EP2513927A1 - Folienkondensator - Google Patents

Folienkondensator

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Publication number
EP2513927A1
EP2513927A1 EP10795355A EP10795355A EP2513927A1 EP 2513927 A1 EP2513927 A1 EP 2513927A1 EP 10795355 A EP10795355 A EP 10795355A EP 10795355 A EP10795355 A EP 10795355A EP 2513927 A1 EP2513927 A1 EP 2513927A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capacitor
layer
edge edges
film
outer edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10795355A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Birkelbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43568118&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2513927(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2513927A1 publication Critical patent/EP2513927A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors

Definitions

  • the invention relates to a film capacitor according to the preamble of
  • Patent claim 1 and a method for producing a film capacitor according to claim 5.
  • Film capacitors are a commonly used capacitor type. In a film capacitor film layers are stacked or wound. In each case, a dielectric layer lies between two metal layers or metallized layers.
  • Plastic films One of the plastic films has two metal linings, which are separated by a metal-free strip of insulation.
  • the metal-free insulating strips may be sinusoidal or rectangular oscillating.
  • a disadvantage of such a wound capacitor is that locally large
  • the capacitor body consists of several layers of metal-coated films, which are alternately axially offset from each other. Similar is the structure of the layered film capacitor according to DE 10 2004 038 863 B3. In this way, the respective layers can be contacted at each end face, so that the layers are alternately electrically connected to the one or the opposite terminal.
  • Fig. 8A shows a cross section of such a capacitor.
  • Each layer 30 ' consists of a capacitor surface 5' and a dielectric layer 10 '. The dielectric 10 'and the capacitor surface 5' of a layer 30 'lie directly above one another in parallel.
  • each layer has the same width and is each slightly less wide than the dielectric 10' belonging to the respective layer.
  • Each ply 30 ' has a straight outer free strip 17' on the side at which no contact is to be made. Opposite the outer free strip 17 ', the capacitor surface 5' terminates with the dielectric 10 '.
  • a free strip is part of a layer comprising a dielectric, but on which no capacitor surface is arranged.
  • the overlying and underlying layer 30 ' which in turn consists of dielectric 10' and capacitor surface 5 ', each shifted about the center line 20', so that a peripheral edge of this layer 30 ', ie both a part of
  • Edge 6 'of the previous layer 30' and the subsequent layer 30 ' is also out.
  • the various layers 30 'of the film capacitor are shifted about the center line 20' to the left or to the right such that one of the marginal edges 6 'of a
  • Capacitor surface 5 'in each case over the peripheral edge 6' of the capacitor surface 5 'of the directly above and below layer 30' is also out.
  • the various capacitor surfaces 5 ' can be contacted on the front side, for example by a so-called Schoopier method.
  • Edge edges 6 'of each second layer 30' lie in a line one above the other.
  • Fig. 8B shows a top view of the uppermost layer 30 'of that shown in Fig. 8A
  • Capacitor structure You can see the left and right straight peripheral edge 6 'of the top layer 30'.
  • the uppermost layer 30 ' has a straight outer free strip 17' on the right side.
  • the uppermost layer and each subsequent subsequent layer 30 ' have the same structure.
  • Fig. 8C shows a sectional view of the second uppermost layer 30 'of the condenser assembly shown in Fig. 8A taken along the line VIII-VIII.
  • the second uppermost layer 30 ' has on the left side a straight outer free strip 17'.
  • the second uppermost layer 30 'and each subsequent subsequent layer 30' have the same structure.
  • 9A shows a plan view of a section of a further film capacitor, which is constructed as a series capacitor and comprises an inner free strip 15 '.
  • 9A shows a plan view of the film capacitor according to FIG. 9B along the line IXA-IXA.
  • 9B shows a cross section of the film capacitor according to FIG. 9A along the line IXB-IXB.
  • the layers 30 'comprising the inner free strip 15' are wider than the layers which do not include an inner free strip 15 '.
  • Inner skids include two outer skirts 17 '.
  • each ply projects laterally with an inner free strip 15 ', and each ply 30' with an inner free ply 15 'can thus be joined left and right with the various poles. This creates an internal series connection in the capacitor.
