DE1764546C - Regenerierfähiger elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

ragenden Belagsränder über die Folie hinausragen freien Raum und tragen nichts zur Kapazität bei.

und daß die Stirnkontaktschichten die über die Folie Durch diesen Aufbau wird es möglich, jeden Belag

hinausragenden Belagsränder erfassen. direkt in bekannter Weise, beispielsweise durch Auf-

Die eingelegten Folien können aus einem Isolier- spritzen einer Metallschicht, elektrisch leitend mit

stoff oder einem Metall bestehen. 5 den gleichpoligen Belägen zu verbinden, bs liegen

Aus dem deutschen Patent 426 879 ist es bei einem sich nur einfache Beläge gegenüber, so dali ein sicheelektrischen Kondensator bekannt, beidseitig metalli- res regenerieren gewährleistet ist. Darüber hinaus sierte Dielcktrikumsbänder zu stapeln und zwischen kann durch geeignete Wahl des Isolierstoffs fur die einander zugekehrten und miteinander leitend ver- Folien 3 in bekannter Weise das Regenenervernalten bundenen Metallbelägen gleichen Potentials isolie- io noch weiter verbessert werden.

renrie Schichten einzulegen. Diese Patentschrift zeigt Das von den »feldfreien« Folien 3 eingenommene aber keinen technisch gangbaren Weg, wie ein geeig- Totvoiumen in der Fig. 1 kann durch einen Aufbau neter elektrischer Kontakt zwischen den gleichpoli- nach Fig.2 auf die Hälfte verkleinert werden Die gen Belägen und den äußeren Stromzuführungsele- eingelegte Folie 3 erstreckt sich etwa bis zur Mitte menten hergestellt werden kann. Die Anordnungen 15 des Kondensatorkörpers und befindet sich zwischen nach dieser Patentschrift könnten keinesfalls durch gleichgepolten Belägen in der Konoensatorkorperstirnseitig aufgespritzte Kontaktmetallschichten kon- hälfte, in welcher die Stirnkontaktschichten die enttaktiert werden, weil die Belagschichten nicht bis an sprechenden gleichgepolten, sich gegenüberliegenden, die Stirnseiten reichen und von Isolierschichten be- durch die eingelegte Folie getrennten Beläge erfassen deckt sind. ' *o Die eingelegte Folie erstreckt vh dabei nicht bis zur

Die Aufgabe, einen sicheren, d. h. ei.ien für jeden äußersten Kante der metallisierten Dielektrikumsfo-Belag direkten Kontakt mit der jeweiligen stirnseiti- lien 1, sondern läßt die stirnseitig überstehenden gen Kontaktmetallschicht (Schoopschicht) herzustel- Ränder der aufgedampften Belage 2 zur sicheren len, wird nur durch die Maßnahmen der Erfindung Ko Haktgabe frei. Bezüglich der Ausschaltung der gelöst, und zwar dadurch, daß — wie oben beschrie- a₅ Luftspalte und der direkten Kontaktierung gilt das ben — die zu kontaktierenden Beläge jeweils auf je- gleiche wie für Fig. 1. Abweichend von der Fig I ner Stirnseite, von der aus sie kontaktiert werden sol- liegen teilweise wieder zwei Beläge aufeinander. Das len, vorzugsweise bis zur Kante der sie tragenden Fo- Regenerierverhalten wird dadurch nicht beeintrachlien, mindestens aber bis über die Kante Her im feld- tigt, weil die jeweiligen Gegenbeläge in diesem Fall freien Raum eingelegten Folie hinausgezogen wt- 30 stets nur einfach sind. Ein weiterer Vorteil der Anden, so daß jeder Belag durch die in den zwischen Ordnung nach F i g. 2 besteht darin, daß auch bei gleichpoligen Belägen entstandenen Spalt hineinge- nicht genau sich deckenden Belägen 2 auf den Dispritzten oder sonstwie eingebrachten Kontaktmetall- eleiitrikumsfolien 1 die feldfreien Folien 3 sowie deren schichten direkt, d. h. ohne dazwischenliegende Oxid- beiderseitige Luftspalte feldfrei bleiben. Lediglich der schichten, kontaktiert wird. 35 Luftspalt zwischen den Folien 1 wird entsprechend

