DE3913611C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wickelkondensator, insbesondere Kunststoffolien-Kondensator, mit wenigstens zwei Metallschichten mit dazwischenliegender Isolierschicht zur Bildung eines oder mehrerer in Reihe geschalteter innerer Kondensatoren zwischen zwei stirnseitigen Kondensatoranschlüssen mit wenigstens einer Überschlagsstrecke innerhalb des Wickelkondensators, welche in Parallelschaltung wenigstens einen inneren Kondensator überbrückt und deren Überschlagsspannung kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkondensators.

Wickelkondensatoren, insbesondere Kondensatoren aus metallisierten Kunststoffolien (Kunststoffolien-Kondensatoren) können bei Überspannung beschädigt werden. Derartige Überspannungen können die Folge eines Blitz-Einschlages sein; es gibt auch eine Reihe anderer Störquellen, wie z. B. Schaltvorgänge, die als Schadensverursacher in Frage kommen. Bei derartigen energiereichen Störimpulsen kann es zum Durchschlag des Kondensators kommen, wobei in den meisten Fällen ein relativ hoher Spitzenstrom über die Durchschlagsstelle fließt mit ungünstigen Auswirkungen auf die Bauelemente, insbesondere ICs, der den Wickelkondensator aufweisenden elektrischen Schaltung. Der Durchschlagsstrom kann darüberhinaus zu einer unzulässig starken Erwärmung des Wickelkondensators selbst führen.

Aus der US-PS 45 09 234 ist ein Wickelkondensator der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zwei innere Kondensatoren C1 und C2 parallel geschaltet sind, jeweils aus zwei Metallschichten mit dazwischenliegender Isolierschicht. Nur einer der beiden Kondensatoren ist in bezug auf Durchschlag selbstausheilend ausgebildet mit geringerer Durchschlagspannung als die Durchschlagspannung des anderen Kondensators, wozu letzter mit einer qualitätsmäßig besseren Isolierschichtfolie zwischen den Kondensatormetallschichten versehen ist. Bei relativ niedrigen Überspannungen wird daher zuerst der selbstausheilende Kondensator durchschlagen. Höhere Überschlagsspannungen könnten an sich einen bleibenden Kurzschluß im selbstausheilenden Kondensator erzeugen, was jedoch durch den nun durchschlagenden zweiten Kondensator verhindert wird. Der Überschlag erfolgt bei diesem bekannten Wickelkondensator durch die Isolierschichtfolie. Es kommt also stets zu einer dementsprechenden Beschädigung des beteiligten Kondensators. Auch ist die jeweilige Durchschlagspannung von der exakten Dicke sowie Materialzusammensetzung der Isolierschichtfolie abhängig.

Es wurde bereits daran gedacht, im Kondensator eine Art Schmelzsicherung vorzusehen, die aus einem oder mehreren schmalen Leitungsstreifen innerhalb des Wickelkondensators besteht (DE 37 33 410 A1). Bei zu hoher Kondensatorbelastung verdampfen diese Streifen mit der Folge der Abschaltung des Kondensators. Auf diese Weise wird zwar ein Überstrom in der Schaltung vermieden; der Kondensator fällt jedoch dauerhaft aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wickelkondensator, insbesondere Kunststoffolien-Kondensator bereitzustellen, bei welchem bei Überbelastung ein Kondensator- Durchschlag zuverlässig vermieden und die Funktionsfähigkeit im wesentlichen unbeeinträchtigt bleibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Bildung der Überschlagsstrecke ein auf einer metallisierten Wickelbahn ausgebildeter, zur Wickelrichtung paralleler, nicht metallisierter Streifen vorgesehen ist. Der Überschlagsstrom verläuft demnach entlang der betreffenden Isolierschicht (insbesondere Kunststoffolie) ohne diese zu durchschlagen, so daß deren Funktion, insbesondere Isolierfunktion zwischen aufeinanderfolgenden Metallschichten, gewährleistet bleibt. Die erfindungsgemäße Überschlagsstrecke führt zu einem definierten Überschlag mit dementsprechend kontrolliertem Ladungsenergieverbrauch und begrenztem Überschlagsstrom. Ein unkontrollierter Durchschlag des Kondensators wird zuverlässig verhindert. In den meisten Fällen ist der Wickelkondensator nach dem Überschlag voll funktionsfähig. Schließlich ergib sich auch einfache Herstellbarkeit, da zur Bildung der Überschlagsstrecke lediglich die Maskierung bei der Metallisierung der Wickelbahn dementsprechend abzuändern ist.

