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Elektrischer Wickelkondensator Es sind bereits elektrische Schichtkondensatoren
bekannt mit einem Dielektrikum aus verhältnismäßig dicken Glasschichten. Um derartige
Kondensatorenluftdichtabzuschließen, werden die Glasplatten an den Stellen, an denen
sie nicht mit der Metallbelegung bedeckt sind, zusammengeschmolzen. Bekanntlich
besitzt aber Glas von gewissen Stärken ab eine derartige Sprödigkeit, daß es beim
Biegen zersplittert. Daher konnten bisher Wickelkondensatoren mit Glas als Dielektrikum
nicht ausgeführt werden.
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Es sind auch bereits elektrische Kondensatoren bekannt, auf deren
Dielektrikum aus Glas Belegungen fest aufgebracht sind.` Auch ist es bekannt, elektrische
Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus Glas so aufzubauen, daß auf der einen Seite
des Dielektrikums zwei voneinander getrennte Belegungen vorgesehen sind, während
sich auf der anderen Seite des Dielektrikums eine gemeinsame Gegenbelegung befindet.
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Es sind ferner Verfahren zur Herstellung äußerst dünner Membranen
aus Glas bekanntgeworden. Ein derartiges Verfahren besteht z. B. darin, daß aus
einer Glasschmelze ein Streifen herausgezogen wird, dessen Ränder aus einem Glasfluß
bestehen, der bei etwas höherer Temperatur erweicht als die Mitte des Streifens,
aber den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Zwischen den beiden
zäheren Randfäden bildet sich bei geeigneter Geschwindigkeit eine äußerst dünne
Membran aus. Es lassen sich auf diese Weise Glasmembranen von sehr guter Gleichmäßigkeit
bis zu etwa z ,u Dicke herunter herstellen. Diese Membranen sollten in erster Linie
als unverbrennbare Filme dienen.
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Ein einfacheres Verfahren, nach dem derartige äußerst dünne Membranen
hergestellt werden, besteht darin, daß man dünne Drähte aus genügend warmfestem
Material von günstig liegenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, vorzugsweise
Chromnickeldrähte, durch die Schmelze laufen läßt und den so gezogenen Film von
den Drähten abschneidet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun derartige äußerst dünne
Membranen (zweckmäßig von einer Dicke.' .unter xoo ,u) aus Glas als Dielektrikum
für elektrische Wickelkondensatoren verwendet. Die Membranen besitzen eine gute
Durchschlagsfestigkeit und verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante. Sie lassen
sich ohne Beschädigung über einen verhältnismäßig kleinen Wickeldorn wickeln.
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Die Belegungen gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Kondensators
werden nach
der Erfindung zweckmäßig durch Zerstäuben, Aufdampfen
oder Einbrennen von Metall oder durch ein geeignetes chemisches Verfahren unmittelbar
auf den äußerst dünnen Membranen': erzeugt.
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Die Herstellung von Wickelkondensator.. erfolgt gemäß einem vorteilhaften
Verfahrdr@:# derart, daß man die äußerst dünnen Glasmembranen z. B. in Form von
Bändern durch einen Ofen führt, in dem sie einer derartigen Erwärmung ausgesetzt
sind, daß sie plastisch werden und gewickelt werden können. Gleichzeitig läßt man
die Metallbelegungen, die ebenfalls bandförmig ausgebildet sein können, zulaufen
und erhält durch gemeinsames Aufwickeln *auf einen Dorn und entsprechendes Abkühlen
einen Wickelkondensator mit einem Dielektrikum aus äußerst dünnen Glasmembranen.
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Bei der Herstellung von Wickelkondensatoren aus metallisierten Membranen
ist folgendes zu beachten: Wickelt man einen auf beiden Seiten mit metallischen
Belegungen versehenen Streifen Isoliermaterial auf einen Dorn, so wird nach einer
Umdrehung die eine Belegung der zweiten Windung auf der anderen Belegung der ersten
Windung zu liegen kommen und damit den Kondensator kurzschließen. Um das zu vermeiden,
wickelt man gewöhnlich nochmals eine oder mehrere Lagen des Dielektrikums mit ein
.und erhält damit nicht nur eine Isolierung der beiden Belegungen, sondern auch
eine Erhöhung der Kapazität auf rund das Doppelte des Wertes in gestrecktem Zustand.
Dieses Verfahren ist im vorliegenden Falle nicht anwendbar, weil vonden beiden die
Gesamtkapazität bildenden Teilkapazitäten nur die eine durch die festhaftende Belegung
definiert und damit unveränderlich ist, während die zweite durch die lose eingelegte
Schicht des D.ielektrikums gebildet wird und damit eine wesentlich geringere Konstanz
aufweist. Das wird dadurch vermieden, daß man auf der einen Seite der Membran, wie
in Fig. z dargestellt, zwei voneinander getrennte Belegungen a und
b, auf der Rückseite dagegen eine gemeinsame Gegenbelegung c aufbringt. Legt
man nun zwei solcher Streifen mit ihren c-Seiten aufeinander und wickelt sie gemeinsam
auf einen Wickeldorn, so werden sich beim Fortschreiten des Wickelvorganges die
Belegungen a und a' berühren und die Belegungen b und b'. Es wird also zwischen
den a- und b-Belegungen eine Kapazität bestehen, die sich aus der Hintereinanderschaltung
der beiden Kapazitätsgruppen a gegen c, parallel mit a' gegen c' und
b gegen c, parallel mit b' gegen c', ergibt. Verglichen mit dem vorher erwähnten
Aufbau ergibt sich also, bei gleicher Schichtdicke des Dielektrikums, der vierte
Teil der Kapazität bei doppelter Spannungssicherheit, d. h. die gleiche Raumausnutzung.
Demgegenüber besteht aber der grundlegende Vorteil, daß sämtliche Teilkapazitäten,
also auch die Gesamtkapazität, zwischen Belegungen liegen, die fest auf das Dielektrikum
aufbracht sind, d. h. die gewünschte hohe Kon-:Y@änz des Kapazitätswertes ist damit
erreicht. Mit d und d' sind die als Dielektrikum dienenden .::i#lasmembranen
bezeichnet.
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Um bei solchen Wickelkondensatoren einerseits einen sicheren Kontakt
der Belegungen a und b zu erzielen und andererseits keine Beschädigung der sehr
dünnen leitenden Schicht hervorzurufen, wie sie leicht bei Einlegen von Drähten
oder Streifen auftreten kann, werden zwei dünne Anschlußelektroden e' und e" (Fig.
2) eines weichen Metalls, z. B. Zinn, längs der ganzen Belegungen a und b eingewickelt,
derart, daß sie im Innern etwa mit den Rändern von a und b abschneiden,
während sie an den Stirnflächen des Wickels sogar noch über das Dielektrikum überstehen.
Auch empfiehlt es sich, nach vollständigem Aufwickeln des metallisierten Streifens
die eine Anschlußelektrode e" noch einige Umdrehungen weiterzuwickeln. Sodann werden
die Stirnseiten verlötet. Der so behandelte Wickel kann jetzt nicht mehr aufspringen.
An die Stirnseiten können in bekannter Weise Zuführungsdrähte bei dem Lötvorgang
gleich mit angelötet werden. Der fertige Wickel kann zum Schutz gegen Feuchtigkeit
in Lack oder geeignete Vergußmassen getaucht werden oder durch Einbauen in Behälter
aus metallischen oder isolierenden Substanzen geschützt werden.