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Bauelement für Stapelkondensatoren und Kondensator, hergestellt unter
Verwendung solcher Bauelemente, und Verfahren zu ihrer Herstellung und für den Kapazitätsabgleich
Die Erfindung bezieht sich auf Stapelkondensatoren bzw. Aufbauelemente dafür, die
in großen Mengen mit kleiner Toleranz und verhältnismäßig kleinen Kapazitätswerten
in der Ferntneldetechnik benötigt werden. Da es sich um einen -Massenartikel handelt,
soll die Herstellung sehr einfach sein, was deswegen auf Schwierigkeiten stößt,
weil sowohl kleine Toleranz als auch kleine Kapazitätswerte gefordert werden. Bekanntlich
wird aber die Abweichung vom Sollwert um so größer, je kleiner der Sollwert ist,
weil bereits kleinste Änderungen in der Stärke des Dielektrikums, in der geometrischen
Abmessung, der Blattgröße u. dgl. m. erhebliche Abweichungen des Sollwerts zur Folge
haben. Normalerweise ist daher bei der Herstellung von Kondensatoren kleinen Kapazitätswerts
und kleiner Toleranz eine Sortierarbeit erforderlich, um die den gewünschten Bedingungen
entsprechenden Erzeugnisse aus der Gesamtfertigung auszuwählen. Hierbei ergibt sich
dann ein unter Umständen nicht tragbarer Ausschuß.
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Die Erfindung schlägt vor, die gewünschten Kondensatoren in der Weise
herzustellen, daß man zunächst einmal Bauelemente fertigt, aus denen dann der Kondensator
hergestellt wird. Diese Bauelemente bestehen aus einem den =Anforderungen entsprechenden
Dielektrikum, entweder Papier oder Kunstfolie o. dgl., und auf den Flachseiten eInschlußfrei
aufgebrachten Belegungen. Zur Erzielung einer ökonomischen Fertigungsweise bestehen
nun diese
Aufbauelemente nach dein Kennzeichen der Erfndung au:
Abschnitten eines endlosen Dielektrikutnbandes, welches auf beiden Seiten mit unter
Freilassung eines Randstreifens versetzt angeordneten, lufteinschlußfrei aufgebrachten
Belegungen versehen ist, wobei die erforderlichen Kriechstrecken an den Schnittkanten
der Abschnitte durch Wegbrennen der die Isolation herabsetzenden Belegungsteile
mittels Kondensatorentladung o. dgl. geschaffen sind. Man geht also bei der Herstellung
der Aufbauelemente von einem in großer Länge zu einer Vorratsspule aufgewickelten
dielektrischen Band, beispielsweise einem gereckten Polystyrolband aus. Dieses metallisiert
man oder versieht es sonstwie mit leitenden Schichten nach irgendeinem der bekannten
Verfahren beidseitig, wobei man auf jeder Seite einen freien Randstreifen, jedoch
entgegengesetzt, vorsieht. Dies kann sich in einem laufenden Verfahren vollziehen.
Hiernach schneidet man von diesem auf beiden Seiten mit leitenden Schichten versehenen
Band Abschnitte ab, deren Breite durch die erwünschte Kapazität des fertigen Kondensators
bestimmt wird. Die einzige Schwierigkeit, die jetzt auftritt, ist, daß an den quer
zur Bandrichtung liegenden Schnittkanten der Aufbauelemente eine :ehr geringe Kriechstrecke
vorhanden ist, die nur durch die Stärke des dielektrischen Bandes gegeben ist und
die bei dem Schneidvorgang in den meisten Füllen durch Herüberziehen der leitenden
Schicht auf die Schnittkante isolationsmäßig stark beeinträchtigt ist. Bislang verbot
sich aus diesem Grunde die Herstellung von Aufbauelementen für Stapelkondensatoren
in der beschriebenen «'eise, und man war gezwungen, keine durchgehenden leitenden
Schichten auf dem dielektrischen Band anzubringen, sondern auf diesem unterteilte
Belegungen vorzusehen und die einzelnen Aufbauelemente längs der Mittellinie der
nicht mit leitenden Belegungen verseltenen dielektrischen Unterlage abzutrennen.