Besonders einfacher Aufbau des Wickelkondensators ist bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Überschlagsstrecke auf einer den oder die inneren Kondensatoren bildenden metallisierten Wickelbahn des Wickelkondensators ausgebildet ist. Die Anzahl der erforderlichen Wickelbahnen ist demnach im Vergleich zu einem herkömmlichen Wickelkondensator unverändert. Es muß lediglich die Metallisierung der entsprechenden Wickelbahn modifiziert werden.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß die Überschlagsstrecke auf einer zusätzlichen, teilweise metallisierten Wickelbahn ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß die metallisierten Wickelbahnen des herkömmlichen Wickelkondensators unverändert beibehalten werden können. Bei Einsatz des Wickelkondensators an einer Stelle mit Überbelastungsgefahr, insbesondere bei der bevorzugten Verwendung als Entstörkondensator, wird die zusätzliche Wickelbahn mit eingewickelt. Für Einsatzfälle, in denen Überbelastungen nicht zu erwarten sind, kann die zusätzliche Wickelbahn weggelassen werden.

Es kann hierbei genügen, daß die zusätzliche Wickelbahn lediglich im Bereich des Wickelanfangs und/oder des Wickelendes vorgesehen ist.

Um den Aufwickelvorgang zu erleichtern, könnte jedoch auch eine zusätzliche Wickelbahn gleicher Länge wie die übrigen Wickelbahnen eingesetzt werden. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, daß die zusätzliche Wickelbahn bis auf einen die Überschlagsstrecke aufweisenden Bereich entmetallisiert ist.

Die zusätzliche Wickelbahn kann gemeinsam mit den übrigen metallisierten Wickelbahnen zur Bildung der beiden Kondensatoranschlüsse kontaktiert sein.

Es sind eine Vielzahl von geometrischen Ausgestaltungen der Überschlagsstrecke denkbar. Bevorzugt ist vorgesehen, daß der nicht meallisierte Streifen zwischen metallisierten Bereichen der Wickelbahn vorgesehen ist. Derartige Streifen lassen sich besonders einfach maskieren. Sie können gleichzeitig als Mittel-Isolierstreifen dienen, insbesondere bei innerer Reihenschaltung von beispielsweise zwei Kondensatoren.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der nicht metallisierte Streifen als Randstreifen der Wickelbahn ausgebildet ist. Zwischen dem Randstreifen und dem nächstliegenden Kondensatoranschluß kann ein lichter Abstand vorgesehen sein.

Die nicht metallisierten Streifen weisen hierbei im allgemeinen zueinander parallele Streifenränder auf. Der Überschlag erfolgt dann an praktisch beliebiger Stelle. Kommt es bei einem Überschlag zu einem lokalen Materialabtrag durch Metallverdampfung mit entsprechender Vergrößerung der effektiven Länge der Überschlagsstrecke an diesem Orte, so findet der nächste Überschlag in einem anderen, nicht beeinträchtigten Bereich des Streifens statt mit vorgegebener, der Streifenbreite entsprechender Länge der Überschlagsstrecke. Die Überschlagsbedingungen sind demnach auch für eine Vielzahl von Überschlägen annähernd konstant.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß der nicht metallisierte Streifen wenigstens eine Engstelle aufweist, die von einem Vorsprung einer der beiden anschließenden metallisierten Bereiche oder von zwei einander gegenüberliegenden Vorsprüngen beider metallisierten Bereiche gebildet ist. Durch diese Maßnahme kann die Überschlagsstelle genau vorherbestimmt werden. Auch lassen sich die Überschlagsbedingungen sehr genau festlegen.

Der Ort der Überschlagsstelle kann wahlweise festgelegt werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die Überschlagsstrecke in wenigstens einem der beiden kondensatoranschlußseitigen Randbereichen einer der metallisierten Wickelbahnen vorgesehen ist. Die Überschlagsstelle kann hier von einem nicht-metallisierten Streifen zwischen einem entsprechend schmalen metallisierten Randstreifen und dem übrigen metallisierten Bereich der Wickelbahn gebildet sein oder auch von einem nicht metallisierten Randstreifen, wobei im letzteren Falle die Überschlagsstrecke zwischen dem Kondensatoranschluß (Schoopierung) und dem metallisierten Bereich der Wickelbahn gebildet ist. Die Überschlagsstrecke kann hierbei auch an beiden kondensatoranschlußseitigen Randbereichen vorgesehen sein, so daß man dementsprechend zwei Überschlagsstrecken erhält. Es ist jedoch auch denkbar, lediglich im Bereich einer der beiden Kondensatoranschlüsse die Überschlagsstrecke vorzusehen, selbst dann, wenn eine innere Reihenschaltung von beispielsweise zwei Kondensatoren vorgesehen ist. Kommt es zum momentanen Überschlag, so wird einer der beiden Kondensatoren momentan überbrückt, mit der Folge, daß sich die Gesamtkapazität der in Reihe geschalteten inneren Kondensatoren dementsprechend erhöht. Die momentane Impulsspitze kann von der erhöhten Kapazität aufgefangen werden.

