DE2830423A1

DE2830423A1 - Kondensatorelement und kondensator

Info

Publication number: DE2830423A1
Application number: DE19782830423
Authority: DE
Inventors: Charles C Rayburn
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1979-01-25
Also published as: GB2067016A; JPS5441453A; GB2067016B; IT1096938B; GB2066572B; IT7825481A0; MX144868A; BR7804182A; GB2066572A; GB2001199B; FR2397708A1; GB2001199A; NL7807154A; CA1093166A

Description

ILLINOIS TOOL WORKS INC.

Kondensatoreleraent und Kondensator

Die Erfindung betrifft ein Kondensatorelement mit einer auf beiden Seiten mit einer Elektrodenschicht versehenen, gefalteten, dielektrischen Schicht und daraus hergestellte Kondensatoren.

Derartige Kondensatorelemente und Kondensatoren sind bekannt und mit großem Vorteil in der Praxis eingeführt. Bei ihnen wird nach dem Falten der metallisierten

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dielektrischen Schicht zur Anbringung von elektrischen Anschlüssen in bekannter Technik seitlich ein Metallspray aufgebracht. Ein solcher Metallspray darf dabei aber nicht in die einzelnen Falten eindringen, da dieses einen elektrischen Kurzschluß darstellen würde. Da andererseits - insbesondere bei schneller Massenfertigung - der , Metallspray mit hoher Geschwindigkeit aufgetragen werden muß, ist es äußerst schwierig, ein solches Eindringen von Metallpartikeln zwischen die Falten zu verhindern. Hier bestand bei den bekannten Kondensatorelementen und Kondensatoren dieser Art immer eine große Gefahr, durch die teilweise eine schnelle Fertigung verhindert bzw. eine hohe Ausschußquote bewirkt wurde.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Art von Kondensatorelementen und daraus hergestellten Kondensatoren zu schaffen, durch die diese Gefahr vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vorstehende Gebiete der gefalteten dielektrischen Schicht vorgesehen sind, die nur einseitig mit einer von außen zugänglichen Elektrodenschicht versehen sind.

Diese vorstehenden Gebiete können gefahrlos mit Metall' besprüht werden, da nur auf ihrer Vorderseite eine Elektrodenschicht vorhanden ist und nicht auf ihrer Rückseite und somit bei ihrem Sprühen kein Kurzschluß entstehen kann. Andererseits können diese vorstehenden, nur an ihrer Außenseite eine Elektrodenschicht tragenden Gebiete lang genug gemacht werden, so daß trotz der geringen Adhäsion des Sprühmetalls an den Elektrodenschichten auch beim Sprühen mit hohen Geschwindigkeiten,

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mit hohem Druck mit Sicherheit vermieden werden kann, daß Metallpartikelchen des Sprühmaterials zwischen die Falten der metallisierten dielektrischen Schicht gelangen.

Spezielle vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer metallisierten dielektrischen Schicht, die zur Konstruktion eines erfindungsgemäßen Kondensators benutzt werden kann,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer teilweise gefalteten metallisierten dielektrischen Schicht gem. Fig. 1, wobei fünf Faltlinien vorgesehen sind,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer völlig zusammengefalteten dielektrischen Schicht gem. Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer völlig gefalteten dielektrischen Schicht entsprechend Fig. 3, wobei zusätzlich eine Aufrollspindel und ein unmetallisierter dielektrischer Einsatz gezeigt ist,

Fig. 5 eine schematische Ansicht des Aufrollvorgangs entsprechend der Konstruktion in Fig. 4,

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Fig. 6 eine Seitenansicht einer fertig aufgerollten gefalteten Schicht entsprechend den Fig. 4 und 5, bevor Anschlußleitungen angebracht worden sind,

Fig. 7 eine Seitenansicht gem. Fig. 6, nachdem die aufgerollte Konstruktion in ovale Form gepreßt worden ist,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen kompletten Kondensator mit angebrachten axialen Anschlußleitungen,

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen kompletten Kondensator mit angebrachten radialen Anschlußleitungen,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer

alternativen Ausbildung eines erfindungsgemäß konstruierten Kondensators,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausbildung,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer noch anderen alternativen Ausbildung,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer metallisierten dielektrischen Schicht, die zur Konstruktion eines erfindungsgemäßen Kondensators benutzt werden kann,

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Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer nur

einmal gefalteten dielektrischen Schicht gem. Fig. 13,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht der gefalteten Schicht gem. Fig. 14, wobei zusätzlich eine Aufrollspindel und ein unmetallisierter dielektrischer Einsatz gezeigt ist,

Fig. 16 eine schematische Ansicht, die den Aufrollvorgang gem. Fig. 15 darstellt,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer metallisierten dielektrischen Schicht, die zur Konstruktion eines erfindungsgemäßen Kondensators benutzt werden kann,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht einer gefalteten metallisierten dielektrischen Schicht gem. Fig. 17, wobei zwei Faltlinien vorgesehen sind,

Fig. 19 eine schematische Ansicht, die den Aufrollvorgang für eine Konstruktion gem. Fi. 18 darstellt und

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäß konstruierten Kondensators.

