DE900723C - Kondensator mit duennen, bei einem Durchschlag an der Durchschlagstelle wegbrennenden Belegungen - Google Patents

Description

• Kondensator mit dünnen, bei einem Durchschlag an der Durchschlagstelle wegbrennenden Belegungen Es sind Kondensatoren bekanntgeworden, deren, bei einem Durchschlag an der Durchschlagstelle wegbrennende Belegungen als nichtselbständige, dünne Metallniederschläge auf Palystyrolfolien oder Polystyrolbänder aufgebracht, insbesondere im Vakuum aufgedampft worden sind. Mehrere solcher Polysrtyrolbänder sind zu einem Wickelkondensator vereinigt oder im Zickzack zu einem Faltkond@e@nsator gefaltet. Polystyrol eignet sich deswegen beßenders, als Unterlage für die Metallisie,rung und als Dielektrikum für Kondensatoren, weih es einen außerordentlich geringen Verlustfaktor hat.
• Es, hat sich aber gezeigt, daß bei diesen Kondensatoren die Leitfähigkeit einer nach einem Durchschlag ausgebrannten: Stelle verhältnismäßig hoch ist. Während beispielsweise bei Kondensatoren, deren Belegungen als dünne Metallniederschläge auf Papierbänder aufgebracht sind, durch den Durchschlagfunken die Metallbelegungen um die Durchschlagöffnung im Dielektrikum herum sehr sauber weggebrannt werden und im allgemeinen nur eine sehr geringe Restleitfähigkeit vom Belag durch die Durchschlagöffnung hindurch bestehen bleibt, kommt es bei Polystyrolkondensatören in der Regel zu Ausbrenmstellen, deren, Widerstand weniger als r o + 10 f beträgt. Über die ausgebrannte Durchschlagstelle fließt dann ein dauernder Kriechstrom, der zwar nicht mehr imstande ist, ein weiteres Ausbrennen bzw. eine Säuberung der bereits ausgebrannten Stellen zu verursachen, dagegen zu einer kräftigen Örtlichen Erhitzung führt. Infolge dieser örtlichen Erhitzung verändert sich das Polystyrol an der Durchschlagstelle, diie Leitfähigkeit steigt weiter an, und schließlich ergeben sich für eine solche schlecht ausgeheilte Stelle Leitwerte, die für den Betrieb des Kondensators nicht mehr zulässig sind. Sehr viele solche: Durchschlagstellen, deren Leitfähigkeit zu hoch ist, können auch die durch die Verlustarmut des Polystyrols bedingte verringerte Erwärmung des Kondensators wieder aufheben, so daß also gerade der von den Polystyrolko.ndens,atoren erwartete Vorteiil, nämlich ihre bessere Eignung für Wechselstrom, nicht ausgenutzt werden kann..
• Außer Polystyrol zeigen eine; Reihe anderer, wegen ihrer sonstigen. gutem, Eigenschaften, recht wohl als Dielektrikum verwendbare Kunststoffe ähnliche Erscheinungen,, beispielsweise T'riazetratfolien.
• Gemäß der Erfindung werden in, einem Kondensator, dessen. Belegungen. so dünn sind, daß sie bei einem Durchschlag an der Durchschlagstelle wegbrennen, und dessen. Dielektrikum aus einem Stoff besteht, der die 'Neigung hat, leitfähige: Au!sbrennstellen zu ergeben, mindestens im Bereich der metallisierten Flächen weitere Stoffe angeordnet, die beim Durchschlag Gase und nichtleitende, Rückstände bilden. Vorzugsweise wiir@d man, hierbei solche Stoffe verwenden, die selbst Nichtleiiter sind, und wird sie zwischen D.ielektrikum und aufmetallisi:erter Schicht etwa in der Weise anordnen, daß man das: Dielektrikum ein- oder beidseitig mit dem sich zersetzenden Stoff überzieht und auf diesen erst die Metallschicht niederschlägt. Es. ist nicht unbedingt erforderlich, daß eine Belegung auf beiden Seilten von einer solchen; Gase bildenden Schicht umgeben ist. Es genügt vielmehr für den Durchschlag im allgemeinen, wenn nur auf einer Seite der Belegung solche Stoffe vorhanden sind. Besser ist es allerdings., wenn sowohl die Metallschicht selbst gegen, das. siie tragende Dielektrikum durch eine solche Schicht gewissermaßen abgeschirmt ist als auch eine weitere gleichartige Schicht zwischen der Metallbelegung und der Rückseite des auf ihr aufliegenden nächsten Dielektrikumsbandes angeordnet ist. Anstatt die Stoffe als. Überzugs.schichten auf die dielektriischen Stoffe aufzubringen, kann man auch selbständige Folien aus Gase bildenden Stoffen einlegen, beisp:ie.ls.weise derart, daß man beim Wickeln eines Kondensators aus zwei metallisiertenDielektrikumsbändern als. Deckschicht für jede der Metallbelegungem eine derartige Folie aus Gase bildendem Stoff mit einwickelt.