Es ist auch denkbar, daß die Überschlagsstrecke im Bereich eines Mittel-Isolierstreifens einer metallisierten Wickelbahn gebildet ist. Bei diesem Mittel-Isolierstreifen kann es sich um den bereits von vorneherein vorgesehenen Isolierstreifen zwischen zwei Kondensatorflächen handeln, der dann dementsprechend in seiner Breite zu dimensionieren ist, so daß die eingangs angegebene Bedingung (Überschlagsspannung kleiner als Durchschlagsspannung) erfüllt wird.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Wickelkondensators als Entstörkondensator.

Die Erfindung wird im folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines nur teilweise aufgewickelten Kondensators;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die drei Wickelfolien des Kondensators gemäß Fig. 1 zur Verdeutlichung des Schichtaufbaus;

Fig. 3 das Schaltsymbol des Wickelkondensators gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ein Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch mit Serien­ schaltung;

Fig. 5 das dem Schichtaufbau gemäß Fig. 4 zugeordnete Schaltsymbol;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 4 mit abgewandeltem Schichtaufbau, jedoch gleichem Schaltsymbol (Fig. 5);

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht ähnlich Fig. 1 einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 8 den zugehörigen Folienquerschnitt;

Fig. 9 das zugehörige Schaltsymbol;

Fig. 10 eine Abwicklung der beiden Kunststoffolien eines Kondensators entsprechend Fig. 7, jedoch mit zwei Verengungen als Überschlagsstrecke;

Fig. 11 den zugehörigen Folienquerschnitt;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht ähnlich Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 13 den zugehörigen Folienquerschnitt;

Fig. 14 das zugehörige Schaltsymbol;

Fig. 15 eine Abwicklung der beiden Kunststoffolien eines Kondensators ähnlich Fig. 12;

Fig. 16 den zugehörigen Folienquerschnitt;

Fig. 17 das zugehörige Schaltsymbol.

Die Fig. 18 und 19, bzw. 20 und 21 . . . bis 32 und 33 zeigen weiter abgewandelte Folienquerschnitte mit zugehö­ rigen Schaltsymbolen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Wickelkondensators 1 vereinfacht dargestellt, bestehend aus insgesamt drei Kunststoffolien 2, 3, 4, von welchen die Folien 3 und 4 in üblicher Weise ausgebildet sind und den in Fig. 3 mit C bezeichneten inneren Konden­ sator bilden. Die Metallschicht 4a der Folie 4 reicht bis zum in Fig. 2 rechten Folienrand, läßt jedoch am linken Folienrand einen nichtmetallisierten Randstreifen 4b frei. Umgekehrt reicht die Metallschicht 3a der Folie 3 bis zum linken Folienrand unter Freilassung eines nichtmetalli­ sierten Randstreifens 3b am rechten Folienrand. Nach dem Aufwickeln gemäß Fig. 1 und Kontaktieren (Schoopierung) der beiden Wickelstirnseiten zur Bildung der beiden Kondensatoranschlüsse 5 und 6 (mit Anschlußlötstiften 5a bzw. 6a) ist die Metallschicht 4a der Folie 4 ausschließ­ lich in Kontakt mit dem Anschluß 6 und die Metallschicht 3a ausschließlich in Kontakt mit dem Anschluß 5. Die Trägerfolien 2c, 3c, 4c der Folien 2, 3 und 4 sind elektrisch isolierend, so daß die Metallschichten 3a, 4a voneinander elektrisch isoliert sind, so daß man die gewünschte Kapazität erhält. Soweit entspricht der Kon­ densator üblichem Aufbau.

