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Elektrischer Kondensator Es sind elektrische Kondensatoren bekanntgeworden,
.die aus metall(isderten Dielektrikumsbändern bestehen, wobei die Metallisierung
so dünn ist, daß sie bei einem Durchschlag ,der dielektrischen Bänder an der Durchschlagsstelle
selbst oder um die Durchschlagsstelle herum wegbrennt, so daß dadurch der Kurzschlußstrom
unterbrochen wird und der Kondensator weiterhin betriebsfähig bleibt. Um diese dünnen
Kondensatorbel(egungen mit Stromanschlüssen versehen zu können, ist es ebenfalls
bekannt, jeweils wenigstens einen Rand der Dielektrikumsbänder derart um 2oog (18o°)
umzulegen, daß die Metallschicht nach außen zu liegen kommt, und die metallisierten
und mit diesen umgeklappten Rändern versehernen Dielektrikumsbänder zu einem Wickel
aufzuwickeln, auf dessen von den Umlegkanten der Ränder gebildete Stirnflächen eine,
dickere Metallschicht, z. B. durch Spritzen, aufgebracht werden kann, an die dann
die Anschlußdrähte angelötet werden.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an derartigen Kondensatoren
und besteht darin, daß die Metallisierung des Teils der Belegungen, der auf der
Stoßfuge zwischen den Dielektrikumsbändern der nächsten Lage aufliegt, so diel:
ausgeführt ist, daß sie unter dem Einfluß von Durchschlagfunken nicht wegbrennt.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch die Umliegung der Ränder eine verhältnismäßig
große Fläche der kapazitiven Ausnutzung verlorengeht, insofern, als man durch die
Rückführung .der umgelegten Randteile in den Kondensator hinein den Metallbelag
anderer
Polarität erst in einer :verhältnismäßig großen Tiefe beginnen
lassen kann, so daß auf beiden Seiten des Kondensators eine breite Zone für die
Ausnutzung als kapazitiv wirkende Fläche wegfällt.-Es wird dies an Hand der Abb.
i, die eine bekannte Ausführungsform darstellt, näher erläutert. In dieser Abbildung
stellt i ein Dielektrikumsband im Ouerschnitt in stark vergrößertem und ,verzerrtem
Maßstab dar, auf das die außerordentlich dünne Metallschicht :2 aufgebracht ist,
während 3 ein weiteres Dielektrikumsband mit der darauf aufgebrachten anderspoligen
Metallschicht 4 darstellt. Oberhalb des Dielektrikumsbandes 3 ist Glas nächstfolgende
Band 5 mit seiner Belegung 6 dargestellt, deren Polarität der von 2 entspricht Links'vorn
Band i erkennt man den umgelegten Rand einer weiteren Dielektri!kumsschicht 7 mit
Metallbelag 8, dessen Polarität der des @1vletallbelags 4 entspricht. Die Ränder
der Dnelektrikumsbänder sind auf je einer Seite um 2oog umgeklappt, und zwar derart,
daß die Metallschicht 2 auf der rechten ,Seite des von .den metallisierten Dielektrikumsbändern
gebildeten Kondensators nach außen zu _ liegen kommt, die Metallschicht 4 auf der
linken: Seite. Die Breite des umgeklappten Randes wird mit a bezeichnet. Da- das
Dielektrikumsband-i auf der rechten Seite bis zu seiner äußersten Schnittkante 9
metallisiert ist, wird auch die Belegung 2 wieder bis zu einer Tiefe d mit in den
Komdensatorkörper zurückgeführt, die in diesem Fall gleich der Umfaltbreite des
Bandes, also a ist. Um ferner im Kondensator eine genügende Sicherheit gegen Cberschläge
zwischen den beiden Belegungen zu haben, konnte die Belegung 4 nur bis auf einen
Abstand f an die Belegung 6 herangebracht werden, und da zwischen .den Endkantender
beiden Dielektrikumsbänder ein gewisser Abstand b aufrechterhalten werden mußte,
um einInzinanderlaufen.der Bänder bei ihrem seitlichen Verlaufen während des Wickelns
zu verhindern, so hat man bisher auch noch eine Breite e; die sich aus dem Schnittkantenabstand
b und der Breite f des metallfreiien Randes zusammensetzte, für die kapazitive Ausnutzung
verloren. Auf der linken Seite der dargestellten Kondensatoranordnung wiederholen
sich die Vorgänge in der gleichen Weise. Als effektive Kon= densatorbreite erhält
man so ,das Maß. c, das also gegeben ist als die Breite h des. -Gesamtkondensators
abzüglich der Breite der beiden umgelegten Ränder 2d und. abzüglich der beiden Sicherheitsabstände
zwischen den Endkanten der beiden Metallbelegungen n e c = h - z
(d -I- e).