In Fig. 1 ist ein Teil eines im Handel erhältlichen metallisierten dielektrischen Streifens gezeigt, der von einer Rolle abgezogen werden kann und geeignet ist zur

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Herstellung eines erfindungsgemäßen Kondensators. Der metallisierte dielektrische Streifen ist aus einer dielektrischen Schicht 12 gebildet, die aus einem dünnen dielektrischen Folienmaterial besteht, wie Polyester, Polypropylen, Polystyren, Polycarbonat oder einem anderen geeigneten Material. Auf der Oberfläche dieser dielektrischen Schicht ist eine dünne metallisierte Elektrodenschicht 14 in solcher Weise aufgebracht, daß unmetallisierte Randgebiete 16 und sich entlang den Längskanten des Streifens 10 erstrecken. Auf der Unterseite der dielektrischen Schicht sind zwei dünne metallisierte Elektrodenschichten 20 und 22 so aufgebracht, daß die Elektrodenschicht 20 sich am linken Rand erstreckt, während die Elektrodenschicht 22 sich am rechten Rand der Schicht 12 erstreckt. Zwischen den beiden Elektrodenschichten 20 und 22 liegt ein nichtmetallisierter Streifen 24.

In Fig. 1 ist die Längsrichtung des metallisierten Streifens 10 durch den Pfeil 26 gekennzeichnet, während die Querrichtung durch den Pfeil 28 angegeben ist. Der Streifen wird gefaltet entlang der Faltlinie 30, die sich in Längsrichtung in dem unmetallisierten zentralen Streifen 24 erstreckt. Diese Ausbildung der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, daß entlang einer in Längsrichtung verlaufenden Faltlinie gefaltet wird, da ein Kondensator "in erfindungsgemäßer Weise auch durch Falten um in Querrichtung verlaufende FaItlinien hergestellt werden kann, wenn entsprechende metallisierte und unmetallisierte Gebiete vorgesehen werden.

Ein teilweise zusammengefaltetes Kondensatorelement ist in Fig. 2 gezeigt, wobei eine Falte entlang der FaIt-

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linie 30 verläuft und andere Falten entlang den Faltlinien 32, 34, 36 und 38 vorgesehen sind. Es ist ersichtlich, daß die Faltlinien 32, 34, 36 und 38 einen solchen Abstand voneinander haben, daß die Mittelfalte 40 sich jenseits der anderen Falten 42 und 44 erstreckt, die entlang der rechten Längskante des metallisierten Streifens 10 in Fig. 1 verlaufen, so daß die Innenseite der Falte 40 in dem Gebiet 46 unmetallisiert ist. Die Ausdehnung der Mittelfalte jenseits der Falten 42 und 44 beträgt vorzugsweise mindestens 0,05 cm. Zusätzlich ist ersichtlich, daß die Falten so angeordnet sind, daß die Längskanten 48 und 50 des metallisierten Streifens 10 miteinander in Ausrichtung stehen, aber in solcher Weise, daß sie über die Falten 52 und 54 hinausgehen, die entlang der linken Längskante des metallisierten Streifens verlaufen. Wiederum beträgt hier die Ausdehnung der Längskanten 48 und 50 jenseits der Falten 52 und 54 vorzugsweise mindestens 0,05 cm. Das unmetallisierte Randgebiet 16 weist deshalb nach oben, während das unmetallisierte Randgebiet 18 nach unten weist, wenn das Kondensatorelement völlig zusammengefaltet ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Nachdem das Kondensatorelement gem. Fig. 3 hergestellt worden ist, können eine Vielzahl zusätzlicher Prozeßschritte unternommen werden. Beispielsweise kann das gefaltete Kondensatorelement gem. Fig. 3 zur Herstellung eines Kondensators benutzt werden, indem lediglich an der rechten und linken Längskante des Elementes ein Metall aufgesprüht wird, wie beispielsweise Lagerweißmetall oder ein anderes geeignetes Metall, worauf dann elektrische AnSchlußleitungen daran beispielsweise durch Löten befestigt werden können. Alternativ dazu kann das Kondensatorelement auch entlang einer Querlinie, wie beispielsweise

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der Linie 43 abgeschnitten werden und es kann eine Anzahl solcher Segmente aufeinandergestapelt werden, wobei die Längskante 50 eines solchen Segmentes an die Längskante 48' des unmittelbar darunterliegenden Kondensatorsegmentes angrenzt und damit ausgerichtet ist, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt ist. Dann können die Längskanten mit einem metallischen Spray besprüht werden und es können dann Anschlußleitungen an der aufexnandergestapelten Anordnung solcher Segmente befestigt werden. In der gegenwärtig bevorzugten Ausbildung der Erfindung zeigt Fig. 3 jedoch zwei Schichten eines Kondensätorsegmentes, das durch Aufrollen des dielektrischen Streifens in Längsrichtung des Streifens 10 gebildet ist, wobei das Aufrollen in den Fig. 4 und 5 dargestellt worden ist. Hierdurch entsteht ein "aufgerollter" Kondensator. Eine andere Ausbildung des Kondensators kann erhalten werden, indem das Kondensatorelement gem. Fig. 3 mehrfach um quer verlaufende Faltlinien wie die Linie 43 gefaltet wird oder indem alternativ dazu mehrfach gefaltet wird und dann eine Komplettierung durch Aufrollen in Längsrichtung des dielektrischen Streifens erfolgt.