Unterschiedlich zum üblichen Aufbau ist jedoch, daß die zusätzliche Folie 2 miteingewickelt ist, die eine mit F bezeichnete, wohldefinierte Überschlagsstrecke aufweist. Diese wird von einem Mittel-Isolierstreifen 2d gebildet, welcher die bis an beide Ränder reichende Metallisierung in zwei voneinander elektrisch isolierte Bereiche unter­ teilt. Alle drei Folien 2, 3 und 4 sind gleich breit. Nach der gleichzeitigen Schoopierung der drei Folien 2, 3, 4 sind die beiden Anschlüsse 5 und 6 jeweils mit einem der beiden voneinander isolierten Hälften der Metallschicht 2a elektrisch leitend verbunden. Die Breite a des Mittel- Isolierstreifens 2d, d.h. der lichte Abstand zwischen den beiden Hälften der Metallschicht 2a, ist nun derart festgelegt, daß die für einen elektrischen Überschlag erforderliche Mindestspannung (= Überschlagsspannung) kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkon­ densators 1. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß momentane Überbelastungen des Kondensators lediglich zu einem kontrollierten Überschlag und nicht zu einem Durch­ schlag des Wickelkondensators führen, wobei im letzteren Falle eine zwischen den Metallschichten 4a und 3a des Kondensators C liegende Kunststoffschicht, z.B. 4c, durchschlagen wird. Dies führt nicht nur zu einer Beschä­ digung der Kunststoffolie sowie zu einer geringfügigen Verringerung der Kondensatorkapazität, sondern kann auch bei nicht ausreichendem Selbstheilungseffekt zu einer bleibenden elektrischen Verbindung zwischen beiden Kon­ densatorplatten (Metallschichten 4a, 3a) führen aufgrund des Lochs in der Isolierschicht sowie aufgrund metal­ lischer Verbindung zwischen den Kondensatorplatten durch im Lochbereich niedergeschlagenen Metalldampf. Ein Durch­ schlag des Wickelkondensators führt daher unter Umständen nicht nur zu deutlich verminderter Durchschlagsfestigkeit, sondern auch unter Umständen zu Leckströmen, die eine unerwünschte Erhitzung des Kondensators, unter Umständen sogar ein Entflammen des Kondensators zur Folge haben können. Die erfindungsgemäße Überschlagsstrecke F schließt all dies aus.

Die zusätzliche Folie 2 kann die gleiche Wickellänge haben wie die üblichen Folien 3 und 4. Es ist jedoch auch möglich, eine kürzere zusätzliche Folie 2 einzusetzen, die zweckmäßigerweise entweder am Wickelanfang oder am Wickel­ ende miteingewickelt wird. Auch reicht es aus, wenn die durch den Mittel-Isolierstreifen 2d in die beiden metal­ lisierten Teilbereiche 2e und 2f unterteilte Metallschicht 2a sich lediglich über einen relativ kurzen Längenab­ schnitt der Folie 2 erstreckt, da es lediglich auf die Ausbildung der Überschlagsstrecke F ankommt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Wickelkondensators, wobei nunmehr zwei in Reihe geschaltete innere Kondensatoren C₁ und C₂ vorgesehen sind. In üblicher Weise ist hierzu eine Folie 13 sowie eine Folie 14 vorgesehen. Die Folie 13 weist eine bis an beide Seitenränder reichende, mit einem Mittel-Isolier­ streifen 13d versehene Metallschicht 13a auf, die auf diese Weise in die beiden Teilbereiche 13e und 13f unter­ teilt ist. Die Folie 14 dagegen ist mit einer durchgehen­ den Metallschicht 14a versehen, die an beiden Rändern jeweils mit einem nichtmetallisierten Randstreifen 14g und 14h ausgebildet ist. Nach dem Aufwickeln und der Schoopierung sind folglich die beiden Teilbereiche 13e und 13f mit dem Kondensatoranschluß 15 bzw. dem Kondensator­ anschluß 16 elektrisch leitend verbunden; die Metall­ schicht 14a dagegen ist gegen die Anschlüsse 15,16 elek­ trisch isoliert. Man erhält die in Fig. 5 dargestellte Schaltung.

Zur Bildung der Überschlagsstrecke F ist wiederum eine zusätzliche Folie 12 vorgesehen, gleichen Aufbaus wie die Folie 12 in den Fig. 1 bis 3. Die Reihenschaltung der beiden inneren Kondensatoren C₁ und C₂ liegt daher parallel zur Überschlagsstrecke F. Auch hier ist die Überschlagsstrecke derart dimensioniert, daß deren Über­ schlagsspannung kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkondensators.

