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DE7139073U - Ausheilfaehige kunstfolien-kondensatoren

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Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1971-10-12
Publication date: 1976-06-24

Description

Metallisierte Kunstfolien-Kondensatoren mit. auf den Dielektrikumsbändern aufgedanroften leitenden Belägen sind im allgemeinen für Stο3spannungen und Wechselspannungsimpulse, die eine hohe spezifische Strombelastung sowohl der aufmetallisierten Beläge als auch der Kontaktverbindungen zur Folge haben, nicht geeignet. Bei der Verwendung soldier Kondensatoren für steile Wechselspannungsimpulse entsteht zumeist ein Abbrand der aufmetallisierten Beläge vorzugsweise entlang der aufgespritzten Metall-Kontaktschicht. Infolge der Erhöhung der spezifischen Stromdichte an den noch nicht zerstörten Kontaktverbindungen brennen auch diese nach und nach ab, so daß nach einiger Zeit ein solcher Kondensator überhaupt keine Kapazität mehr aufweist. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, so beispielsweise eine Verstärkung der aufmetallisierten Schicht an den Rändern, die mit dem Sprit, smetall verbunden sind.

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n wurde vorgeschlagen, die metallisierten Bänder ihrpf Laufri chtunsr ?λ\ unterteilen, um entweder den V/I.dprstand -für dnn Stronwee ^Tron »ir, ^r abgebrannten

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Kontaktfläche ?u dera benachbarten Bereich "⁷^ °r>h ¹ZV unterbrechen. Hierdurch entsteht en+wed^r ⁰^n T°i !verlust ti^Dri Kapazität oder p^n? Erhöhung des Verlustwinkels. Die schlapenen Maßnahmen blieben bis heute ohne "berz.suf-.-ndpn Erfolf?

Er.folf?.

Um kontaktsichere, verlustarme und stoßspannungsfeste Kondensatoren herzustellen, werden Metal],folien als Beläge verwendet, die

einen geringeren spezifischen Flächenwiderstand besitzen und die [

sich einwandfrei und sicher gep-en Strombelastungen kontaktieren 1

lassen. Die Verwendung von Metallfolienbelägen ist .jedoch vor- ^:

rugsweise bei ^Danierkondensatoren üblich. Diese werden mehrlagig !

gewickelt und anschließend imprägniert. Dadurch lassen sich

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größere Kapazitäten durch Aufwickeln längerer Kondensatorenbänder herstellen, ohne daß Kurzschlüsse entstehen. Bei der Herstellung von Eunstfolien-Kondensatoren werden dagegen dünne i

ι j einlagige Dielektrikuasuäncler· verwendet, die von Schwachstellen '

und Löchern nicht frei sindi Bei längeren Bändern und größeren Kapazitäten entstehen untragbare Kondensatorenausfälle info]ge von ^cnannungsdurchschlägen. Deshalb werden Kurstfolien-Kondensatoren τ;it Metallfoi.ier.bel ägen hauptsächlich in kleineren Kanazitätswerter. gefertigt, weil sich hierbei die Ausfälle in Grenzen halten. Größere Kapazitätswerte von Kunstfolien-Konder;· sa^oren werden in der selbstheilenden, metallisierten Ausführung hergestellt, die jedoch mit den vorerwähnten Nachteilen bei hoher süezifischer Strombelastun? behaftet ist_e

Die Heusrjnf geht von einera seit langem bekannten Prinzip eines Konder..9a⁺ors aus, bei dem ausheilfähige metallisierte Beläge beidseitig auf einen bandförmigen Insolierstoffträger aufgebracht ur.d ?leichr>olig verbunden sind, so daß der Belagträ^er 1¹Ti feldfreien Raum liegt. Die elektrische Verbindung der beidseitig aufmetallisierten Schichten des Belagträgers wird ü.usloich mit dem Kontaktieren des Kondensatorwickels durch Aufsnritz°n von Metall bewirkt. Bei den bekannten Ausführungen solcher Kondensatoren wird -<^Qdoch ausschließlich Panier als Belagträger

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verwendet. *!s ermöglicht vor allem die Imprägnierung des Kondenh^tors besonders bei Verwendung von Kunststoffolien als Dielektrikum. Derartige Kondensatoren erfordern jedoch einen höheren Awfwand f^;'r <*,<~*n dichten Einbau des Kondensatorwickels ₄ E-ine V^or*— ringerrmg der Abmessungen von Kondensatoren durch Verwendung von BoIpgträgern aus Papier ergibt sich unmittelbar nicht, weil Kon^ensatorenpgpier und Aluminiumfolien in dünnster Ausführung etwa gleich stark sind (6/um).