Das Aufrollen des Kondensatorelementes gem. Fig. 3 in einen aufgerollten Kondensator kann mittels verschiedener Aufrolltechniken durchgeführt werden, beispielsweise kann eine wiederentfernbare geschlitzte Spindel wie die Spindel 56 in den Fig. 4 und 5 verwendet werden. Ein uhmetallisierter dielektrischer Streifen 58 wird vorzugsweise anfangs um die Spindel gewunden, um die metallisierten Elektrodenschichten des metallisierten Streifens 10 zu schützen. Kurz vor der Vollendung des Aufrollens wird vorzugsweise ein zusätzlicher unmetallisierter dielektrischer Streifen 60 eingelegt, um so eine äußere Schutzhülle zu bilden.

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Der dielektrische Streifen 60 kann auch mit sich selbst hitzeverschweißt werden, um so das Kondensatorelement 61 gem. Fig. 6 zu erzeugen. Die Entfernung der Spindel 56 aus dem Kondensatorelement 61 hinterläßt eine öffnung 62 in der Einheit. Die öffnung 62 kann durch Anwendung von Druck oder Druck und Hitze geschlossen werden, je nachdem was für eine Art von dielektrischem Material und welche übliche Herstellungstechnik verwendet werden. Dabei erhält das Kondensatorelement 61 eine ovale Form, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist.

Wenn das Kondensatorelement gem. den Fig. 4-7 aufgerollt worden ist, kann ein Metallspray direkt gegen die Längskanten der Einheit mit üblicher Technik aufgebracht werden, um so die Elektrodenschichten entlang dieser Kanten miteinander zu verbinden und elektrische Anschlußleitungen an die Einheit anschließen zu können. Das Metallspray wird dabei in die offenen Gebiete zwischen den Längskanten 48 und 50 auf der linken Seite der Längskanten des Kondensatorelementes eindringen, wie es schematisch Fig. 3 zeigt. Dies geschieht dabei bis zu einer Tiefe, wie sie durch die Ebene 65 angedeutet ist. Die Ebene 65 gibt dabei die Maximaltiefe an, bis zu der hochgeschwindige Spraypartikel eindringen werden, wobei sie an irgendeinem Platz zwischen den Längskanten 48 und 50 des metallisierten Streifens und der Kanten der Falten 5 2 und 54 abgelagert werden können. Dementsprechend wird sich das Metallspraymaterial in die linke öffnung des Kondensators zwischen den Enden 48 und 50 weit genug erstrecken, um einen Kontakt zwischen den beiden metallisierten Elektrodenschichten 20 und 22 herzustellen, aber nicht so weit, daß es durch das dielektrische Material an den Falten 52 und 54 hindurchdringt. Die Ausbildung der Erfindung bewirkt so eine verläßliche

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Anschlußleitungsanbringung an der linken Seite der Längskante des Kondensatorelementes gem. Fig. 3, ohne daß die Notwendigkeit besteht, nichtmetallisierte Längsstreifen
entlang der Innenseite der Falten 52 und 54 vorzusehen,
wodurch erhebliche Einsparungen an Herstellungskosten für den kompletten Kondensator dieses Types sich ergeben.

Auch an der rechten Kante des Kondensatorelementes gem.
Fig. 3 wird in gleicher Weise ein Metallspray aufgebracht, das sich über die vorstehende Mittelfalte 4 bis zu einer Tiefe erstreckt, die durch die Ebene 67 angegeben ist.
Diese Tiefe ist ausreichend, damit das Metallspray einen guten Kontakt zu der Elektrodenschicht 14 herstellen kann, wobei aber vermieden wird, daß Metallspraypartikel durch das Dielektrikum an den Falten 42 und 44 dringt. Die
Ebene 67 kann irgendwo zwischen den Kanten der Falten 42 und 44 und der Kante der Mittelfalte 40 liegen, solange
eine ausreichende Sprayeindringtiefe vorhanden ist, um
einen ausreichenden Kontakt zu der Elektrodenschicht 14
herzustellen. Es tritt durch die Erfindung wiederum eine beträchtliche Kosteneinsparung ein, da die Falten 42 und 44 wie die Falten 52 und 54 nicht mit eigenen unmetallischen Streifen versehen werden müssen. Es ist ersichtlich, daß gem. der Erfindung nur ein unmetallischer Streifen 24 in der Mitte des metallisierten Streifens 10 notwendig ist, und daß so das grundsätzliche Muster für verschiedene
Faltkonfigürationen verwendet werden kann und ein separater individuell gestalteter metallisierter Streifen nicht für jedes Faltenmuster notwendig ist.

Wenn einmal ein Metallspray auf die Kanten des Kondensatorelements gem. Fig. 7 aufgebracht worden ist, können entweder radiale oder axiale Anschlußleitungen daran

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angebracht werden. Beispielsweise können axiale Anschlußleitungen 70 und 72 mit üblichem spiraligem Ende (nicht gezeigt) angelötet, lichtbogengeschweißt oder mittels anderer Mittel mit der eingesprühten Kante, d.h. den dort gebildeten Endschichten 66 und 68 an den Enden des aufgerollten Kondensatorelements 61 verbunden werden, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Alternativ dazu können auch radiale Anschlußleitungen 74 und 76 in der gleichen Weise mit den metallisierten Endschichten 66 und 68 verbunden werden, wenn ein in Fig. 9 gezeigter, mit radialen Anschlußleitungen versehener Kondensator hergestellt werden soll.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die Anzahl der zur Bildung eines Kondensators der beschriebenen Ausgestaltung verwendeten Falten M ist, wobei M=5+(N)4 und N Null oder eine andere positive Zahl sein kann. Die Anzahl der Falten M in einem Kondensator, der entsprechend der vorbeschriebenen Ausbildung hergestellt ist, ist deshalb immer eine ungerade · Zahl.