Fig. 6 zeigt die Schichtenaufeinanderfolge einer weiteren Ausführungsforms des Wickelkondensators, wobei auch hier eine der Fig. 5 entsprechende Parallelschaltung aus Überschlagsstrecke F und Reihenschaltung der beiden inneren Kondensatoren C₁ und C₂ vorliegt. Der einzige Unterschied zur Anordnung gemäß Fig. 4 ist der, daß die Reihenfolge der Folien 13 und 14, nunmehr 23 und 24 genannt, relativ zur zusätzlichen Folie 12 bzw. 22 ver­ tauscht ist. Die Breite der mit den elektrisch isolieren­ den Randstreifen 24g bzw. 24h versehenen Folie 24 ist auch hier etwas geringer wie die Breite der übrigen Folien 22 und 23, was zu einer zuverlässigen elektrischen Isolierung der Metallschicht 24a von beiden Kondensatoranschlüssen beiträgt.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen einen weiteren Wickelkondensa­ tor 31, bei welchem, im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, keine zusätzliche Folie vorgesehen ist. Die Überschlagsstrecke F wird hier nämlich von den beiden Teilbereichen 33e bzw. 33f der Folie 33 gebildet, die wiederum die beiden anschlußseitigen Kondensatorplatten der beiden in Reihe geschalteten inneren Kondensatoren C₁ und C₂ bilden. Die beiden Folien 33 und 34 des Kondensators 31 entsprechen daher den Folien 13 und 14 in Fig. 4 und 5. Lediglich die Breite des Mittel-Isolierstreifens 33d ist entsprechend reduziert, um die Bedingung zu erfüllen, daß die Über­ schlagsspannung kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkondensators 31. Um am Aufwickelende für eine zuverlässige elektrische Isolierung zwischen den Metall­ schichten 34a und 33a zu sorgen, kann eine der beiden Metallschichten, beispielsweise die Metallschicht 34a, vorzeitig enden (entmetallisierter Bereich 34g in Fig. 7).

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Abwandlung, deren prinzipieller Aufbau den Fig. 7 bis 9 entspricht; anstelle des gleichmäßig durchgehenden Isolierstreifens 33d mit zur Wickelrichtung parallelen Streifenrändern ist der Mittel-Isolierstreifen 43d der Folie 43 nunmehr mit im Ausführungsbeispiel insgesamt zwei Engstellen 43h versehen jeweils aus zwei einander gegenüberliegenden angenähert trapezförmigen Vorsprüngen 43i. Ein eventueller Überschlag wird in aller Regel bei diesen Engstellen 43h stattfinden. Auf diese Weise läßt sich der Überschlagsort vorherbe­ stimmen; auch kann die Form der Vorsprünge sowie deren lichter Abstand gut reproduzierbar vorherbestimmt werden, so daß auch dementsprechend genau die Überschlagsspannung festlegbar ist. Die andere Folie 44 entspricht in Form und Aufbau der Folie 34 der Fig. 7 bis 9.

In den Fig. 12 bis 14 ist eine weitere Ausführungsform eines Wickelkondensators 51 dargestellt, in welcher ebenfalls lediglich zwei Folien 53 und 54 eingesetzt werden. Beide Folien weisen eine bis an die beiden Seitenränder reichende Metallschicht 53a bzw. 54a auf. Die Metallschicht 53a ist im Bereich ihres in Fig. 3 rechten Randes mit einem schmalen Isolierstreifen 53d versehen und dementsprechend die Metallschicht 54a im Bereich ihres linken Randes mit einem Isolierstreifen 54d. Beide Iso­ lierstreifen sind wiederum derart dimensioniert, daß sie als Überschlagsstrecke F dienen mit einer Überschlags­ spannung, die kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkondensators 51. Nach der Schoopierung zur Bildung der Kondensatoranschlüsse 55 und 56 ergibt sich das Prinzipschaltbild gemäß Fig. 14 aus einem Innenkondensator C in Parallelschaltung mit den beiden Überschlagsstrecken F.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 15 bis 17 ist eine der zwei beteiligten Folien 63 und 64 (die Folie 63) mit beiden jeweils eine Überschlagsstrecke F bildenden, den Isolierstreifen 53d und 54d entsprechenden Isolierstreifen 63d und 63f ausgebildet, wohingegen die andere Folie (64) mit einem Mittel-Isolierstreifen 64d üblicher Breite ausgebildet ist. Beide Metallschichten 63a und 64a reichen bis zum Seitenrand, so daß sich das Prinzipschaltbild gemäß Fig. 17 ergibt mit zwei in Reihe geschalteten inneren Kondensatoren C₁ und C₂, deren anschlußseitige Kondensatorplatten von den Teilbereichen 64e und 64f der Metallschicht 64a gebildet werden. Die anschlußfernen Kondensatorplatten der inneren Kondensatoren C₁ und C₂ werden vom Mittelbereich 63h der Metallschicht 63a zwi­ schen den Isolierstreifen 63d und 63f gebildet. Zu jedem der beiden Kondensatoren C₁ und C₂ ist also eine Über­ schlagsstrecke F parallel geschaltet. Deren Überschlags­ spannung ist wiederum kleiner gewählt als die Durch­ schlagsspannung des Wickelkondensators.

