DE758423C - Kondensator - Google Patents

Description

• Kondensator Die Erfindung betrifft einen Kondiensator, dessen Metallbelag so dünn ist, daß er bei einem Durchschlag in Umgebung der Durchschlagstelle wegbrennt.
• Es ist bekauntigeworden, daß Konideuusatoren mit dünnten Metallbelägen unter bestimmten Bedingungen bei einem Durchschtlag dies Dnelektrikums. dadurch selbsttätig ausheulten, daß der Metallbelag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt. Um während der Dauer eines etwa auftretenden Durchschlags und während dies. Ausheilvorganges nicht den ganzen Kondensator kurzgeschlossen zu lassen, hat man wenigstens eine der zwei Belegungen in, mehrere durch schmale Stege miteinander verbundene Teilfelder unterteilt. Tritt in einem der Teilfelder ein Durchschlag auf, so ist nur das betreffende Teilfeld mit der gegenüberliegenden Bebegu.ntg kurzgeschlossen, da der schmale Zuführungssteg durch seinen. Ohmschen Widerstand das Teilfeld von den übrigen Teilen des Kondensators weitgehend entkoppelt. Wenn beide Belegungen unterteilt .sind und Wenn je zwei Teilfelder der beiden. Belegungen sich nicht genau gegenüberliegen, was bei einem Winkel durch die Verschiedenheit der Krümmungsradien der einzelnen: in. einem Winkel verehiigten: Lagen laed ngt ist, so geht einerseits: Kapazität verloren, andererseits wird ein Ausheilvorgang nach einem Durchschlag erschwert.
• Bei der bekannten Anordnung hat die Unterteilung den Zweck und die Folge, bei einfern Durchschlag innerhalb eines der Teilfelder den: Durchschlagstrom dadurch zu begrenzen, da.ß durch die die Teilfelder verbindenden schmalen Stege der von den reicht durchgeschlagenen Teilfeldern; zur Durchschlagstelle hinfließende Strom mindestens unmittelbar nach dem Durchschlag am einem raschen Zuströmen verhindert und; in: seiner Stärke begrenzt wird. Trotzdem glaubte man auf die Mitwirkung dieses Stromes angewiesen zu sein, denn bei Ausführung beider Belegungen in unterteilter Form reichte die in einer Teilfläche aufgespeicherte- Energie nicht aus, einen Durchschlag allein. gründlich auszuheilen. In den Anfängen der Kondensatortechniik hatte man beim Versuch, einen selbstausheilenden Kondensator herzustellen, bemerkt, daß bei. den damals möglichen Belegunrge.n ein Ausheilen. nur durch ein besonderes Ausbrenn.verfahren erzielt werden konnte, bei dem man mit höherer Spannung als der Betriebsspannung arbeitete und bei dem zur Steigerung der im Kondensator a.nderDurchschlagstelle wirksam werdenden. Energie ein weiterer Kondensator dem ausheilenden parallel geschaltet werden mußte. Mit der Vervollkommnung der Herstellungsverfahren der Belegungen wurde dieser Hilfskondensator darmüberflüssig und es, gelang sogar, tatsächlich selbstausheilende Kondensatoren zu bauen, d. h. Kondensatoren, die nicht nur bei besonders erhöhter Spannung, sondern schon bei Betriebsspannung, d. h. während des Betriebes ausheilten. Noch immer aber war man der Auffassung, daß eine verhältnismäßig große Energie zum Ausheilen notwendig seif, wie sie eben nur vom ganzen Kondensator geliefert werden könne. Durch Anwen.dung sog. Entkopplungsglieder, also schmaler Stellen zwischen den einzelnen kleineren Flächen. der aufgeteilten Belegungen, wollte man lediglich dafür sorgen, daß die Zuführung dieser Gesamtenergie des Kondensators zur Durchschlagstelle in bestimmter gesteuerter `'eise erfolge.
• Erfindungsgemäß ist nun lediglich einer der beiden -.\letallbeläge in mehrere durch, schmale Stege miteinander verbundene Teilfelder unterteilt und gleichzeitig die Stege, die Teil,-felder und diie Metallbeläge derartig bemessene, daß bei Durchschlag des Dielektrikums die in einem Teilfeld aufgespeicherte elektrische Energie zum Wegbrennen eines der Metallbeläge oder beider in. Umgebung der Durchschlagstelle genügt, ohne daß während des Durchschlag- und Wegbrennvorganges ein den Betrag des Gesamtstromes wesentlich verän #dernd°r Strom fließt, und ohne daß dieser Strom den betreffenden Steg durchbrennt.