Weiterhin wurden Kondensatoren beschrieben, die aus Lackschichten bestehen. Dabei liegen beidseitig metallisierte Lackschichten mit guten Ausbrenneigenschaften im feldfreien Raum und Lackschichte mit guten Dielektrikumseigenschaften im elektrischen Feld des Kondensators. Derartige Lackschicht-Kondensatoren sind ,jedoch -ijr Impulsbeanspruchungen und für hohe spezifische Strombelastunger nach der Aufgabe dsr Neuerung nicht geeignet.

nach der Aufg

Die Neuerung benutzt für die im feldfreien Raum liegenden Belagträger selbsttragende dünne Kunststoffolien, vorzugsweise dünner als 6/um. Kunststoffolien, insbesondere aus Polyterephthalsäureester oder Polycarbonat, sind handelsüblich in Stärken ab 2/um. Unter Verwendung derartiger Belagträger und entsr>rechend dünner Dielektrikumsfolien lassen sich Miniaturbauform^n kontakt- und inroulssicherer Kondensatoren herstellen. Die Haftung metallisierter Schichten und ihr Ausbrennverhalten auf derartigen Belagträgern ist gut und sie können mit nichtmetallisierten Kunststofffolien guter dielektrischer Eiganschaften (z.B. Polypropylen), die nicht die zuerst genannten Eigenschaften besitzen, mit Vorteil zu den erfindungsgemäßen Kondensatoren kombiniert werden.

Kunstfolien und Kondensatoren mit Belagträgern aus Kunststofffolien brauchen nicht imprägniert zu werden; außerdem können sie mit geringem Aufwand, d.h. ohne Metallteile umhüllt werden, weil sie nicht hygroskopisch sind. Die nach der Erfindung hergestellten Kondensatoren haben hinsichtlich Gleichmäßigkeit und Unveränder-

lichkeit des Verlustwinkels unter stärksten Impulsbelastungen die gleichen Eigenschaften, wie Kondensatoren rait Metallfolienbelägen. Sie verbinden diese Vorteile und Eigenschaften mit den bekannten vorteilen seibstheiiender Metallisierter Kunstfolienkondensatoren. Diesen gegenüber wird bei der Metallbedampfung das Dielektrikum thermisch nicht geschädigt, was sich als Vorteil bei der Bemessung der Dielektrikumsstärke auswirkt. Auch der Ausbrennvorgang auf dem Belagträger schont das Dielektrikum und vermindert die Gefahr leitender Stellen im Kondensator. Die beidseitige Kontaktierung des metallisierten Belagträgers wird erleichtert durch die im Vergleich zum einfachen metallisierten Kondensator mindestens dreifach vergrößerten Spalt an den Stirnseiten des Wickels, in die das Spritzmetall gut eindringen kann, um eine zuverlässige und zusammenhängende Kontaktierung zu bewirken. (Beim einfachen metallisierten Kondensator aus Dünnfoiien verhindern die schmalen Spalte ein ausreichendes Sindringen des grobkörnigen Sprit zrneta"! Is.)

Die Abbildung zeigt, stark vergrößert, einige Wickellagen des erfindungsgemäßen Kondensator. Die im feldfreien Raum liegenden Belagträger a) aus selbsttragender dünner Kunststoffolie sind beidseitig mit aufmetallisierten Schichten b) versehen, die durch die Kontaktschicht c) aus Spritzmetall gleichpolig verbunden sind. Die Spritzmetallschicht c) stellt auch zugleich ieweils die Verbindung zu allen anderen gleichpoligen Belägen her. Zwischen den beidseitig metallisierten Belagträgern befinden sich die nichtmetallisierten Dielektrikumsbänder d).

Als Dielektrikumsfolien werden den jeweiligen technischen Zwecken angepaßte Kunststoffolien verwendet. Bevorzugte Verwendungen sind: für niederohmige Hochfrequenzpässe, für frequenzbestimmende Kreise (u.a. Miniaturausführungen), für die Leistungselektronik (Impulstechnik besonders in Verbindung mit Halbleitern).

Die neugerungsgemäßen Kondensatoren können auch mit mindestens einem doppelseitig metallisierten Belagträger aus Kunststoffolien

Kombination rrit M^tal Ί fol.ienbelätren oder me^allisier+en pi. pvtriVi.irnsbiiniiprn aufrehant sein.

- Schutzansprv^he - 6 _

Claims

Schutzansnruche 5

1. Wickelkondensator mit Dielektrikumsbändern aus Kunststofffolien, deren Beläge aus Metallschichten bestehen, die suf im feldfreien Raum liegende Belagträger beidseitig: aufmetallisiert und gleichpolig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagträger aus selbsttragenden Kunststoffolien bestehen.

2* Wickelkondensator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Belagträger aus Kunststoffolien dünner als 6 /um sind.

3. Wickelkondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Belagträger aus Kunststoffolien eingewickelt ist.

4. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia Belagträger (a) aus Polytherephthalsäureester oder Polycarbonat und die im Feld des Kondensators liegenden Dielektrikumsfolien (d) aus Polypropylen bestehen.

5. Wickelkondensator nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine metallfreie Kunststoffumhüllung.

Dipl.'lnc?. W. Meissner

Patentanwalt