Die Fig. 18 und 19 zeigen den Schichtenaufbau eines Wickelkondensators ähnlich den Fig. 1 bis 3, wobei jedoch hier der die Überschlagsstrecke F bildende Iso­ lierstreifen 72d der zusätzlichen Folie 72 aus der Breitenmitte in die Nähe eines Seitenrandes der Folie gerückt ist. Der Aufbau der beiden anderen herkömmlichen Folien 73 und 74, die den inneren Kondensator C bilden, ist im wesentlichen unverändert. Auf der Seite des entmetallisierten isolierenden Randstreifens 73b bzw. 74b ist lediglich die jeweilige Folie 73 bzw. 74 versetzt, so daß bei der Schoopierung mit noch größerer Sicherheit vermieden wird, daß ein elektrisch leitender Kontakt über den Randstreifen hinweg zur jeweiligen Metallschicht 73a bzw. 74a hergestellt wird.

Die Verlagerung des Isolierstreifens 72d zu einem der beiden Kondensatoranschlüsse hin hat den Vorteil, daß die Überschlagsstrecke F nunmehr im Bereich einer von der Schoopierung gebildeten relativ großen Wärmesenke angeordnet ist, so daß beim Überschlag auftretende Wärme zuverlässig abgeleitet werden kann.

In den Fig. 20 und 21 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei welcher die zusätzliche Folie 82 mit zwei Überschlagsstrecken F ausgebildet ist, wiederum jeweils in Form eines Isolierstreifens 82d im Bereich eines der beiden Seitenränder der Folie. Im übrigen reicht die Metallschicht 83a dieser Folie wiederum bis an beide Seitenränder mit der Folge, daß sie an beide Kondensator­ anschlüsse angeschlossen ist. Die beiden, den inneren Kondensator C bildenden übrigen Folien 83 und 84 entspre­ chen den Folien 73 und 74 gemäß Fig. 18 und 19. Auf diese Weise erhält man die Reihenschaltung zweier Über­ schlagsstrecken F, die wiederum parallel zum Kondensator C geschaltet ist.

In der Anordnung gemäß Fig. 22 und 23 entspricht die zusätzliche Folie 92 mit ihrer einen Funkenstrecke F im Bereich eines der beiden Seitenränder der Folie 72 in den Fig. 18 und 19. Unterschiedlich, daß nunmehr die beiden herkömmlichen Folien 94 und 93 zwei parallel geschaltete innere Kondensatoren C₁ und C₂ bilden und damit den Folien 24 und 23 in Fig. 6 entsprechen.

Die Anordnung gemäß Fig. 24 und 25 verwendet wiederum unverändert Folien 104 und 103 entsprechend den Folien 94 und 93 zur Bildung der beiden hintereinander geschalteten inneren Kondensatoren C₁ und C_2, wohingegen die zusätz­ liche Folie 102 zwei Überschlagsstrecken F im Bereich der beiden Seitenränder der Folie aufweist und somit der Folie 82 in Fig. 20 und 21 entspricht. Der Reihenschaltung der Kondensatoren C₁ und C₂ ist demnach die Reihenschaltung der beiden Überschlagsstrecken F parallel geschaltet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 26 und 27 wird aus lediglich zwei Folien 113 und 114 gebildet. Die Folie 113 ist mit einer von Seitenrand zu Seitenrand reichenden Metallisierung 113a versehen, mit einem eine Überschlags­ strecke F bildenden Isolierstreifen 113d im Bereich des beispielsweise linken Seitenrandes der Folie. Die Folie 113 hat folglich Kontakt mit beiden Kondensatoranschlüs­ sen. Die Folie 114 dagegen hat lediglich Kontakt mit einem der beiden Kondensatoranschlüsse, beispielsweise dem in Fig. 26 linken Anschluß. Die Metallschicht 114a hat dementsprechend großen Abstand zum rechten Kontakt, wozu die Folie 114 mit einem Isolierstreifen 114b am rechten Folienrand ausgebildet ist und/oder die Folie hier ent­ sprechend versetzt ist (lichter Abstand V zwischen dem rechten Folienrand und dem strichliert angedeuteten Kondensatoranschluß 116 nach der Schoopierung). Es ergibt sich die in Fig. 27 dargestellte Prinzipschaltung mit einem inneren Kondensator C mit zu diesem parallel ge­ schalteter Überschlagsstrecke F.