Andere alternative Ausbildungen der Erfindungen sind in den Fig. 10 - 12 gezeigt. In Fig. 10 ist das gefaltete Kondensatorelement so ausgebildet, daß die Endfalten 42 und 44 unmetallisierte Gebiete 46' hinter diesen Falten aufweisen, während die Mittelfalte 40 dieses nicht tut. Die beiden Endfalten 42 und 44 erstrecken sich über die Mittelfalte hinaus. Diese Ausgestaltung ist jedoch nicht so gut wie die Ausgestaltung gem. Fig. 3, da ein zusätzlicher Streifen notwendig ist.

Eine Alternative zeigt die Fig. 11, gem. der nur eine der Endfalten 42 sich über die Mittelfalte 40 und die andere Endfalte 44 hinaus erstreckt. Bei dieser Version ist

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lediglich ein unmetallisiertes Gebiet 46¹¹ hinter der hervorstehenden Endfalte 44 notwendig, hier ist jedoch der Ladeweg langer als bei der Ausbildung gem. Fig. 3.

Eine noch andere Ausbildung ist in Fig. 12 dargestellt, die sich von der Ausbildung gem. Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß dielektrische Zwischenschichten zwischen die Gruppen 71, 73 von gefalteten Schichten eingesetzt sind, wobei jeweils wie in Fig. 3 die Mittelfalte herausragt, aber diese alternierenden Gruppen 71 und 73 entgegengesetzt ausgerichtet sind. Wenn das Kondensatorelement gem. Fig. 12 eine aufgerollte Ausbildung sein soll, können die alternierenden Gruppen 71, 73 aus gefalteten Schichten mit entgegengesetzter Ausrichtung von verschiedenen Vorräten an gefalteten Elementen zugeführt werden. Wie auch ersichtlich ist, können die Gruppen aus gefalteten Schichten, wie sie in Fig. 10 und 11 gezeigt sind, zur Bildung eines Kondensators entsprechend Fig. 12 verwendet werden, indem alternierende Gruppen dieser Schichten in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet werden und indem diese alternierenden Gruppen mittels dielektrischen Materials getrennt werden.

Ein Teil eines anderen im Handel erhältlichen metallisierten dielektrischen Streifens, der von einer Rolle abgezogen werden kann und der geeignet ist zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kondensators ist in Fig. 13 dargestellt. Dieser metallisierte dielektrische Streifen kann ebenfalls aus einer dielektrischen Schicht 112 aus einer dünnen Folie aus dielektrischem Material gebildet sein, wie aus Polyester, Polypropylen, Polystyren, Polycarbonat oder einem anderen geeigneten Material. Eine dünne metallisierte Elektrodenschicht 114 ist auf der Oberseite der

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dielektrischen Schicht 112 in solcher Weise angebracht, daß sich unmetallisierte Randgebiete 116, 118 entlang der Längskanten des Streifens 110 erstrecken. Auf der Unterseite der dielektrischen Schicht 112 sind ebenfalls zwei dünne metallisierte Elektrodenschichten 120 und 122 angebracht, so daß die metallisierte Elektrodenschicht 120 sich am linken Rand der Schicht erstreckt, während die metallisierte Elektrodenschicht 122 sich auf der rechten Seite der Schicht erstreckt, wie es aus Fig. 13 ersichtlich ist. Zwischen den beiden Elektrodenschichten 120 und 122 erstreckt sich ein zentraler unmetallisierter Streifen 124.

Bei der in Fig. 13 gezeigten Ausbildung wird die Längsausdehnung des metallisierten Streifens 110 durch den Pfeil 126 verdeutlicht, während der Pfeil 128 die Querausdehnung zeigt. Der Streifen kann in Längsrichtung um die Faltlinie 130 gefaltet werden, die sich über die Länge des unmetallisierten zentralen Streifens 124 erstreckt. Diese Version ist jedoch nicht auf das Falten entlang von längs verlaufenden Faltlinien beschränkt, da ein Kondensator auch gem. dieser Version der Erfindung durch Falten um quer verlaufende Faltlinien hergestellt werden kann, wenn die entsprechenden metallisierten und unmetallisierten Gebiete vorgesehen werden.

Einen Kondensator mit nur einer einzigen Falte 140 entlang der Faltlinie 130 ist in Fig. 14 dargestellt, wobei die Faltlinie 130 ein wenig seitlich der Mittellinie 131 des metallisierten Streifens 110 verläuft und die Innenseite der Falte 140 im unmetallisierten Gebiet liegt. Die Längskanten 148 und 150 des metallisierten Streifens 110 sind gegeneinander versetzt, so daß die eine Längskante jenseits der anderen Längskante 150 entlang der linken

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Längskante des metallisierten Streifens verläuft, da die Falte außerhalb der Mittellinie der dielektrischen Schicht gebildet ist. Das Überragen der Längskante 148 über die Längskante 150 beträgt vorzugsweise mindestens 0,05 cm und dieses überragen erlaubt das Metallsprühen zumindest mit der aufwärts-weisenden Elektrodenschicht 122, wie es in Fig. 14 gezeigt ist. Das unmetallisierte Randgebiet weist nach oben, während das unmetallisierte Randgebiet nach unten zeigt, wenn das Kondensatorelement, wie in Fig. 14 gezeigt, gefaltet ist.

