DE893561C - Elektrischer Wickelkondensator mit gerecktem Kunststoffdielektrikum - Google Patents

Description

• Elektrischer Wickelkondensator mit gerecktem Kunststoffdielektrikum Bekanntlich haben in neuerer Zeit @elektrische Wickelkondensatoren mit ;gerecktem Kunststoffdielektrilcum große Bedeutung, insbesondere als Aufbanelem@ent in der Fernmeldetechnik erbalten. Die Kunststoffe an sich bieten hervorragendte dielektrische Werte, die mit natürlichen Stoffen nicht zu erreichen sind. Durch Ausnutzung des Entreckungseffektes der ;gereckten Kunststoffe wird weiterhin für ,eine hohe Beständigkeit der erzielten elektrischen Werte ,gesorgt.
• Es liegt nahte, bei ,derartigen dielektrischen Stoffen ebenfalls Metallauflagen als Belegungen an Stelle seIbstäind@ger Belegungsfolien anzubringen, um die durch dnesie Aufbauweise bedinIgten Vorteile, insbesondere höchste Kapazitätskonstanz, auszunutzen. Bei in dieser Weise aufgebauten Kondensatoren treten nun hinsichtlich der Stromzuführung zu den dünnen Selegungen die gleichen Schwierigkeiten auf, die ;auch sonst bei Kondensatoren mit Belegungen einzutreten pflegen. Man bedient sich im wesentlichen auch hier der gleichen bekannten Mittel, uni die Kontaktschwierigkeiten zu überwinden. Insbesondere benutzt man auf die Stirnseiten des Wickelkörpers aufgespritzte Metallschichten als Mittler zwischen der äußeren Stromzuführung und der emgentlichen Bielegungss,chicht.
• Grundsätzlich bestehen nun keinerlei Schwierigkeiten bei dem Aufbau von Kondensatonen der geschilderten Art, jedoch tritt infolge dereigenartigen Herstellungsweise solcher Kunststoffkondensatoren ein, nicht vorhersehbarer Nachteil ,auf, der die übliche Aufbau- und Herstellungsweise als nicht verwendbar erscheinen läßt. Wenn nämlich der fertiggestellte Rohwickelkörper, bei welchem aus den Stirnseiten die die Beleggungsschicht tragenden Isolierfolien herausragen, stirnseitig mit dein Kontaktmetall biesprützt ist, muß der Wickelkörper zurr Erzielung des gewünschten Entreckungsvarganges der dielektrischen Schichten einer Erwärmung bei bestimmten Temperaturen unterworfen werden. Diese Erwärmung, .die in Rücksicht .auf das verwendete Dielektrikum möglichst hoch angesetzt wird, um auch gleichzeitig einen schleifenfreien Temperaturgarig -der Kapazität zu erhalten, ruft bekanntlich eine den gegebenen Umständen -entsprechende Kontraktion der dielektrischen Zwischenlagen hervor, wobei nun, insbesondere, wenn; ges sich um Kondemsaborenkörpier mit taufmetallisierten Belegungen handelt, eine :unter Umständen erhebliche Deformation der Wickelstirnseite eintritt. Diesen erheblichen Deformationskräftten ist jedoch die aufgespritzte Kontaktmetallschlcht auf der Stirnseite bzw. ihre Haftfestigkeit .nicht gewachsen, so daß sie entweder zerrissen wird oder aber von der Unterlage abgelöst wird und mit der Belegungnicht mehr im Zusammenhang steht.
• Es liegt auf der Hand, aus diesem Grunde die Anweäsiung zu: geben, die Kontaktschicht erst nach der Wärmebehandlung der Ko:ndensatorenkörper aufzubringen, urn den vorbeschrvebenen untragbaren Nachteil zu vermeiden. Wie sich nun zeigte, ist auch in dieser Weise zunächst keine Lösung der bestehenden Schwierigkeiten ;gegeben, da infolge der Wäxrnebehandlung ;und der dadurch entstehenden Deformation der Wickelkörperstirnseite die Belagr,änder durch Zusammenschweißen der überstehenden. Isolierstoffwindungen verdeckt werden und für @däe :auflgespritzte Kuntaktschicht nicht mehr zugänglich sind. Änderungen in den Verfahrensschritten rund Änderungen in den angewendeten Maßnahmen führten nur dann zu einem Ergebnis, wenn die Tempertemperatur des Wickelkörpers geringer gehalten wurde, sio@ daß ein Verschweißen der überstehenden Windungen nicht erfolgen konnte. Dies isst ,aber gleichbedeutend mit deiner Hierabs.etzung der @elektrischen Qualität des Kondensators, da er nicht mehr die nötige Schleifenfreiheit des Tempiemturganges der Kapazität aufweist und auch sonst nicht mehr über die geforderte Kapazitä@§-konstand verfügt.
• Es bedurfte eingehender und langwieriger Untersuchungen, -um festzustellen, daß des vorerwähnte übliche Verfahren, nur bei Einhaltung bestimmter Vorschriften überhaupt in der Lage ist, zu brauchbaren Ergebnissen zu führen. Erfindungsgemäß kam man @die höchstzulässige Tempertemperatur =wenden rund damit die :günstigsten elektrischen Werte erzielen und trotzdem :eine einwandfreie, mit dem gesamten Belagran@d in Verbindung stehende Kontaktschicht auf die Stirnseite des Wickelkörpers aufbringen, wenn rain, wie @es -das Kennzeichen der Erfindung aussagt, den Abstand zwischen je zwei aus einer Wickelstirnseite herausragenden, mindestens stuf :einer Flächensehe mit :der Belegungs, schickt bedeckten Isioli!erstoffwindungen größer als die Dckenmunahme jedes der überstehenden Isolierstoffolienteile infolge .der E.ntreckung wählt.