Die Fig. 28 und 29 zeigen wiederum einen Wickelkonden­ sator aus zwei Folien 123, 124. Die Metallschicht 123a hat lediglich Kontakt mit einem der beiden Kondensatoran­ schlüsse, beispielsweise mit dem linken. Entsprechend der Folie 114 in Fig. 26 ist hierzu der gegenüberliegende rechte Seitenrand mit einem Isolierstreifen 123b versehen; auch ist hier die Folie versetzt ausgeführt. Im Bereich des gegenüberliegenden, in Fig. 28 linken Seitenrandes ist eine Überschlagsstrecke F ausgebildet, wiederum in Form eines Isolierstreifens 123d. Die andere Folie 124 ist dagegen mit einer mit beiden Kondensatoranschlüssen kontaktierten Metallschicht 124a versehen, die mit einem relativ breiten Mittel-Isolierstreifen 124d versehen ist. Er unterteilt die Metallschicht 124a in die beiden Teil­ bereiche 124e und 124f. Diese Teilbereiche bilden die beiden anschlußseitigen Kondensatorplatten der beiden in Reihe geschalteten inneren Kondensatoren C₁ und C₂. Die anschlußfernen Kondensatorplatten der beiden inneren Kondensatoren C₁ und C₂ werden von dem von beiden Kondensatoranschlüssen isolierten Bereich 123g der Me­ tallschicht 123a in Fig. 28 rechts von der Überschlags­ strecke F gebildet. Es ergibt sich die in Fig. 29 darge­ stellte Prinzipschaltung mit Parallelschaltung der Über­ schlagsstrecke F zum linken Kondensator C₁.

Bei Überschlag ergibt sich eine momentane Erhöhung der Gesamtkapazität des Kondensators durch Überbrückung des Kondensators C₁. Haben beide Kondensatoren C₁ und C₂ beispielsweise gleiche Kapazität C*, so ist die Gesamtka­ pazität C des Kondensators im Normalfall gleich C*/2 Bei Überbrückung des Kondensators C₁ entspricht die Gesamtka­ pazität C dagegen C* und ist damit verdoppelt, so daß momentane Spannungsstöße ausgeglichen werden und ein Kondensatordurchschlag so vermieden wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 30 und 31 kommt mit zwei in genau gleicher Form metallisierten Folien 133, 134 aus. Die Metallschicht 133a der Folie 133 reicht bis zum rechten Folienrand und ist somit mit dem Kondensatoran­ schluß 136 kontaktiert. Am linken Folienrand dagegen ist wiederum ein nichtmetallisierter Randstreifen 133b vorge­ sehen, mit einer Breite IR. Ferner ist der linke Seiten­ rand der Folie 133 gegenüber dem linken Seitenrand der Folie 134 um den Betrag V nach innen (in Fig. 30 nach rechts) verrückt, so daß sich nach der Kontaktierung ein lichter Abstand d=V+IR zwischen dem schoopierten linken Anschlußkontakt 135 und der Metallschicht 133a ergibt. Die Folie 134 ist an ihrem rechten Seitenrand in entsprechen­ der Weise mit einem isolierenden Randstreifen 134b der Breite IR ausgebildet und gegenüber dem rechten Rand der Folie 133 um den Betrag V nach links gerückt. Auch hier ergibt sich nach der Schoopierung ein Gesamtabstand d zwischen der Metallschicht 134b und dem rechten Anschluß­ kontakt 136, welcher im wesentlichen der Summe von V und IR entspricht.

Insgesamt ergibt sich die Prinzipschaltung gemäß Fig. 31 aus einem einzelnen inneren Kondensator C, dessen linke Kondensatorplatte von der Metallschicht 134a und dessen rechte Kondensatorplatte von der Metallschicht 133a gebildet ist. Zwei Überschlagsstrecken F sind jeweils parallel zum Kondensator C geschaltet; diese sind zwischen den beiden Anschlußkontakten 135, 136 und der hiervon jeweils isolierten Metallschicht 133a bzw. 134a gebildet mit Überschlagsstrecke d.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 32 und 33 ist eine der beiden Folien 143 und 144, nämlich die Folie 143, an beiden Seitenrändern mit einem elektrisch isolierenden Randstreifen 143b versehen mit Streifenbreite IR. Ferner ist der jeweilige Folienseitenrand der Folie 143 gegenüber dem entsprechenden Seitenrand der Folie 144 um die Breite V nach innen versetzt, so daß sich nach der Schoopierung wiederum ein Isolierabstand der Größe d ergibt als Summe von V+IR. Beide Isolierabstände bilden jeweils eine Überschlagsstrecke F. Die Folie 144 dagegen ist mit einer bis an beide Seitenränder reichenden Metallschicht 144a versehen mit Mittel-Isolierstreifen 144d. Dieser Streifen teilt die Metallschicht 144a auf in die Bereiche 144e und 144f. Es ergibt sich das Schaltbild gemäß Fig. 33 mit zwei in Reihe geschalteten innerer Kondensatoren C₁ und C₂, deren anschlußseitige Kondensatorplatten von den Bereichen 144e und 144f gebildet sind. Die anschlußabgewandten, miteinander verbundenen Kondensatorplatten der Konden­ satoren C₁ und C₂ werden von der Metallschicht 143a gebildet. Zu beiden Kondensatoren C₁ und C₂ liegt jeweils eine Überschlagsstrecke F parallel.