  • the inner free strip 15 ' which contains every second capacitor foil layer 30', lies in each case in the center around the center line 20 '. As a result, the inner free strips 15 'lie exactly above one another. Thus, not only as in the film capacitor of FIGS. 8A, 8B and 8C, the outer peripheral edges 6 'of each second capacitor surface are in line with each other, but also those formed by the inner free strip 15'
  • Inner edge edges 7 ' lie in a line one above the other.
  • the upper vertical arrows in Fig. 9B indicate at which points the inner edge edges 7 'of each second layer 30' are in line with each other.
  • the radial forces occur abruptly.
  • Virtually no radial forces occur in the part of the underlying layer extending beyond the marginal edge of the one layer, since no part of the one layer is located above this part of the underlying layer.
  • the radial force which occurs now increases abruptly or very rapidly from almost 0 to the corresponding position to the underlying layer. In the case of the film capacitor shown in FIGS. 9A and 9B, this also applies to the inner edge edges formed by the inner freeform strip.
  • the object is achieved by a film capacitor, as
  • Dielektrikum serving Isolierfolienabitese includes metallized on
  • An essential point of the invention is that the outer edge edges of adjacent capacitor surfaces are not in a line one above the other, but are shifted from one another to each other.
  • An advantage of this is that the radial forces occurring at the outer edge edges increase more slowly or
  • the length of the outer peripheral edge is lengthened by the oscillating curvature, as a result of which degradation of material, especially at high voltages and powers, is markedly reduced. As a result, the life of the film capacitor is significantly increased and the capacitance of the film capacitor decreases much less over time.
  • inner edge edges of the capacitor surfaces parallel to the respective capacitor surface are designed such that they oscillate around a center line in such a way that the inner edge edges lie one above the other displaced from position to position perpendicular to the center line.
  • the outer edge edges are preferably kink-free and wave-shaped, in particular sinusoidal or circular arc section, extending running. As a result, an even more uniform distribution of radial forces in the film capacitor layers is ensured.
  • a kink-free and wavy shape means that there are largely no places where increased field strengths occur. This further reduces the degradation of material.
  • the outer edge edges are designed to extend following a random function. As a result, the pressure and radial forces occurring are evenly distributed, since in a random function substantially no longer sections of the outer edge edges of different film layers overlap.
  • a film capacitor is produced by metallizing electrode surfaces as capacitor surfaces on insulating film sections serving as a dielectric, wherein (also the)
  • Isolierfolienabitese are wound or layered in a plurality of layers on top of each other such that the outer edge edges are superimposed layer by layer perpendicular to the center line on top of each other.
  • a film capacitor can be produced technically simple and cost-effective, which has a prolonged life and whose capacity decreases much slower over time.
  • this way can be technically simple and
  • a film capacitor can be produced in which at the
  • Radial forces occurring at the outer edge edges increase or decrease more slowly and be distributed more uniformly over the respectively underlying layer or layers.
  • Fig. 1A is a cross section of a film capacitor according to the invention.
  • Fig. 1B is a plan view of the uppermost layer of the one shown in Fig. 1A
  • Fig. 1C is a sectional view of the second uppermost layer of the film capacitor shown in Fig. 1A taken along the line IC-IC;
  • FIG. 2A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with an inner free strip
  • Fig. 2B is a plan view of the uppermost layer of the one shown in Fig. 2A
  • Fig. 2C is a sectional view of the second uppermost layer of the one shown in Fig. 2A
  • FIG. 3 shows a schematic view of the course of an inner free strip of a plurality of superimposed layers of a film capacitor according to the invention
  • FIG. 4 is a plan view of a film capacitor according to the invention with a
  • Inner free strip composed of circular arc sections
  • FIG. 5A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with three
  • Fig. 5B is a plan view of the uppermost layer of the one shown in Fig. 5A
  • Fig. 5C is a sectional view of the second uppermost layer of that shown in Fig. 5A
  • FIG. 6A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with three
  • Fig. 6B is a plan view of the uppermost layer of that shown in Fig. 6A
  • Fig. 6C is a sectional view of the second uppermost layer of that shown in Fig. 6A
  • 7A is a plan view of a film capacitor according to the invention with a zigzag-shaped inner free strip.
  • 7B is a plan view of a film capacitor according to the invention with a rectangular inner free strip.