Es liegt auf der Hand, daß die bekannte Herstellungsweise wesentlich schwieriger
und umständlicher ist, (1a die Herstellung der leitenden Schichten mit Schablonen
erfolgen muß, außerdem die einzelnen Belegungsteile auf jeder Flächenseite des dielektrischen
Trägers äußerst genau gegenüberliegen müssen und schließlich die Kapazität des einzelnen
Bauelements durch die Anordnung der Isolationsstrecken bereits vorgegeben ist, so
daß nachträglich keine Möglichkeit einer Änderung, beispielsweise durch `Fahl einer
anderen Schnittbreite mehr gegeben ist.
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Die durch die Schnittkanten gebotenen schlechten Isolationswerte lassen
sich nun, wie der zweite Teil des Kennzeichens der Erfindung aussagt, dadurch in
sehr einfacher Weise vermeiden, daß man an die beiden Belegungen des Aufbauelements
eine Spannung anlegt, die derart beschaffen ist, daß die Kurzschlußbrücken über
die Schnittkanten bzw. isolationstechnisch schlechten Stellen dadurch ausgemerzt
werden, daß die dünnen Belegungsschichten weggebrannt werden. Es wird hierbei also
das von den sogenannten selbstheilenden Kondensatoren her bekannte Prinzip in Anwendung
gebracht. wobei unerwünschte Belegungsteile durch Entladungen verdampft oder wenigsten:
nicht leitend gestaltet werden.
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Aus derartigen Aufbauelementen kann dann in altbekannter Weise ein
Stapelkondensator der gewünschten Kapazität hergestellt werden, wobei die Zusammenfassung
des Stapels und gleichzeitig die Kontaktierung durch eine Nietverbindung gegel)en
wird, die an den von gegenpoliger leitender Schicht freien Randteilen angebracht
werden. Die weit-@-ren Einzelheiten des Kondensatoraufbaus werden zweckmäßigerweise
des bessercit Verständnisses wegen an Hand der Zeichnung besprochen. In Abb. r ist
zunächst ein Abschnitt eines endlosen dielektrischen Bandes, beispiels-,veise eines
Papierbandes oder eines Kunstfolienbandes gezeigt, das bereits mit leitenden Schichten
versehen ist. Die Anordnung dieser leitenden Schichten ergibt sich aus dem Schnitt
dieses Bande. der in übertriebenem Maßstab in der Abb. 2 dargestellt ist. a ist
der dielektrische Träger, b die auf d_r einen Seite und c die auf der anderen Seite
aufgebrachte leitende Schicht. b und c sind je-,veils un:r Freilassung eines Randstreifens
d und t versetzt angeordnet. Von diesem Band werden dann Abschnitte. deren Breite
sich nach der gewünschten Kapazität de: fertigen Kondensators richtet, beispielsweise
entsprechend den Schnittlinien f, abgeschnitten. Entspricht nun ein einzelner Abschnitt
der gei ünschten Kapazität, dann ist lediglich erforderlich, ein solches Aufbauelement
mit' äußeren Anschlußvorrichtungen zu versehen. Dies ist in Abb. 3 gezeigt. Der
dielektrische Träger a mit den Belegungen b und c enthält in den jeweils
einseitig freien Randstellen je eine Nietverbindung g und h, welche gleichzeitig
eine äußere Anschlußvorrichtung i und k beispielsweise in Form einer Lötfahne auf
die Belegungen b und c aufpreßt und damit die gewünschte Verbindung schafft.