Der vorstehend an Hand einer Reihe von Ausführungsformen beschriebene Wickelkondensator ist bevorzugt ein Kunst­ stoffolien-Kondensator aus zumindest teilweise metalli­ sierten Kunststoffolien mit dem Vorteil einfacher und materialsparender Herstellbarkeit. Auch lassen sich die nichtmetallisierten Bereiche durch einfache Maskierung bei der Folienmetallisierung herstellen. Es kommen jedoch auch anders aufgebaute Wickelkondensatoren in Frage, bei­ spielsweise Metallpapierkondensatoren.

Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen durchschlagsfesten Kondensatoren als am Netz betriebene Entstörkondensatoren eingesetzt, insbesondere X₁-Kondensatoren. Die Gefahr einer aktiven Entflammbarkeit bei entsprechend starken Impulsspitzen ist praktisch ausgeschlossen.

Claims (14)

1. Wickelkondensator (1), insbesondere Kunststoffolien- Kondensator, mit wenigstens zwei Metallschichten (3a, 4a) mit dazwischenliegender Isolierschicht (3c, 4c) zur Bildung eines oder mehrerer in Reihe geschalteter innerer Kondensatoren (C) zwischen zwei stirnseitigen Kondensatoranschlüssen (5, 6) mit wenigstens einer Überschlagsstrecke (F) innerhalb des Wickelkondensators, welche in Parallelschaltung wenigstens einen inneren Kondensator (C) überbrückt und deren Überschlagsspannung kleiner ist als die Durchschlagsspannung des Wickelkondensators, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Überschlagsstrecke ein auf einer metallisierten Wickelbahn (2; 12; 22; 33; 43; 53; 54; 63; 72; 82; 92; 102; 113; 123; 133; 134; 143) ausgebildeter, zur Wickelrichtung paralleler, nicht metallisierter Streifen vorgesehen ist.

2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschlagsstrecke (F) auf einer den oder die inneren Kondensatoren (C; C₁, C₂) bildenden metallisierten Wickelbahn (33, 43, 53, 63, 113, 123, 133, 134, 143) des Wickelkondensators ausgebildet ist.

3. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschlagsstrecke (F) auf einer zusätzlichen, teilweise metallisierten Wickelbahn (2, 12, 22, 72, 82, 92, 102) ausgebildet ist.

4. Wickelkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wickelbahn (2, 12, 22, 72, 82, 92, 102) lediglich im Bereich des Wickelanfangs und/oder des Wickelendes vorgesehen ist.

5. Wickelkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wickelbahn bis auf einen die Überschlagsstrecke (F) aufweisenden Bereich entmetallisiert ist.

6. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wickelbahn (2, 12, 22, 72, 82, 92, 102) gemeinsam mit den übrigen metallisierten Wickelbahnen (3, 4, 13, 14, 23, 24, 73, 74, 83, 84, 93, 94, 103, 104) zur Bildung der beiden Kondensatoranschlüsse (5, 6) kontaktiert ist.

7. Wickelkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht metallisierte Streifen (2d) zwischen metallisierten Bereichen (2e, 2f) der Wickelbahn (2) vorgesehen ist.

8. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht metallisierte Streifen als Randstreifen (133b, 134b) der Wickelbahn ausgebildet ist.

9. Wickelkondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Randstreifen (133b, 134b) und dem nächstliegenden Kondensatoranschluß ein lichter Abstand (v) vorgesehen ist.

10. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht metallisierte Streifen (2d) zueinander parallele Streifenränder aufweist.

11. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht metallisierte Streifen (43d) wenigstens eine Engstelle (43h) aufweist, die von einem Vorsprung einer der beiden anschließenden metallisierten Bereiche oder von zwei einander gegenüberliegenden Vorsprüngen (43i) beider metallisierten Bereiche gebildet ist.

12. Wickelkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschlagsstrecke (F) in wenigstens einem der beiden kondensatoranschlußseitigen Randbereiche einer der metallisierten Wickelbahnen (53, 54, 63, 72, 82, 92, 102, 113, 123, 133, 134, 143) vorgesehen ist.

13. Wickelkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschlagsstrecke (F) im Bereich eines Mittel-Isolierstreifens (2d) einer metallisierten Wickelbahn (2) gebildet ist.

14. Verwendung des Wickelkondensators nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Entstörkondensator.