An Hand der Figuren soll an Ausführungsbeispie- dem Deckungsfehler der Beläge in das Feld miteinbe-

len die Erfindung näher erläutert werden. zogen. Die eingelegten Isolierstoffolien 3 Können zur

Die F: g. 1 und 2 zeigen Schnitte durch Stapelkon- Verbesserung der Regeneriereigenschaften herange-

densatoren, welche z.B. nach dem Trommelwickel- zogen werden. ^

verfahren hergestellt sind. Es weiden dabei die Kon- 40 Bei solchen EinsaUfälien, bei denen die Durc··-

densatorbänder auf einer Trommel aufgewickelt und Schlagsfestigkeit des Dielektrikums kaum ausgenützt

stirnseitig mit Kontaktmetallschichten versehen. Der wird, kann ein Aufbau nach der Fig. 2 vorteilhaft

so hergestellte Mutterv»:ckel wird dann in die ge- sein, bei dem die zwischengelegten Folien 3 nicht aus

wünschten Teilkapazitäten z. B. zersägt. Die Dielek- Isolierstoff, sondern aus Metall bestehen. Durch ge-

triumsfolien 1 tragen beidseitig jeweils gegenpolige 45 eignete Wahl der Metallart und der Dickenverhält-

Beläge 2, welche z. B. aufgedampfte Aluminium- nisse kann damit der Temperaturkoeffizient der Ka-

schichten sein können. Die zwischengelegten Folien 3 pazität beeinflubt und die Wärmeableitung des Wik-

sowie deren beiderseitige Luftspalte liegen im feld- kels verbessert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

durch hohe Folienzüge und/oder Tempern—,jedoch infolge der fertigungsbedingten Oberflächenrauhig- Patentansprucne: keiten und Dickenschwankungen der Isolierfolien im allgemeinen nicht ganz beseitigt werden. Vielfach be-

1. Regenerierfähiger elektrischer Kondensator, 5 steht, z. B. bei Flachwickeln, auch die Gefahr, daß bei dem gegenpolige Beläge gegeneinander ver- sich durch Temperatureinflüsse oder sonstige Altesetzt auf die beiden Seiten von Dielektrikumsfo- rungsvorgänge im Laufe der Zeit im Kondensator lien aufmetallisiert sind, bei dem diese Dielektri- Luftspalte neu bilden.

kumsfolien derart übereinander angeordnet sind, Um den Luftspalt mit seinen Nachteilen auszudaß sich gleichpolige Beläge gegenüberliegen, und io schalten, ist es aus der deutschen Patentschrift bei dem die Beläge über Stirnkontaktschichten 426 879 und der am 28.12.1950 ausgelegten deutmit Stromzuführungen verbunden sind, da- sehen Patentanmeldjng P23211 VIIIc/21 g bedurch gekennzeichnet, daß zwischen je kannt, beidseitig metallisierte Dielektrikumsbänder zwei ganz oder nahezu bis an die stirnseitigen zu elektrischen Kondensatoren zu verwickeln. Bei Kanten benachbarter Dielektrikumsfolien (1) rei- 15 diesen Kondensatoren hängen der Temperaturkoeffichende, gleichpolige Beläge (2) eine Folie (3) so zient der Kapazität und die Konstanz der Kapazität eingelegt ist, daß die bis an die stirnseitigen Kan- nur noch von der Dielektrizitätskonstanten, der Föten ragend""! Belagsränder über die Folie (3) hin- liendicke, dem Elastizitätsmodul der Folie und dem ausragen und daß die Stirnkontaktschiditen die Wickeldruck ab. Diese sind Parameter, die sich über die Folie (3) hinausragenden Belagsränder ao streng reproduzierbar mit der Temperatur ändern, erfassen. Dennoch haften dieser. Kondensatoren verschie·

2. Regenerierfähiger elektrischer Kondensator dene Nachteile an, die sich im Betrieb des Kondensanach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tors ungünstig auswirken. Hier ist in erster Linie die sich die eingelegte Folie in Richtung auf die ge- problematische »indirekte« Kontaktierung eines Begenüber den Folienrändern zurückliegenden Be- 35 lags über den anderen Belag zu nennen, wie sie beim lagsränder höchstens bis zur Mitte des Kondensa- Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 23211 torkörpers erstreckt. angewendet wird. Die Beläge befinden sich zwar in