  • FIG. 7C is a plan view of a film capacitor according to the invention with a
  • Inner free-wheel having a course corresponding to a random function
  • 8A is a cross-sectional view of a foil capacitor having two outer free strips according to the prior art
  • Fig. 8B is a plan view of the uppermost layer of that shown in Fig. 8A
  • Fig. 8C is a sectional view of the second uppermost layer of that shown in Fig. 8A
  • 9A is a plan view of a film capacitor with an inner strip according to the prior art.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the film capacitor of FIG. 9A taken along the line.
  • Fig. 1A shows a cross section of a film capacitor according to the invention.
  • Each layer 30 of the film capacitor consists of a capacitor surface 5 and a dielectric 10.
  • the dielectric 10 of each film layer 30 is of equal width.
  • Dielectrics 10 are alternately shifted from film layer to film layer by a fixed length about a center line 20.
  • the capacitor surfaces 5 have a different width in superimposed film layers 30.
  • the edge of the capacitor surface 5 of each film layer 30 terminates on one side with the respective outer peripheral edge 6 of the dielectric 10.
  • the width of the capacitor surface 5 of the respective film layer 30 is the deeper you go in the condenser initially penetrates less widely from film layer 30 to film layer 30 and then increases in width again (but at most as wide as the dielectric).
  • the capacitor area 5 may increase in width first and then decrease again.
  • the increasing or decreasing width of the condenser surface 5 roughly represents a sinusoidal course.
  • Fig. 1B shows a top view of the topmost layer of the one shown in Fig. 1A
  • Fig. 1C shows a sectional view of the second uppermost layer of the film capacitor shown in Fig. 1A taken along the line IC-IC.
  • Fig. 1C shows a sectional view of the second uppermost layer of the film capacitor shown in Fig. 1A taken along the line IC-IC.
  • Fig. IC shows the straight outer edge 6 of the second uppermost film layer 30 can be seen.
  • the sinusoidal outer free strip 17 of the second uppermost film layer 30 can be seen.
  • the second uppermost layer 30 and each subsequent subsequent layer 30 have the same structure. This also applies to all other embodiments of the film capacitor shown.
  • the width of the capacitor surface 5 at no point reaches the width of the film layer 30, i. the sinusoidally extending outer edge 6A does not touch the edge or the edge of the film layer 30 at any point (see FIG. 1B, IC).
  • the oscillating outer edge 6A of the capacitor surface 5 touches the edge or the edge of the film layer 30 at some points.
  • the oscillation of the outer edge edges 6A (and also the inner edge edges 7) is perpendicular to the center line 20 and parallel to the (respective) film layer 30th D.h. On the respective film layer 30, the distance of the outer edge 6A to the center line 20 changes in an oscillating manner.
  • FIG. 2A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with an inner free strip 15.
  • the inner free strip 15 runs sinusoidally around the Centerline 20 around.
  • Each second layer 30 comprises an inner free strip 15 and is wider than the layers 30 without inner free strip 15.
  • Inner freewheel have two sinusoidal outer freewheel 17, as the
  • Capacitor area 5 is less wide than the dielectric 10 of the layer.
  • the layers 30 are arranged centrally around the center line 20. Therefore, a part of each layer 30 with an inner free strip 15 on both sides. Each layer 30 with an inner free strip 15 can thus be connected in a simple manner left and right with the different poles. This creates a 2-fold internal series connection of interconnected single capacitors in the
  • Capacitor This increases the dielectric strength of the capacitor.
  • a capacitor with 2-fold internal series connection can be charged with twice the voltage per ⁇ film thickness compared to a capacitor without internal series connection.
  • the inner strip 15, which comprises every other film layer 30, is shifted from the film layer 30 to the film layer 30 with respect to the center line 15 to the right or left.
  • the peripheral edges 7 of the capacitor surfaces formed by the inner freeform strip 15 are therefore also displaced from layer 30 to layer 30 to the center line 20.
  • the edges 6A of the two outer free-wheels 17, which has every other layer 30 that does not include an inner liner, are also sinusoidal, i. the edges 6A have an increasingly greater or increasingly smaller distance to the center line 20.
  • Fig. 2B is a plan view of the uppermost layer of the one shown in Fig. 2A
  • Fig. 2C is a sectional view of the second uppermost layer of the one shown in Fig. 2A
  • the capacitor surface 5 is preferably made of a common metal and / or a common metal alloy. Various surface resistances and evaporation profiles (slope design) are conceivable.
  • the mean width of the inner free strip is preferably between 0.5 mm and 10 mm.