  Durch die Entreckung schrumpfen bekanntlich

  die Isolüerstoffbänder je nach dem Längs- und

  QuerreckunIgsgrad, den sie besitzen, in der Längs-

  uni Querrichtung zusammen, wobei gleichzeitig die

  Stärke der IsiolieHolienn zunimmt. Dies ist auch der

  Grund dafür, weshalb durch dieses Verfahren in

  dem Wickelkörper eingpeschlossene Luftmengen durch

  das Kunb-tstoffdielektrikum ersetzt werden. Bei die-

  sem Schrumpfungsprozeß verkürzen sich auch die

  aus der Wickelstirnseite herausragiem-den Isolier-

  folnenteile, die nun, da sie nicht unmittelbar fest

  aWeinaxrderläegen, noch weiter -schrumpfen können

  als sie Folienteile im Wickelkörper, so @daß sein -der-

  art wärmebehandelter Kondensator an den Stirn-

  seiten mit sogenannben Einschnürungen versehen

  ist, ,wobei ialso an der Stelle, an welcher Foliien-

  ränder frei iaus dem Wickelkörper herausragen, der

  Durchmesser des Wickelkörpers .nahezu sprunghaft

  verkleinert ist. Infolge des geringeren Durchmessers

  des Wickelkörpers nimmt also der Abstand der frei

  stehenden Windungen voneir:ander ab. Auf den ein-

  zelnen Abstand zweier Windungen übertragen ist

  diese Entfernungsänderung jedoch .so ,gering, daß

  sie bei der vorliegenden Betrachtung außer Ansatz

  bleiben kann. Viel einschneidender dagegen ist die

  Verringerung dies zwischen- zwei Windungen be-

  stehenden Raurnes durch die Dickenzunahme des

  freien. Isolierfolienrandes, :der sowohl in der Länge

  als auch in seiner Breite verkürzt ist. Bemißt man

  den Abstand im Rohwickelkörper zwischen den über-

  stehenden Windungen so, wie es im Kennzeichen

  der Erfindung zum Ausdruck ,gebracht ist, daß

  dieser nämlich größer isst ,als die Dickenzunahme

  jeder Windung,, dann findet eine Berührung zwi-

  schen den frei stehenden Windungen nicht statt,

  und .ein Verkleben und damit ein Verschließen der

  Wickelstirrnsieite kann nicht eintreten, so daß das

  aufgespritzte Kontaktmetall vhne weiteres Zugang

  zu en auf mindestens einer Flächenseite ange-

  brachten. Belegungsschichten hat.