Wenn der Streifen so bearbeitet ist, daß er das in Fig. gezeigte Kondensatorelement bildet, können eine Anzahl unterschiedlicher, zusätzlicher Prozeßschritte unternommen werden. Beispielsweise kann das gefaltete Kondensatorelement gem. Fig. 14 dazu benutzt werden, einen Kondensator zu bilden, indem lediglich die rechte und linke Längskante des Elementes mit einem Metallspray, wie Lagerweißmetall oder einem anderen geeigneten Metall, in üblicher Praxis versehen wird und dann elektrische Anschlußleitungen beispielsweise durch Löten angebracht werden. Alternativ dazu kann das Kondensatorelement gem. Fig. 14 entlang quer verlaufender Linien, wie der Linie 143, geschnitten und eine Anzahl so entstehender Segmente aufeinandergestapelt werden, wobei dann die Längskante 150 eines solchen Segmentes an die Längskante 148' des unmittelbar darunter befindlichen Kondensatorsegmentes angrenzt aber nicht soweit heraussteht wie die Längskante 148'. Dieses ist schematisch durch die gestrichelten Linien in Fig. 14 angedeutet. Dann können die Längskanten mit einem Metallspray versehen und Anschlußleitungen an die gestapelte Anordnung solcher Segmente angebracht werden. Im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausbildung der Erfindung stellt

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Fig. 14 jedoch zwei Schichten eines Kondensatorsegmentes dar, das durch Aufrollen der dielektrischen Streifen in Längsrichtung des Streifens 110 hergestellt ist, wie es in- den Fig. 15 und 16 gezeigt ist, um so einen aufgerollten Kondensator zu bilden. Eine andere Version dieses Kondensators könnte jedoch erhalten werden durch mehrfaches Falten um quer verlaufende Faltlinien, wie die Linie 143, oder alternativ dazu durch mehrfaches Falten und dann Aufrollen in Längsrichtung des dielektrischen Streifens.

Das Aufrollen des Kondensatorelementes gem. Fig. 14 zu einem aufgerollten Kondensator kann mittels verschiedener Aufrolltechniken durchgeführt werden, wobei beispielsweise eine Schlitzspindel wie die Spindel 156 in den Fig. 15 und 16 verwendet werden kann, die nach dem Aufrollen wieder entfernt werden kann. Ein unmetallisierter dielektrischer Streifen 158 ist vorzugsweise anfangs um die Spindel gelegt, um so die metallisierten Elektrodenschichten des metallisierten Streifens 110 zu schützen. Das Aufrollen des Kondensatorelementes wird dann fortgeführt bis es nahezu beendet ist, zu welchem Zeitpunkt ein zusätzlicher unmetallisierter dielektrischer Streifen 160 dann vorzugsweise in das Gebilde miteingedreht wird, um so eine äußere Schutzhülle zu bilden. Der dielektrische Streifen 158 kann auch mit sich selbst hitzeverschweißt sein, um so ein gefaltetes Kondensatorelement in der in Fig. 15 gezeigten Art zu bilden. Die Entfernung der Spindel 156 erzeugt in dem aufgerollten Kondensatorelement eine öffnung. Diese öffnung kann durch die Anwendung von Druck oder Druck und Hitze je nach Typ der verwendeten dielektrischen Schicht und den üblichen Herstellungstechniken geschlossen werden, so daß die in Fig. 6 gezeigte ovale Form entsteht.

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Wenn das Kondensatorlement aufgerollt ist, kann ein Metallspray gegen die Längskanten der Einheit gerichtet werden, wobei dieses mit herkömmlichen Techniken geschehen kann, um so die Elektrodenschichten entlang dieser Kanten miteinander zu verbinden, um eine Verbindung mit elektrischen Anschlußleitungen zu der Einheit zu schaffen. Der Metallspray wird in die offenen Gebiete eindringen, die sich aufgrund der Stapelung der Längskanten 148 und 150 an der linken Längskante des Kondensatorelementes ergeben, so daß die innere Elektrode, die durch die metallisierten Elektrodenschichten 120, 122 gegeben ist, mit den Metallspraypartikeln in Kontakt kommt, wobei jedoch die Elektrodenschicht 114 nicht in Kontakt mit solchen Partikeln kommt. Dieses ist durch die imaginäre Ebene 165 angedeutet, die'die maximale Eindringtiefe der Spraypartikel angibt. Diese erfindungsgemäße Ausbildung ergibt somit einen zuverlässigen Leitungsanschluß auf der linken Seite der Längskante des Kondensatorelementes gem. Fig. 14 in einer solchen Weise, daß metallisierte Endanschlüsse mit einem einfaltigen Kondensator verwendet werden können. Ein Anschluß auf der rechten Längskante des Kondensatorelementes gem. Fig. 15 wird in ähnlicher Weise durch ein Metallspray erzeugt, der sich über die vorstehende Mittelfalte 140 bis zu einer Tiefe ausdehnt, die ausreichend ist, damit der Metallspray einen guten Kontakt mit der Elektrodenschicht 114 ergibt.

Wenn der Metallspray einmal auf die Kanten des Kondensatorelementes aufgebracht ist, können entweder radiale oder axiale Anschlußleitungen angebracht werden, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist.