3. Regenerierfähiger elektrischer Kondensator inniger Berührung, sind aber jeweils mit einer Oxid nach Anspr ;h 2, dadurch gekennzeichnet, daß haut bedeckt, so daß der Strom diese beiden Oxiddie eingelegte Folie aus Meta'l besteht. 30 häute durchqueren muß. Man kann in idealisierender

4. Regenerierfähiger elektrischer Kondensator Weise dieser doppelten Oxidhaut einen Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- und eine Kapazität je Flächeneinheit zuschreiben, de net, daß die eingelegte Folie aus einem Isolier- ren Produkt eine Zeitkonstante ergibt. Führt man den stoff besteht. direkt kontaktierten Belangen Wechselspannungen

35 (auch Spannungsimpulse infolge von Schaltvorgängen) mit so hohen Frequenzen zu, daß deren Perio

dendauern von gleicher Größenordnung oder kleiner

werden als die Zeitkonstante der Oxidschicht, dann bildet sich beiderseits der Oxidschicht eine Spannung 40 aus, die zu Durchschlägen und damit zu Kapazitätsabbau und Unterbrechung des betreffenden indirek-

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen re- ten Kontakts führt, sobald sie die Größenordnung generierfähigen elektrischen Kondensator, bei dem von I bis 5 V erreicht hat. Selbst wenn es noch nicht gegenpolige Beläge gegeneinander versetzt auf die zu Durchschlägen kommt, muß bei zunehmender beiden Seiten von Dielektrikumsfolien aufmetallisiert 45 Frequenz mit einem Ansteigen des Verlustfaktors sind, bei dem diese Dielektrikumsfolien derart über- und mit einem Abnehmen der wirksamen Kapazität einander angeordnet sind, daß gleichpolige Beläge gerechnet werden. Von besonderer Problematik ist gegenüberliegen, und bei dem die Beläge über Stirn- dabei, daß sich die Zeitkonstante der Oxidhaut durch kontaktschichten mit Stromzuführungen verbunden Tempcraturwechsel, Lagerung, elektrostatische und ^s'ⁿd· 50 mechanische Kräfte usw noch laufend verändern

Es ist bekannt, daß aus metallisierten Kunststoffo- kann. Die Verwendung von Belagsmetallen, deren lien regenerierende Kondensatoren gewickelt, gefaltet Oxidschichten sehr dünn oder relativ wenig isolierend oder gestapelt werden können, in der Art, daß gegen- sind (z. B. Zinn), scheidet aus, da diese Metalle den polige Beläge nach verschiedenen Seiten des Wickels Regeneriervorgang beeinträchtigen, oder Stapels herausgeführt werden und daß diese Bc- ₅₅ Ein weiterer~Nachteil der bekannten Kondensatoren läge auf jeweils einer Seite durch das Aufbringen besteht darin, daß bei einem Durchschlag durch die einer elektrisch leitenden Schicht, vorzugsweise durch Isolierfolie beiderseits des Durchlagkanals jeweils das Aufspritzen einer Metallschicht, untereinander eine doppelte Bclagsschicht liegt, wodurch ein gutes elektrisch leitend verbunden werden. Hierbei wird Regenerieren in Frage gestellt wird, durch zweckmüßig seilliche Versetzung der je nach 60 Aufgabe der Erfindung ist es, einen regenericren-Aufbau gleich oder ungleich breiten Folien dafür ge- den Kondensator mit hoher Kapazitätskonstanz und sorgt, daß die Beläge auf der jeweils gewünschten einwandfreier Kontaktierung aufzubauen. Seite der Stirnkontaktierung zugänglich gemacht wer- Diese Aufgabe wird unter Vermeidung der oben

d^en·. aufgeführten Nachteile erfindungsgemäß dadurch

Diesen Anordnungen ist gemeinsam, daß als wirk- 65 gelöst, daß zwischen je zwei ganz oder nahezu bis an sames Dielektrikum stets eine Reihenschaltung von die stirnseitigen Kanten benachbarter Dielcktrikums-Isolierfolie und Luftspalt vorliegt. Dieser Luftspalt folien reichende, gleichpolige Beläge eine Folie so kann zwar kleingehalten werden — beispielsweise eingelegt ist, daß die bis an die siirnseitij>cn Kanten