  Um -dien Erfindungsgegenstand noch näher zu er-

  1ii:utenn, sei rauf die Zeichnung verwiesen. In dieser

  ist ian Schnitt ein Teileiner Wicklung eines Kunst-

  foli:enkondensators im noch nicht entreckten Zu-

  stand wiedergegeben, a sind die Teilte einer mit B:e-

  1egtun;gsschicht b viarsehenen Isiollerstoffolie, die aus

  der einen Stirnseite eines Wickelkörpers heraus,

  ragen. Die Gegenbelegung ist mit c bezeichnet und

  auf die lektrischen Bändernd angebracht, die ent-

  sprechend auf der entgegengesetzten Stirnseite des

  Wickelkörpers herausragen. Der Abstand zwischen

  zwei nebeneinanderliegenden, frei stehenden Win-

  dungen, wie bei e :angedeutet, soll nun erfindungsl-

  gemäß größer sein als die durch die Entre@dkung

  hervorgerufene Dickenzunahmue der einzelnen über-

  stehenden Isolierstoffolien.

  Um einen Anhaltspunkt für die Praxis zu geben,

  sei erwähnt, daß bei Verwendung von gerecktem

  Polystyrol ,als @diel@ektrischem Aufbaustoff eines sol-

  ches Kondensators; welches bei ungefähr 9o° ver-

  schweißt und weswegen die Tempertemperatur der-

  artiger Wickelkörper zur Erzielung der notwendigen

  Schleifenfreiheit ebenfalls 9o° beträgt, der Ab-

  stand e ;mindestens io it betragen soll, um nach der En.treckung des Wickelkörpers eine einwandfreie Kan:tal,,tgabe mit den frei liegenden Belegungsteilen; b zu ,gewährleisten.
• Es hat sich weiterhin ;gezeigt, dra,ß es ratsam ist, den Überstand der aus der Stirnseite herausragen-den Isiolierstoffolve#nränder nicht zu klein zu wählen, weil sonst, wenn man beispielsweise nur -einen überstand von 2 mm wählt, wie @es an sich bei ;stirnseitig heraiusragenden Belegungsfolien üblich ist, eine weitere Schwierigkeit entstehen kann. Ist der herausragende Isolierfolienrand zu schmal, dann kann es :eintreten; daß er gerade nur die Einschnü,-rungsstel.le, d. h. den Sprung vom eigentlichen Wickeldiurchmesser zum verringerten Stirnsieitendurchmesser überbrückt und dabei mit dem benachbarten Rand in Berührung kommt und mit ihm verschweißt, sa daß eine Kontaktg ,abe zwischen Be,-l:egwngsschicht und :aufgespritzter Metallschidht wiederum nicht möglich ist. Die Praxis zeigte, daß es zweckm:.äßig ist, :einen Überstand der I,solierfolionränder von mindesteins 5 mm vorzusehen, weil dann die vorerwähnte Schwierigkeit nicht eintritt und eine sichere Kontaktgabe gewährleistet ist. Der überstand ist in der Zeichnung mit f bezeichnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Wickelkondensator, dessen Belegungen aus Metallisierungen der versetzt aufgewickelten ,gereckten dielektrischen Zwischenlagen ,aus polymerem Werkstoff bestehen, die durch .eine Wärmeeinwirkung, bei welcher frei aufeinanderliegende Kunststoffteile miteinander verkleben, @entreckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen je zwei aus einer Wickelstirnseite heraus,rgggenden, mindestens auf einer Flächenseite mit Belegungsschicht bedeckten Isoliersto:ffwindungen größer als ,die Dickenzunahme jedes der überstehemden Isolierfolienteile infolge der Entrekkung ist. z. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch i, :dadurch ;gekennzeichnet, daß bei Verwem,diung von gerecktem Polystyrol, welches bei einer Temperatur von ungefähr 9o° verschweißt, der Abstand zwischen zwei herausragenden Isolierstoffwindungen mindestens io,u ist. 3. Elektrischer Wickelko,nden.sator nach Anspruch i und a, dadurch ;gekennzeichnet, daß die Windungen mindestens 5 mm aus dem Wickelkörper herausragen.