  • the wavelength of the sinusoidal profile of the marginal edges is preferably 3.0 mm to 15 mm and the amplitude is preferably 0.1 mm to 0.75 mm.
  • the outer peripheral edge of the capacitor surface preferably has a distance of 0.3 mm to 10 mm from the outer edge of the film layer.
  • Fig. 3 shows a schematic view of the course of an inner free strip of several superimposed layers of a film capacitor. There are shown three superimposed film layers 30 of the film capacitor, each with an inner free strip 15. The wave crests or troughs of the inner
  • Edge edges 7 of the capacitor surfaces 5 are shifted from film layer 30 to film layer 30 against each other. This shift can be considered one
  • FIG. 4 shows a plan view of a further embodiment of a film capacitor.
  • the film capacitor comprises an inner free strip 15.
  • the resulting inner peripheral edges 7 of the capacitor surfaces 5 run
  • FIG. 5A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with three inner free strips or two inner free strips and two outer free strips.
  • Fig. 5B shows a top view of the topmost layer of the film capacitor shown in Fig. 5A.
  • the topmost layer has three sinusoidal inner free strips 15 and none
  • Fig. 5C is a sectional view of the second uppermost layer of the film capacitor shown in Fig. 5A taken along the line VC-VC.
  • the second uppermost layer has two sinusoidal inner free strips 15 and two sinusoidal
  • the layers 30 with three inner free strips 15 are each wider than the layers with two inner free strips 15 and two outer free strips 17.
  • FIG. 6A shows a cross section of a film capacitor according to the invention with three inner free strips 15 and an outer free strip 17.
  • FIG. 6B shows a plan view of the uppermost layer 30 of the film capacitor shown in FIG. 6A.
  • the uppermost layer 30 has three sinusoidal inner free strips 15 and an outer free strip 17 on the right side.
  • Fig. 6C is a sectional view of the second uppermost layer of the film capacitor shown in Fig. 6A along the line VIC-VIC.
  • the second uppermost layer also has three sinusoidal inner freewheel 15 and an outer freewheel 17, but located on the left side.
  • the inner free strips 15 of the one layer 30 are located at locations which are offset from the positions of the inner free strips 15 of the other layer 30.
  • the various layers 30 are wound up slightly offset from each other.
  • the dielectric strength of the film capacitor is further increased.
  • the two different wound tapes of the capacitor which alternately form a layer 30, the same width and are wound with offset to each other.
  • FIGS. 7A, 7B and 7C show further possibilities of how an inner free strip 15 can run. Such forms are also conceivable for the one or the outer free strip.
  • FIG. 7A shows a profile of the inner liner 15 having a zig-zag shape about a centerline 20.
  • FIG. 7B shows a profile of the inner free-wheel strip 15, which has a rectangular profile with respect to the center line 20.
  • FIG. 7C shows a course of the inner free-wheeling strip 15, which has a course of the inner free-wheeling strip 15 about a centerline 20 corresponding to a random function.
  • Figs. 7A, 7B, 7C show examples of the oscillating shape of the inner edge edges 7.
  • the outer edge edges 6A may have any of these oscillating shapes shown. Ie. the outer edge edges 6A may have a triangular or rectangular oscillating shape. Also a sawtooth-shaped oscillating running form or an irregularly oscillating running shape
  • the oscillating outer edge edges 6A do not have the same shape over the entire length of a film layer 30.
  • the oscillating outer peripheral edge 6A may have a sinusoidally oscillating shape in a first region and a rectangular oscillating shape over a second region that is not identical to the first region. It is also conceivable that the oscillating
  • Outer edge 6A has a continuous sinusoidal oscillating shape, wherein the amplitude of the sine wave of the mold along the film layer increases or decreases.
  • both outer edge edges 6A of the capacitor surface 5 are shaped to oscillate, they are designed to oscillate differently, that is to say in the case of a film layer 30.
  • one of the outer edge edges 6A is formed, for example, sinusoidally oscillating, while the other opposite outer edge 6A of the same film layer 30 is designed to be rectangular oscillating.
