchsetzten Raum liegen, während die Lackschichten 1 im feldfreien Raum liegen. Die zu kontaktierenden Belegungsränder liegen dabei jeweils in gegenüberliegenden Stirnseiten.
• Die nach diesem Verfahren hergestellten Kondensatoren besitzen neben einer sehr hohen Raumkapazität hohe Isolationswiderstände und ausgezeichnetes Regenerierverhalten. So ergaben z. B. Kondensatoren, deren dielektrisch wirksame zweite Lackschicht aus Polystyrol bestand, bei einer Kapazität von 0,25 #tF einen Isolationswiderstand von 100 000 MQ/[F. Die elektrischen Eigenschaften blieben bis zu Spannungen von 550 V unverändert.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines regenerierenden Kondensators hoher Raumkapazität, bei dem auf eine geeignete Trägerfolie eine erste Lackschicht aufgetragen wird, auf diese erste Lackschicht ein regenerierfähig dünner Metallbelag aufgedampft und auf diesen Metallbelag eine zweite Lackschicht in der Breite der ersten Lackschicht aufgebracht wird und bei dem dann die aus zwei Lackschichten und einer Metallschicht bestehende Dreischichtfolie von der Trägerfolie abgelöst wird und mehrere solcher Dreischichtfolien zur Herstellung eines Kondensators verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lackschicht aus einem Stoff gebildet wird, der gute Regeneriereigenschaften besitzt, während für die Herstellung der zweiten Lackschicht ein Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften, wie Polystyrol, verwendet wird, und daß vier oder eine Anzahl, die ein Vielfaches von vier darstellt, solcher Dreischichtfolien derart bei der Herstellung des Kondensatorkörpers übereinander angeordnet werden, daß jeweils gleichartige Lackschichten aufeinanderliegen, und daß die Belegungen derart miteinander und mit den äußeren Stromzuführungen verbunden werden, daß jeweils die ersten, die Beläge tragenden Lackschichten im feldfreien Raum liegen und die zweiten Lackschichten dielektrisch wirksam sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderliegende Dreischichtfolien seitlich versetzt gegenüber zwei weiteren, in gleicher Weise aufeinanderliegenden Dreischichtfolien so angeordnet werden, daß die zu kontaktierenden Belegungsränder jeweils an gegenüberliegende Stirnseiten zu liegen kommen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Wickelkörper durch Schoopen, Aufdampfen od. dgl. mit je einer Kontaktschicht bedeckt werden, die jeweils gleichpolige Belegungen miteinander verbindet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 929 380; deutsche Patentanmeldung B 9428 VIII c/ 21g, (bekanntgemacht am 12. 3.1953); USA.-Patentschrift Nr. 2 754 230.