Ein Teil eines anderen im Handel erhältlichen metallisierten

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dielektrischen Streifens, der von einer Rolle abgezogen werden kann und der zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kondensators geeignet ist, ist in Fig. 17 dargestellt. Dieser metallisierte dielektrische Streifen kann ebenso aus einer dielektrischen Schicht 212 einer dünnen Folie aus dielektrischem Material gebildet sein, wie beispielsweise aus Polyester, Polypropylen, Polystyren, Polycarbonat oder einem anderen geeigneten Material. Eine · dünne metallisierte Elektrodenschicht 214 ist auf die Oberseite der dielektrischen Schicht 212 aufgebracht, während eine dünne metallisierte Elektrodenschicht 220 auf die Unterseite der dielektrischen Schicht in solcher Weise aufgebracht ist, daß unmetallisierte Randgebiete 216 und 218 entlang entgegengesetzten Längskanten des Streifens 210 auf entgegengesetzten Seiten des Streifens entstehen.

Bei der Ausbildung gem. Fig. 17 ist die Längendausdehnung des Streifens 210 durch den Pfeil 226 angedeutet, während der Pfeil 228 die Querausdehnung angibt. Der Kondensator wird entlang zweier Faltlinien 230 und 232 gefaltet, die sich in Längsrichtung des Streifens 210 erstrecken. Diese Version der Erfindung ist jedoch nicht auf das Falten von in Längsrichtung verlaufenden Faltlinien beschränkt, da ein Kondensator auch erfindungsgemäß hergestellt werden kann durch Falten entlang irgendeiner geradzahlingen Anzahl von quer verlaufenden Faltlinien.

Ein gefalteter Kondendator ist in Fig. 18 gezeigt, wobei eine Falte entlang der Faltlinie 230 und eine andere Falte entlang der Faltlinie 232 ausgeführt ist. Es ist ersichtlich, daß die Faltlinien 230 und 232 einen solchen Abstand voneinander haben, daß das Randgebiet 218 sich über die Falte 242 hinauserstreckt, die entlang der rechten Seite der Längskante des metallisierten Streifens 210 von

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Fig. 17 verläuft, wobei das Randgebiet 218 nach unten weist. Das Überragen des Randgebietes 218 über die Falte 242 beträgt vorzugsweise mindestens 0,05 cm. Außerdem ist ersichtlich, daß das Randgebiet 216 die Falte 252 überragt, die entlang der linken Seite der Längskante des metallisierten Streifens verläuft, und daß dieses Randgebiet 216 nach oben weist. Hier ist wiederum das Überragen des Randgebietes 216 über die Falte 252 vorzugsweise mindestens 0,05 cm.

Nachdem der Streifen so gefaltet ist, daß das in Fig. gezeigte Kondensatorelement gebildet ist, können eine Anzahl unterschiedlicher, zusätzlicher Prozeßsehritte unternommen werden. Beispielsweise könnte das gefaltete Kondensatorelement gem. Fig. 18 dazu benutzt werden, einen Kondensator zu bilden, indem lediglich an der rechten und linken Längskante ein Metallspray wie Lagerweißmetall oder ein anderes geeignetes Metall mittels üblicher Praktiken aufgebracht wird und dann elektrische Anschlußleitungen daran beispielsweise durch Löten befestigt werden. Alternativ dazu könnte das Kondensatorelement der Fig. entlang quer verlaufender Linien wie der Linie 243 abgetrennt werden und es könnte eine Anzahl so entstandener Segmente aufeinandergestapelt werden, wobei das nach unten weisende Randgebiet 218 eines Kondensatorsegmentes angrenzt und ausgerichtet ist mit einem entsprechend nach oben weisenden Randgebiet 218' des KondensatorSegmentes, das unmittelbar darunter liegt, wie es schematisch durch die gestrichelten Linien in Fig. 18 angedeutet ist. Dann könnten die Längskanten mit einem Metallspray besprüht werden, und es könnten Anschlußleitungen mit der Stapelanordnung solcher Segmente verbunden werden. Im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausbildung der Erfindung zeigt Fig. 19 jedoch zwei

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Schichten eines Kondensatorelementes, das durch Aufrollen des dielektrischen Streifens in Längsrichtung des Streifens 210 gebildet ist, wie es in Fig. 19 gezeigt ist, um so ein aufgerolltes Kondensatorelement zu bilden. Eine andere Version dieses Kondensators könnte jedoch durch Falten anstatt Aufrollen erhalten werden, indem das Kondensatorelement gem. Fig. 18 mehrfach entlang quer verlaufender Faltlinien wie der Linie 243 gefaltet wird. Alternativ dazu könnte das Kondensatorelement zwei-oder mehrmals um quer verlaufende Faltlinien_r wie die Linie 243, gefaltet werden oder alternativ mehrfach gefaltet werden, worauf dann durch Aufrollen in Längsrichtung des dielektrischen Streifens der Kondensator komplettiert würde.

Das Aufrollen des Kondensatorelementes gem. Fig. 18 in einen aufgerollten Kondensator kann mittels verschiedener Aufrolltechniken erreicht werden, wobei auch die Benutzung einer Schlitzspindel wie die Spindel 256 in Fig. 19 mit eingeschlossen ist, die nach dem Aufrollen aus dem Kondensatorsegment wieder entfernt werden kann. Ein unmetallisierter dielektrischer Streifen (nicht gezeigt) kann um das Gebilde herumgewunden werden, um so eine äußere Schutzhülle zu bilden. Dieser dielektrische Streifen kann mit sich selbst hitzeverschweißt werden, um so das gefaltete Kondensatorelement zu bilden, das in Fig. 6 gezeigt ist» Die Entfernung der Spindel 256 aus dem Kondensatorelement hinterläßt eine öffnung in der Einheit. Diese öffnung kann wieder durch Anwendung von Druck oder von Druck und Hitze in Übereinstimmung mit dem verwendeten Typ der dielektrischen Schicht und der üblichen Herstellungstechnik geschlossen werden, so daß sich eine ovale Form ergibt, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist.

