DE910191C - Elektrostatischer Kondensator mit biegsamer, poroeser Trennschicht - Google Patents

Description

• Elektrostatischer Kondensator mit biegsamer, poröser Trennschicht Die Erfindung betrifft einen statischen Kondensator, der mit einem porösen, mit Zusatzdielektrikum getränkten Dielektrikum versehen ist.
• Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die Herstellung solcher Kondensatoren zu vereinfachen und zu verbilligen und ,deren Brauchbarkeit zu erhöhen, letzteres beispielsweise hinsichtlich der Spannungen, welche für den Kondensator benutzt werden können, seiner Kapazität oder sonstigen Eigenschaften.
• Gemäß der Erfindung wird ein Faserstoff als Dielektrikum oder Zusatzdielektrikum verwendet, das im wesentlichen oder ausschließlich aus Glasfasern besteht. Es ist bekannt, daß man Glasfäden gewünschter Dünne herstellen: und diese in stärkere Fäden drehen kann, und aus solchen Fäden können Gespinste und Gewebe beliebiger Art hergestellt werden. Gemäß der Erfindung werden solche Gespinste oder Gewebe als Dielektrikum verwendet.
• An Stelle eines Gewebes kann aber auch ein filzartiger Stoff aus den Glasfasern hergestellt werden, also eine Art Papier, das .durch feuchtes oder trockenes Auswalzen von dünnsten Glasfasern erhalten wird. Gewünschtenfalls kann man zu den Gespinsten, Geweben oder dem Papier auch anderes, brennbares oder . unbrennbares Fasermaterial zumischen. Es ist klar, daß hierdurch meist die Dielektrizitätskonstante und elektrische Festigkeit des Stoffes erheblich herabgesetzt wird.
• Glasfäden in Anwendung gemäß der Erfindung haben den großen Vorteil, .daß sie beliebig dünn hergestellt und hierdurch beliebig biegsam gemacht werden können. Sie können in außerordentlichen Längen hergestellt werden, und das daraus hergestellte Gespinst oder Gewebe ist darum außerordentlich fest, und seine Porosität hängt im wesentlichen nur von der Dichte ab, zu welcher .das Gespinst gedreht und das Gewebe gewebt wird. Ein solches Material kann aber auch beliebig hohen Schmelzpunkt erhalten, dadurch, daß man den Glassatz, von dem man bei der Herstellung der Fäden ausgeht, entsprechend zusammensetzt. Es ist bekannt, daß man niedrig- und hochschmelzende Gläser zusammenstellen kann, solche von einem Schmelzpunkt von etwa goo° C bis zu einem Schmelzpunkt von 140o° C und darüber. Denselben Schmelzpunkt wird dann auch das Gespinst oder Gewebe besitzen, welches aus Fäden hergestellt wird, die von einem solchen Glassatz bzw. -schmelze herrühren.
• Die Stärke der Fäden kann beliebig gewählt werden, und von der Zahl der Fäden, die zusammengedreht werden; hängt wiederum die Stärke .des Gespinstes und des Gewebes ab, das schließlich daraus erhalten wird. So kann man äußerst dünne Dielektriken herstellen, die trotzdem alle Vorteile aufweisen, die dem Glas zukommen. Einmal wird die Dielektrizitätskonstante dementsprechend hoch sein und kann durch Zusätze z. B. von Titanoxy d, Zirkonoxyd und Magnesiumoxyd zu dem Glassatz beinahe beliebig hoch eingestellt werden. Die elektrische Festigkeit ist außerordentlich groß und übertrifft diejenige von anderen Faserstoffen ganz erheblich. Sie bleibt auch bestehen, wenn der elektrische Kondensator erhitzt wird, und es ist bekannt, daß die elektrische Festigkeit des Glases sich erst bei vielen Hundert Grad Celsius Erhitzung verringert. Sie hängt natürlich von dem Schmelzpunkt des Glases ab und wird mit dem Schmelzpunkt auch ihrerseits höher liegen.
• Gegenüber anderen Fasern und Fäden hat das Dielektrikum der Erfindung den weiteren Vorteil, daß es nicht brennt. Erfolgt also ein Durchschlag, so wird das Glas schmelzen, aber nicht verkohlen, und sobald der Durchschlag verschwunden ist, wird die schmelzflüssige Durchschlagstelle wieder erhärten und sich selbst schließen. In bekannten Fällen mit brennbaren Faserstoffen bleibt im Gegensatz hierzu eine leitende verkohlte Stelle zurück, die niemals ihre ursprünglichen isolierenden Eigenschaften wieder annimmt.
• Ein solches Gespinst oder Gewebe kann beliebig porös beim Weben und Spinnen hergestellt werden, so daß Poren erforderlicher Größe zur Aufnahme eines Zusatzdi.elektrikums, wie z. b. 01 oder anderer flüssiger oder zähflüssiger Kunststoffe mehr oder weniger hoher Dielektrizitätskonstante, elektrischer Festigkeit und Entflanimungspunktes, vorhanden sind.
• In allen diesen Fällen hat man außerdem noch den Vorteil, daß mit einer verhältnismäßig dünnen Isolation oder Trennschicht verhältnismäßig große dielektrische und Isolationswirkungen erzielt werden und somit der Raum, den ein solcher Kondensator einnimmt, erheblich herabgesetzt werden kann bei sonst gleichen .elektrischen Eigenschaften. Im übrigen wird aber die elektrische Festigkeit und Sicherheit dadurch, daß Verkohlungen ausgeschlossen und ein Selbstheilen durchgeschlagener Stellen eintritt, ganz außerordentlich erhöht.