• Die Anwendung der Maßnahme beruht darauf, daß es nicht notwendig ist, die Gesamtenergie des Kondensators zum Ausheilen eines Durchschlags heranzuziehen. Man kann vielmehr die Teilkapazitäten so bemessen, daß die in jeder einzelnen Teilkapazität aufgespeicherte Energie für das Ausheilen eines in ihr auftretenden Durchschlags völlig ausreicht. Dann muß jedoch dafür gesorgt werden, daß auch die gesamte in einer Teilkapazität steckende Energie für den Ausbrennvorgang nutzbar ist, und dies wird bei den bisher üblichen Anordnungen: dadurch verhindert, daß die Teilkapazitäten verschiedener Polarität sich nie genau gegenüberliegen.
• In diesem Fall ist aber für den Ausheilvorgang nur die Energie verfügbar, die in den einander gegenüberliegenden Flächenteilen zweier Teilkapazitäten verschiedener Polarität, zwischen denen ein Durchschlag erfolgt, vorhanden ist. Jedes Mehr an Energie muß' @N-enigstens bei einer Belegung aus der benachbarten Teilkapazität über den Entkopplungssteg zufließen, was den Ausheilvorgang verzögert und erschwert.
• An Hand der Zeichnung wird das Wesen der gekennzeichneten Anordnung näher erläutert.
• Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch ein metallisch belegtes Dielektrikum, bei dem beide Belegungen in Teilfelder unterteilt sind (die Größenverhältnisse sind der Deutlichkeit halber stark verzerrt) ; Abb. z zeigt eine Ansicht eines in Teilfelder unterteilten Metallbelages auf einem bandförmigen Dielektrikum (Draufsicht auf Abb. i).
• Wie oben erwähnt, wurden bereits Vorschläge gemacht, auf ein Dielektrikum a beidseitig metallische Schichten b aufzubringen, beispielsweise aufzudampfen; und beide Schichten in Teilfelder d zu unterteilen. Die Teilfelder d stehen durch schmale Stege e und je über einen gemeinsamen Sammelleiter f miteinander in Verbindung. Die Sammelleiter f der beiden Belegungen können sich direkt gegenüberliegen oder an den beiden entgegengesetzten Enden des bandförmigen Dielektrikums a, angeordnet sein. (Iri Abb. i ist die letztere Anordnung angedeutet.) Wie aus Abb. i ersichtlich ist, geht bei einer Unterteilung beider Belegungen an Kapazitätswert verloren, wenn die nichtmetallischen Stellen v der beiden Belegungen nicht genau gegenüberliegen. Der Kapazitätsverlust infolge des Fehlens der leitenden Schicht bei y bei Nichtübereinstimmung der nichtmetallischen Stellen y ist ungefähr doppelt so groß wie bei übereinstfmmung.
• Besonders zu beachten sind die Verhältniese, wenn an einer mit x bezeichneten. Stelle ein Durchschlag erfolgt. Die wirksame Kapazität ist an dieser Stelle zwischen den gegenüberliegenden Belegungen sehr klein und reicht daher nicht dazu aus, um beim Durchschlag die umliegenden Metallschichtien wegzubrennen, wie das am den übrigen Stellen der Fall ist. Um an jeder beliebigen, Stelle ein Wegbrennern der in Umgebung einer Durchschlagstelle befindlichenMetallschichten zu bewirken, wird erfindiungsgemäß nur eine Eelegung unterteilt, während die andere kontinuierlich ausgeführt wird. Auch die Unterteilung nur eines Belages verhindert bei einem Durchschlag in einem Teilfeld ein Wirksamr «-erden der ganzen im Kondensator aufgespeicherten Energie, denn der zum durchschlagenen Teilfeld gehörige Steg e stellt einen Widerstand dar, über dien allein die Ladung der übrigen unbeschädigtenTeilfelder zur Durchschlagsbel:le: fließen könnte.
• Die gekennzeichnete Anordnung besitzt außerdem elektrisch dieselben Vorteile wie eine Anordnung mit beidseitig unterteilten Belegungen, bei welcher die metallfreien Stellen genau einander gegenüberliegen würden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kondensator, dessen Metallbeläge so dünn sind, daß sie bei einem Durch.schlag in Umgebung der Durchschlagstelle wegbrennen, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der beiden Metallbeläge in mehrere durch schmale Stege (e) miteinander verbundene- Teilfelder (d) unterteilt ist, und gleichzeitig die Stege, die Teilfelder und die Stärke der ITeitallbeläge, derart bemessen sind, daß bei Durchschlag des Dielelctrikums die in einem Teilfeld aufgespeicherte elektrische Energie zum Weg, brennen eines der Metallbeläge oder beider in Umgebung der Durchschlagstelle genügt, ohne daß während des Durchsch-lag-und Wegbrennvorgan:ges ein den Betrag des Gesamtstromes wesentlich verändernder Strom fließt, und ohne daß dieser Strom den betreffenden Steg durchbrennt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht bezogen worden: Österreichische Patentschrift Nr. 153 989; französische Patentschriften Nr. 832:209, 832 257.