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Versuche, die Breite des umgeklappten Randes geringer zu machen, d.
h. also das Maß a und damit auch das Maß d zu verringern, schlugen aus mechanischen
;Gründen fehl. Insbesondere dann, wenn noch sogenannte Beilaufpapiere, d. h. nichtmetallisierte
D.ielektrikumslagen, zwischen die Kondensatorbelegungen mit eingewickelt werden,
müß das Maß a sogar verhältnismäßig groß gewählt werden, damit .der umgelegte Rand.
des Papiers _sich' beim Wickeln -*nicht aufbiegt und dann reißt oder damit er sich
nicht nach dem Wickeln aus der Stirnfläche des Wickels herausblättert und dann das
Aufbringender Stromanschlußschicht auf die Stirnseite erheblich stört. Auf diese
Weise konnte also die Ii:apazitiv wirksame Breite .des Kondensators nicht vergrößert
werden. Ebensowenig konnte man den Sicherheitsabstand e zwischen .den Kanten der
bandenBelegungen kleiner machen, weil das Verlaufen der Papiere gegeneinander nicht
leicht vermieden werden kann und sich,die Papiere nicht übereinandersthieben sollen.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird nun aber eine höhere effektive
Kondensatorbreite erzielt. Es wird dies dadurch erreicht, daß man bewußt von der
Eigenschaft der dünnen Metallschichten - Gebrauch macht, wegzubrennen, und daß man
durch geeignete Wahl der Dicke der Metallschichten dafür-sorgt, daß die Belegungen
an den richtigen Stellen beseitigt werden. In Abb.2 ist dies näher dargestellt.
Die Ziffern i bis 8 bedeuten in Abb. 2 wieder das gleiche wie in Abb.li. .Ebenso
ist das Umlegmaß a und die Eindringtiefe d der Belegung 2 so groß gewählt wie .das
in Abb. i. Die M etalksierung des Dielektri'kumsbandes 3-.ist aber bis an die rechte
Endkante io des Bandes durchgerführt, und die Metallisierung,i des darüberliegenden
Bandes 5 ist an der Stelle, an der sie der Stoßfuge,i i zwischen Diell.ktrik.umsban.d
3 und dem umgeklappten Rand des Dielektrikumsbandes u gegenüberliegt, in der angedeuteten.
Wfeise derart verstärkt,. daß sie dort- bei einem Durchschlag nicht wegbrennt. Legt
man nun an die Belegungen 2 und 6 einerseits und die Belegungen 4 und 8 andererseits
eine Spannung, so kommt es zwischen der Belegung 4 und der Belegung 6 an der rechten
Endkante des Dielektri'cumsbandes 3 zu Überschlägen. Unter dem Einfluß der Überschlagsfunken
wird das rechte Ende der Belegung 4 so weit weggebrannt, daß weitere Überschläge
nicht mehr eintreffen können. Die Metailisierung 6 dagegen wird, da sie an der von
den Überschlägen betroffenen Stelle verstärkt ist, nicht weggebrannt werden.