• Hinzu kommt, daß ein solches Isoliermaterial überall aus heimischen Ausgangsstoffen in gewünschter Qualität hergestellt werden kann und darum Faserstoff anderer Herkunft für andere Zwecke übrig läßt.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Glassatz so gewählt werden kann, daß er von Flüssigkeiten oder Gasen, welche sich in seiner Umgebung entwickeln oder vorhanden sein mögen, chemisch nicht angegriffen wird. Ist Öl als Zusatzdielektrikum verwendet, so wird das Glas von dem 01 nicht angegriffen.
• Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keinerlei Verunreinigungen durch die Glasfäden in das Gerät hineingetragen werden. Sind die Glasfäden so zusammengesetzt, .daß sie durch das Öl, die umgebende Atmosphäre-, Dämpfe usw. nicht angegriffen werden, ,dann geben sie auch keine Verunreinigungen an diese Umgebung ab, weil sie selbst keine enthalten, sondern vielmehr homogene feste Lösungen darstellen. Anders ist dies bei üblichen Faserstoffen und bei Zellulose, die regelmäßig von ihrer Gewinnung und Verarbeitung her Reste oder Spuren von Chemikalien mitbringen, wie z. B. Chloride, Sulfide usw., die bei üblicher Behandlung und Reinigung nicht restlos entfernt werden konnten und darum während des Betriebes des Kondensators in der umgebenden Atmosphäre usw. aufgelöst werden oder damit reagieren und zu unerwünschten Erscheinungen Anlaß geben. Insbesondere reagieren solche Verunreinigungen auch mit einer dielektrischen Haut, z. B. Oxydhaut, wie diese als Dielektrikum auf Belegungen aus Aluminium, Tantal od. dgl. auch in elektrostatischen Kondensatoren vorgesehen ist, wodurch die Lebensdauer dieser Schaltelemente verkürzt wird.
• Beim elektrischen Kondensator können die Belegungen des Kondensatorkörpers durch eine oder mehrere Schichten aus Glasfaserstoff (Gewebe, Papier) gemäß der Erfindung getrennt sein, wobei diese Schichten untereinander gleicher oder verschiedener Stärke gleiche ,oder verschiedene Porosität besitzen und aus Glas gleicher oder verschiedener Art (Glassätzen) hergestellt werden können.
• Natürlich kann auch eine oder mehrere Trennschichten gemäß der Erfindung mit einer solchen bekannter Art kombiniert werden. Es ist aber auch möglich, eine Trennschicht als solche aus Glasfäden untereinander verschiedener Dicke und/oder aus verschiedenen Glassätzen herzustellen, also beispielsweise den Schuß aus dickeren Glasfäden und die Kette aus dünneren Glasfäden, und man kann auch ein in zwei oder mehreren Lagen liegendes Gewebe aus Glasfäden gleicher oder verschiedener Dicke und/oder Sorten herstellen. Man kann aber auch, wie eingangs erwähnt, unter Aufgabe des einen oder anderen Vorteils der Erfindung Glasfäden mit solchen aus anderem Material, wie z. B. Seide, Asbest, Baumwolle, in einem Gewebe oder Papier vereinigen, im ersten Fall beispielsweise wiederum den Schuß aus Seide und die Kette aus Glas machen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung in bezug auf den Kondensator besteht noch darin, daß man nicht nur größere Kapazität erzielen kann wegen des geringeren Abstandes, den man den Belegungen nunmehr geben kann in Rücksicht auf die hohe Isolationsfestigkeit und dielektrischen Eigenschaften des Glases, sondern daß man auch Zusatzdielektriken verwenden kann, deren Benutzung bisher deshalb ausgeschlossen war, weil sie gewöhnliches Faserstoffmaterial oder Zellulose im Laufe der Zeit angriffen.
• In bezug auf die anzuwendenden Gläser mag allgemein gesagt werden, daß diese in der Hauptsache aus einem oder mehreren Oxyden von Elementen der i., 2., 3., 4.., 5. und 6. Gruppe des Periodischen Systems, wie z. B. Kieselsäure, Tonerde, Natron, Kali, Kalk, Borsäure, Baryt, Magnesia, Zirkonoxyd, Titanoxyd, Silikate, Borate, Eisenoxyd, Strontiumoxyd, Lithiumoxyd, Zinkoxyd, Antimonoxyd, Berylliumoxyd, Thoriumoxyd, Ceriumoxyd, bestehen, denen Flußspat, Quarz, vorzugsweise in geringen Mengen bis zu .etwa 14°/a, beigemischt werden kann. Die Wahl der Silikate und sonstigen Oxyd- oder Oxydulzusätze hat entsprechend dem gewünschten Schmelzpunkt, der Zähigkeit, Festigkeit, Beständigkeit gegen besondere chemische Einflüsse zu erfolgen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Elektrostatischer Kondensator mit biegsamer, poröser Trennschicht, welche mit einem Zusatzdielektrikum, wie z. B. C51 oder einem flüssigen bzw. zähflüssigen Kunststoff, imprägniert ist, gekennzeichnet durch Verwendung eines Gespinstes oder Gewebes aus Fäden und/ oder Fasern aus Glas, welches einen gewünschten Schmelzpunkt und/oder eine gewünschte Dielektrizitätskonstante besitzt, insbesondere Magnesium, Zirkon, Titan und ähnliche Zusätze als solche oder in Oxydform, z. B. Silikatform, enthält.
2. 2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoff aus Fasern und/oder Fäden untereinander verschiedener Glasbeschaffenheit besteht.