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Nachdem das Kondensatorelement aufgerollt ist, kann ein Metallspray gegen die Längskanten der Einheit mittels üblicher Techniken gerichtet werden, um die Elektrodenschichten entlang dieser Kanten miteinander zu verbinden und elektrische Anschlußleitungen mit der Einheit verbinden zu können. Der Metallspray tritt dabei in die offenen Gebiete zwischen den Randgebieten 216 auf der linken Längskante des Kondensatorelementes bis zu einer Tiefe ein, wie sie in Fig. 18 durch die Ebene 266 dargestellt, ist, so daß ein Kontakt mit den Elektrodenschichten 220 entsteht. Die Ebene 266 gibt die maximale Eindringtiefe an, die irgendwelche Hochgeschwindigkeitsspraypartikel erreichen können und sie schlagen sich infolgedessen an irgendeinem Platz zwischen dem Ende des Randgebietes 216 des metallisierten Streifens 210 und der Kante der Falte 252 nieder. Infolgedessen wird das Metallspraymaterial sich in die linke öffnung des Kondensators zwischen dem Randgebiet 216 weit genug hineinerstrecken, um einen Kontakt mit der metallisierten Elektrodenschicht auf der anderen Seite des dielektrischen Streifens herzustellen, aber nicht soweit, daß es durch das dielektrische Material an der Falte 252 hindurchtritt.

Der Anschluß an der rechten Längskante des Kondensatorelementes der Fig. 18 wird in ähnlicher Weise durch ein Metallspray erzeugt, das sich über das Randgebiet 218 bis zu einer Tiefe erstreckt, die durch die Ebene 268 angegeben ist. Diese Tiefe ist ausreichend, damit der Metallspray einen guten Kontakt zu der Elektrodenschicht 214 auf der Innenseite des Randgebietes 218 herstellt, die aber verhindert, daß Metallspraypartikel· an der Faite 242 hindurchtritt. Die Anordnung der Ebene 268 kann irgendwo zwischen der Kante der Faite 242 und dem Ende des

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Randgebietes 218 liegen, solange eine ausreichende Tiefe für das Metallspray vorhanden ist, um einen entsprechenden Kontakt zu der Elektrodenschicht 214 herzustellen. Die Ausbildung der vorliegenden Erfindung sorgt so für einen verläßlichen Anschluß an den Längskanten des Kondensatorelementes der Fig. 18, ohne daß dabei unmetallisierte Längsstreifen auf der Innenseite der Falten 242, 252 nötig sind, wodurch beträchtliche Herstellungskosten bei der Herstellung von Kondensatoren dieser Art eingespart werden.

Wenn der Metallspray auf die Kanten des Kondensatorelementes aufgebracht ist, können entweder radiale oder axiale Anschlußleitungen angebracht werden, wie es in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist.

Eine andere alternative Version der Erfindung ist in Fig. 20 dargestellt, wo zwei Schichten von entweder aufgerollten oder aufgestapelten Kondensatorelementen gezeigt sind. Diese Version unterscheidet sich von der in Fig. 18 dadurch, daß dieleketrische Zwischenschichten 269, 269' zwischen alternierende Gruppen 271, 273 von gefalteten Schichten des Kondensatorelementes angeordnet sind, wobei die Kondensatorelemente entgegengesetzt ausgerichtet sind. Wenn der Kondensator gem. Fig. 20 ein aufgerollter Kondensator sein soll, können die alternierenden" Gruppen 271,273 der gefalteten und entgegengesetzt ausgerichteten Schichten von unterschiedlichen Stationen zugeführt werden.

Die vorausgehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind nur beispielhaft, und innerhalb des Rahmens der Erfindung sind noch eine Vielzahl anderer Ausführungsformen möglich. Beispielsweise ist es, obgleich

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das Aufrollen um das exakte Zentrum des dielektrischen Streifens bevorzugt wird_r möglich _r daß ein Aufrollen um irgendeine Anzahl von Querlinien abseits des Zentrums aber zwischen den Enden des dielektrischen Streifens durchgeführt wird. Ebenso können mehr als zwei längs verlaufende Faltlinien bei der Ausbildung der Fig. 18 vorhanden sein.

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L e e F s e 11 a

Claims

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Patentansprüche

Kondensatorelement mit einer auf beiden Seiten mit einer Elektrodenschicht versehenen, gefalteten, dielektrischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß vorstehende Gebiete (Randgebiete 16,18,116,216,218; Falten 40,140) der gefalteten dielektrischen Schicht (12,112,212) vorgesehen sind, die nur einseitig mit einer von außen zugänglichen Elektrodenschicht (20,22,14,120,122,114,220,214) versehen sind.

Kondensatorelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Gruppe der gefalteten Schicht, wobei die dielektrische Schicht (12) auf einer Seite eine erste derart aufgebrachte Elektrodenschieht (14) aufweist, daß ein unmetallisiertes Randgebiet (16,18) an jeder Kante der dielektrischen Schicht (12) vorhanden ist, und auf der anderen Seite der dielektrischen Schicht (12) zumindest ein unmetallisierter Streifen (24) zwischen zwei metallisierten Elektrodenschichten (20,22) verläuft, die dielektrische Schicht (12) M mal gefaltet ist, wobei M=5+(N)4 und N Null oder irgendeine positive ganze Zahl ist, so daß zumindest eine Falte des gefalteten dielektrischen Streifens (10) an einer Seite zumindest eine andere Falte auf der gleichen Seite überragt, wobei alle überragenden Falten (40 in Fig. 3 und 12; 42,44 in Fig. 10; 44 in Fig. TT) auf der Innenseite ein unmetallisiertes Gebiet (24,46,46') aufweisen, während die Kanten des

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ORIGINAL INSPECTED

metallisierten dielektrischen Streifens (10), die die unmetallisierten Randgebiete (16,18) aufweisen, auf der anderen Seite des gefalteten Streifens die anderen Falten auf der gleichen Seite überragen, wobei die überragenden Falten auf der einen Seite und die überragenden, die Randgebiete (16,18) aufweisenden Kanten auf der anderen Seite weit genug überragen, um ein Metallspray gegen beide Seiten so sprühen zu können, daß die überragenden Falten und Kanten kontaktiert werden aber kein Durchdringen zu den übrigen Falten stattfindet. (Fig. 3,10 und 11)

3. Kondensator mit Kondensatorelementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kondensatorelementen aufeinandergestapelt sind, und daß nach dem Aufeinanderstapeln die Seiten mit einem Metallspray versehen sind. (Fig. 12)

4. Kondensatorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (112) auf einer Seite eine derart aufgebrachte Elektrodenschicht (114) aufweist, daß ein unmetallisiertes Randgebiet (116,118) an jeder Kante der dielektrischen Schicht (112) vorhanden ist, daß auf der anderen Seite der dielektrischen Schicht (112) zweite und dritte metallisierte Elektrodenschichten (120,122) derart angebracht sind, daß ein unmetallisierter Streifen (124) zentral zwischen ihnen verläuft, daß die dielektrische Schicht (112) ein wenig von der Mittellinie (131) derart versetzt gefaltet ist, daß die eine ein nichtmetallisiertes Randgebiet (116) umfassende Kante die andere Kante an der gleichen Seite des gefalteten Streifens überragt, wobei das Ausmaß dieser überragung

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groß genug ist, daß ein Metallspraymaterial einen Kontakt mit zumindest einer der zweiten und dritten Elektrodenschicht (120,122) herstellen kann. (Fig. 13,14)

5. Kondensator mit Kondensatorelementen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kondensatorelementen aufeinandergestapelt sind, und daß nach dem Aufeinanderstapeln die Seiten mit einem Metallspray versehen sind. (Fig. 14)

6. Kondensatorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gruppe von gefalteten Schichten vorhanden ist, die die dielektrische Schicht (212) umfaßt, wobei die dielektrische Schicht (212) auf einer Seite eine erste derart aufgebrachte Elektrodenschicht (214) aufweist, daß ein unmetallisiertes Randgebiet (216) an einer Kante der dielektrischen Schicht (212) vorhanden ist, daß auf der anderen Seite der dielektrischen Schicht eine zweite metallisierte Elektrodenschicht (220) derart angebracht ist, daß ein unmetallisiertes Randgebiet (218) an der entgegengesetzten Kante vorhanden ist, und daß die dielektrische Schicht (212) eine geradzahlige Anzahl von Malen so gefaltet ist, daß'die die unmetallisierten Randgebiete (216,218) aufweisenden Kanten der gefalteten Schicht jeweils die Falten auf der jeweils gleichen Seite überragen, wobei das Ausmaß dieses Überragens der nichtmetallisierten Randgebiete groß genug ist, daß auf beiden Seiten ein Metallspraymaterial gegen die den Randgebieten benachbarten Elektrodenschichtbereiche gesprüht werden kann, ohne daß das Spraymaterial zu den Falten gelangt. (Fig. 17 und 18)

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7. Kondensator mit Kondensatorelementen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kondensat or elementen aufeinandergestapelt ist und nach dem Aufeinanderstapeln ein Metallspray auf beiden Seiten gegen die Kondensatorelemente gesprüht ist. (Fig. 18)

8. Kondensatorelement nach Anspruch 1,2,4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (12,112,212) langgestreckt ist und das Kondensatorelement um das Zentrum des dielektrischen Streifens in Längsrichtung der Schicht nach dem Falten um in Längsrichtung verlaufende Faltlinien aufgerollt ist und das Metallspraymaterial nach dem Aufrollen auf die Seiten aufgebracht ist. (Fig. 6-9)

9. Kondensatorelement nach Anspruch 1,2,4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (12,112,212) langgestreckt ist, das Kondensatorelement nach dem Falten um in Längsrichtung verlaufende FaItlinien um quer zur Längsrichtung verlaufende Faltlinien so gefaltet ist, daß jede Falte den Streifen zur Hälfte faltet, und daß nach dem Falten in quer zur Längsrichtung verlaufenden Faltlinien der Metallspray aufgebracht ist.

10. Kondensator nach Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Kondensatorelemente in entgegengesetzte Richtungen weisen und von dem benachbarten Kondensatorelement durch dielektrisches Material getrennt sind.(Fig. 12 und 20)

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11. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußlextung mit jeder der mit einem Metallspray versehenen Seiten verbunden ist.

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