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Die Verstärkung der Metallisierung an der genannten Stelle hat also
zwei Folgen: Einmal wird durch sie verhindert, daß :der links von der verstärkten
,Stelle liegende Teil der Metallisierungd vom stromzuführenden rechten Rand der
Metallisierung ,durch Wegbrennen abgetrennt wird (träte dies ein, so wäre der kapazitiv
wirksame Teil der Belegung 6 von seinem Anschlußrand abisoliert und .der Kondensator
damit unbrauchbar), zum anderen bewirkt sie, daß die Metalliisierung 4. an der rechten
Schnittkante des Dielektrikumsbande@s 3 nur in genau dem Maß ausgebrannt wird, wie
-es unbedingt erforderlich ist. Während man bisher Sicherheitszuschläge für den
Abstand der rechten Kante der Metallisierung 4 von der Metallisierung 6 machen mußte,
um auf alle Fälle Überschläge am Rand -zu verhüten, weil diese Überschläge ja auch
die Belegung 6 selbst in Mitleidenschaft gezogen hätten, ist dies durch die erfindungsgemäße
.Maßnahme
also überflüssig geworden. Infolgedessen ergibt sich eine wesentlich größere effektive
Breite c des Kondensators. Es empfiehlt sich, den, Kondensator vor Inbetriebnahme
durch Anlegen an eine höhere als die vorgesehene Betriebsspannung besonders auszubrennen,
so daß im Betrieb eine gewisse Sicherheit gegen zu häufig auftretende Überschläge
erzielt wird. Treten dennoch während des Betriebes einzelne Überschläge auf, so
werden sie ohne Störung des Betriebes ein weiteres örtliches Abbrennen der betroffenen.
dünnen Belegung.steile bewirken.
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Anstatt der nach Abb.2 ausgeführten Verstärkung der Metallisierungen
nur in unmittelbarer Nähe der Stoßfuge zwischen den beiden benachbarten Dielektrikumslagen
kann man die Belegungen auch so ausführen, wie es in Abb. 3 dargestellt ist. Auch
hier bedeuten die Ziffern wieder das gleiche wie in .den Abb. i und 2. Dagegen sind
die Belegung 6 und die Belegung 2 bei diesem Ausführungsbeispiel bis in die Mitte
des Kondensators, also bis in eine Tiefe von
so stark ausgeführt, :daß sie bei einem Durchschlag nicht wegbrennen, und andererseits
sind die Belegungen 4 und 8 von der anderen Seite ebenfalls bis in die Tiefe
also bis zur Mitte des Kondensators verstärkt ausgeführt. Links von der Mitte des
Kondensators sind die Belegungen 6 und 2, rechts von der Mitte die Belegungen 4
umd 8 ausbrennfähig. An jeder Stelle des Kondensators ist also immer eine Belegung
in der Lage, durch Abisolieren der Durchschlagsstelle den Kurzschlußstrom zu unterbrechen.
Praktisch muß die Ausführung so getroffen werden, daß die Metallisierung nicht genau
bis in die Mitte des Kondensators verstärkt ausgeführt wird, so daß durch das seitliche
Verlaufen der Bänder keine Zonen entstehen können, in denen zufällig zwei nicht
ausbrennfähige Belegungen einander gegenüberstehen.
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Statt der stufenweisen Abnahme der Metallisierungs.dieke der Dielektrikumsbänder
kann auch, wie in Abb. 4 angedeutet, eine kontinuierliche Abnahme vorgesehen werden.
Es ist hierbei nur darauf zu achten, daß die Dickenänderung derart ist, daß in.
der Tiefe
die Ausbrennfäh.igkeit jeweils wieder erreicht ist, während in der Tiefe a -I- h
die Belegung noch so dick sein muß, daß sie unter dem Einfluß des Durchschlagsfunkens
nicht wegbrennen kann. Bei beiden Ausführungen ergibt sich als weiterer Vorteil,
daß die Metallisierung an der Umlegkante mitverstärkt ist. An dieser ,Stelle liegt
die stirnseitige' Stromanschlußschicht auf; hier ist also die Strombelastung besonders
hoch und die Verstärkung erwünscht.
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Endlich ist in Abb. 5 noch eine weitere Ausführungsform desselben
Kondensators dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Metallisierung auf
der Seite des umgeklappten Randes nicht bis zur Schnittkante des Die'lektrikumsbandes
durchgeführt, sondern nur so weit an diese Schnittkante herangeführt, daß sie gerade
noch um die Uml@egkante herumreicht, und in :diesem Fall ist die Rückführungstiefe
d der Belegungen kleiner als die Breite des umgeklappten Randes a. Die Wirkungsweise
des erfindungsgemäßen Kondensators bleibt auch bei dieser Ausführung völlig die
gleiche.