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Reicht nun die Kapazität eines einzigen Aufbauelements nicht aus und
würd: zur Erzielung der gewünschten Kapazität die Breite des Aufbauelements zu groß
werden, dann kann man auch mehrere solcher Aufbauelemente zu einem Kondensatorstapel
zusammenfassen. Bei der Schichtung ist es zweckmäßig, die einzelnen Aufbauelemente
so anzuordnen, daß jeweils die Belegungen spiegelbildlich unmittelbar aufeinanderliegen.
Bei zwei Aufbauelementen ist dann die Anbringung der äußeren Stromanschlußvorrichtungen
besonders einfach und eindeutig. Während auf der einen Seite die Stromanschlußvorrichtung
zwischen die beiden aufeinanderliegenden Belegungen eingeklemmt wird, wird die gegenpolige
Stromzuführung auf den einen, auf der äußeren Seite des Stapels liegenden Belag
aufgeklemmt', wogegen der auf der anderen Seite des Stapels frei liegende Belag
über die Nietverbindung zur äußeren Stromzufiihrung geführt wird. Ist es erforderlich,
mehr als zwei Aufbauelemente zu schichten, treten hinsichtlich der einwandfreien
Kontaktverbindung zwischen äußerer Stromzuführung bzw. Nietschaft und Belegung gewisse
Schwierigkeiten auf. Man kann diesen dadurch begegnen, daß man jeweils zwischen
zwei unmittelbar aufeinanderliegenden
Belegtulgen cillc äußere
Stromzuführung einfügt und die gleichpoligen Stromzuführungen dann außerhalb des
Stapels zusammenfaßt. Da dies wiederum ,einen Mehraufwand bedeutet und es sich im
übrigen im wesentlichen um Kondensatoren sehr kleiner Kapazitäten bis zu etwa 4oo
pF handelt, kann man jedoch üblicherweise mit zwei bis höchstens drei Aufbauelementen
auskommen. Bei drei Aufbauelementen sieht man dann eine Anordnung wie in Abb. 4
vor, bei welcher auf die Anwendung von jeweils zwei Stromzuführungen für jede Polarität
im Hinblick auf eine einfache Ausführung verzichtet ist, so daß die Verbindung zwischen
den außenliegenden Belegungen 1 und na über die Nietverbindung und den Nietschaft
zu den Stromführungen it und o erfolgen muß. Diese Ausführung stellt einen Kompromiß
dar zwischen der Anzahl der auftretenden Fehlermöglichkeiten und der größtmöglichen
Kapazität.
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Um nun den genauen Sollwert der Kapazität zu erreichen, ist ein Abgleich
des einzelnen Aufbauelements oder des Stapels erforderlich. Dieses Abgleichen kann
in jeder Richtung in sehr einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß man bei zu
großem Kapazitätswert mit Hilfe einer Schneidevorrichtung einen Randstreifen abschneidet,
wodurch die Kapazität verkleinert wird. Ist dagegen der erzielte Kapazitätswert
zu gering, dann kann dieser dadurch vergrößert werden, daß man die Belegungen zum
Teil auf den freien Randstreifen ausdehnt, indem man beispielsweise mit Hilfe eines
Pinsels leitenden Lack aufträgt. Die justiermöglichkeiten, die sich dadurch ergeben,
sind so groß, daß es selbst bei einem Stapel genügt, eine oder höchstens beide Deckplatten
in der dargestellten Weise zu behandeln.
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Nachdem die Kondensatoren in der beschriebenen Weise fertiggestellt
sind, empfiehlt es sich, sie beispielsweise durch Eintauchen in eine flüssige Masse
mit einem allseitigen Schutzüberzug zu versehen. Dieser Schutzüberzug kann aus Vergußmasse
oder Lack o. dgl. bestehen, er muß lediglich so gewählt sein, daß er auf den dielektrischen
Träger keine nachteiligen Wirkungen ausübt, was besonders bei Verwendung von Kunststoffolie
als Dielektrikum beachtet werden muß.