• Als Stoffe, die sich für diesen. Zweck besonders eignen, haben sich zersetzliche Lacke erwiesen, die sich sowohl unm-itt:elbar auf das Dielektrikum als dünne Überzugsschicht auftragen als auch als selbständige Folien als. Deckschicht für die einzelnen Metallbelegungen in den Kondensator einlegen lassen. Insbesondere zeichnen sich Nitrolacke durch eine verhältnismäßig hohe Gasabgabe aus. Anderen Lacken kann, man besondere Stoffe beigeben, die die Zersetzlichkeit des. Lackes erhöhen und die im Durchschlag abgegebene Gasmenge vergrößern. Als solche zusätzlich dem Lack beigegebene gasbildende Stoffe eignen sich besonders die Karbonate oder Bikarbonate der Alkalimetalle, ebenso aber auch des Ammoniums und :des Magnesiums. Auch Metalloxyde, insbesondere - solche höherer Oxydationsstufen, ergeben gute Resultate, namentlich wenn sie sich wie das Magnesiumsuperoxyd leicht in Sauerstoff und eineniedrigere Oxydationsstufe aufspalten, die ein guter Isolator ist. Aus diesem Grund lassen sich auch Mangansuperoxyd und Zinkoxyd recht gut verwenden,. Endlich eist auch. die Verwendung von Magnesiumhydroxyd noch möglich, das sich im Durchschlag in das nichtleitende Magnesii:umoxyd und Wasser zersetzt. Das. entstehende Wasser oxydiert namentlich bei Kondensatoren mit Zinkbelag die an der Durchschlagstelle zurückbleibenden leitenden Metallreste und verwandelt sie in niithtleitende Metallverbindungen.
• Mit großer Wahrscheinlichkeit werden auch Stoffe, die in ausreichendem Maß unter dem Einfluß des. Durchschlagfunkens- ohne Zersetzung verdampfen und keine leitenden Niederschläge ergeben, sich als Zusatzstoffe eignen.
• In der Zeichnung siin.d einige A.usiführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kondensators dargestellt. Sämtliche: Abbildungen stellen. Ouerschniitte durch jeweils zwei metallisierte D'ielektrikumslag2n dar, deren Maßstab stark verzerrt ist. Insbesondere :sind die Dickenverhältnisse zwiechen den einzelnen im Querschnitt gezeichneten Schichten nicht maßstäblich.
• In Abb. i s,in.d i und :2, die beiden dielektriischen Lagen, denn jede auf einer Seke eiirre Schicht 3 und 4 aus s,ilch zersetzenden Stoffen trägt. Auf diese Schicht sind die beiden. Metallbelegungen 5 und 6 niedergeschlagen. Die beiden Schichtei 3 und 4 sind in der Darstellung der Abb,. i über dies ganze Breite der Dielektrikumsbänder aufgetragen, während die Metallschichten 5 und 6 auf je einer Seite einen Rand frei lassen. Es wäre ebensogut möglich, die Schichten 3 und 4 nur so breit zu machen wie die, darauf aufgebrachte Metallschicht.
• In. Abb. 2 sind die beiden dielektrische@n Lagen mit i i und 12 bezeichnet. Die dieilektrnsche Lage i i trägt auf dereinen,Seite die Schicht 13 aus sich zersetzenden Stoffen, auf der anderen Seiten die Metallschicht 15; die Dielelctrikumslage i2 trägt auf der einen Seite die Schicht 14 aus sich zersetzenden Stoffen, auf der anderen Seite die Metallschicht 16. Die einzelnen Lagen s !nd so aufeinandergelegt, daß jeweils eine Metallschicht auf eine Schicht aus sich zersetzenden Stoffen zu liegen kommt, wie z. B. die Metallschacht 16 auf d!ie Schlicht 13 aus. seich zersetzend'e,n Stoffen.
• In Abb. 3 sind die. beiden Dielektrikumslagein mit 21 und 22 Säe, sind auf beiden Seiten mit Schichten aus sich zersetzendem Stoff versehen:, die Dielektrikumslage 21 mit den Schichten 23 und 25, die Di;elektrikumslage 22 mit den Schichten 24 und 26. J@ewe@il@s auf eine Seite der so überzogenen Dielektrikumslagen ist eine Metallschicht aufgebracht, auf die Schicht 23 aus sich zersetzendem Stoff die Metallschicht 27 und auf die Schicht 24 aus sich zersetzendem Stoff die Metallschicht 28.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kondensator, dessen Belegungen so dünn sind, daß sie bei einem Durchschlag an der Durchschlagstelle wegbrennen, undi dessen Dielektrikum aus einem Stoff besteht, der die Neigung hat, leitfähige Ausbrenn@stellen zu ergeben, dadurch ge@kennzeli@chneti, daß maindesten:s, in dem Bereich der metallisierten Flächen ein weiterer Stoff vorhanden ist, der beim Durchschlag Gase und nichtleitende Rückstände bildet.
2. 2. Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekemnzei!chnet, daß dieser Stoff .selbst Nichtleiter isst.
3. 3. Kondensator nach Anspruclh i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff zwischen Dielektrikum und aufmetallisierter Schicht angeordnet ist. q.. Kondensator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff als dünne, nichtselbständige Schicht auf das Dielektrikum aufgetragen ist und, als Unterlage für die Metalltisierun.g dient. 5. Kondensator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Stoff als dünne, nichtselbständige Schicht auf die n@chtmetalli= stierte, mit der Metallsehichti in unmittelbarer Berührung stehende, Oberfläche der den metallisierten Dielektrikum benachbarten D,ilelektnikumsschicht aufgetragen ist. 6. Kondensator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff als selbständige, dünne Folie zwischen Metallisierung und benachbarte Dielektrikumsschücht ei!n gelegt ist. 7. Kondensator nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff aus, einem Lack besteht. B. Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein, durch Zusätze zersetzlith gemachter Lack verwendet ist. g. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze Karbonate oder Bikarbonate der Alkalimeta,lle oder des Ammoniums verwendet sii'nd. i o. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze Metalloxyde verwendet sind. i i. Kondensator nach Anspruch i a, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze höhere Oxyde solcher Metalle verwendet sind, deren niedrigere Oxydationsstufen Nichtleiter sind. 12. Kondensator nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz Magnesiumsuperoxyd verwendet ist. 13. Kondensator nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß alis@ Zusatz Magnesiumhydroxyd verwendet ist.