  • Outer edge edges 6A of a film layer 30 have the same shape of the oscillation, but this is shifted from each other. For example, at a

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

Es wird ein Folienkondensator, umfassend als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte, die aufmetallisierte Elektrodenflächen als Kondensatorflächen (5) tragen und zur Bildung von einem oder mehreren Kondensatoren in eine Vielzahl von Lagen aufeinander geschichtet oder aufeinander gewickelt sind, aufgezeigt, wobei Außenrandkanten (6A) der Kondensatorflächen (5) übereinander liegen, und wobei die Außenrandkanten (6A) parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche (5) um eine Mittellinie (20) derart oszillierend geformt verlaufend ausgebildet sind, dass die Außenrandkanten (6A) von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie (20) verschoben übereinander liegen.

Description

Folienkondensator
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Folienkondensator nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators nach Patentanspruch 5.
Folienkondensatoren sind eine häufig eingesetzte Kondensatorbauart. Bei einem Folienkondensator werden Folienlagen übereinander geschichtet bzw. gewickelt. Hierbei liegt jeweils zwischen zwei Metallschichten bzw. metallisierten Schichten eine Dielektrikumsschicht.
Bei einem Schichten bzw. Aufwickeln der Kondensatorfolien sowie auch bei dem fertig geschichteten bzw. gewickelten Kondensator treten Kräfte (bei einem gewickelten Kondensator insbesondere Radialkräfte), auf, die auf die verschiedenen Lagen des Kondensators wirken.
Die DE 43 04 692 AI beschreibt einen Wickelkondensator mit einer inneren Reihenscha ltung mit zwei ü bereinanderl iegenden metal lisierten
Ku nststofffilmen . Einer der Kunststofffil me weist zwei Metal lbeläge auf, d ie d urch einen metal lfreien Isol ierstreifen voneina nder getrennt sind . Der metal lfreie Isol ierstreifen ka nn sinusförmig oder rechteckig oszil lierend verlaufen . Nachteilig an solch einem Wickelkondensator ist, dass lokal große
Unterschiede an Druck- bzw. Radialkräften in den jeweiligen Folienkondensatorlagen auftreten, insbesondere am Außenrand, aber auch im inneren Bereich bei rechteckig oszillierendem Verlauf. Diese sehr ungleichmäßig auftretenden mechanischen Kräfte verringern die Lebensdauer des Folienkondensators und führen zu einer Abnahme der Kapazität des Folienkondensators über die Zeit.
Aus der DE 8 532 832 Ul ist ein gewickelter Folienkondensator bekannt, dessen Kondensatorkörper aus mehreren Lagen aus metallbedampften Folien besteht, die abwechselnd axial gegeneinander versetzt sind. Ähnlich ist der Aufbau des geschichteten Folienkondensators nach der DE 10 2004 038 863 B3. Auf diese Weise können die jeweiligen Lagen an jedem Stirnende kontaktiert werden, so dass die Lagen abwechselnd mit dem einen bzw. dem gegenüberliegenden Anschluss elektrisch verbunden sind. Fig. 8A zeigt einen Querschnitt eines solchen Kondensators. Jede Lage 30' besteht aus einer Kondensatorfläche 5' und einer Dielektrikumsschicht 10'. Das Dielektrikum 10' und die Kondensatorfläche 5' einer Lage 30' liegen parallel direkt übereinander. Die Kondensatorfläche 5' jeder Schicht ist gleich breit und jeweils etwas weniger breit als das zu der jeweiligen Schicht gehörende Dielektrikum 10'. Jede Lage 30' weist jeweils einen geraden Außenfreistreifen 17' auf der Seite auf, an der kein Kontakt hergestellt werden soll. Gegenüber dem Außenfreistreifen 17' schließt die Kondensatorfläche 5' mit dem Dielektrikum 10' ab. Ein Freistreifen ist Teil einer Lage, der ein Dielektrikum umfasst, auf dem jedoch keine Kondensatorfläche angeordnet ist. Die darüber- und darunterliegende Lage 30', die wiederum aus Dielektrikum 10' und Kondensatorfläche 5' besteht, ist jeweils um die Mittellinie 20' verschoben, so dass eine Randkante dieser Lage 30', d.h. sowohl ein Teil der
Kondensatorfläche 5' als auch ein Teil der Dielektrikumsschicht 10', über die
Randkante 6' der vorhergehenden Lage 30' und der nachfolgenden Lage 30' hinaus steht.
Die verschiedenen Lagen 30' des Folienkondensators sind um die Mittellinie 20' derart nach links bzw. rechts verschoben, dass eine der Randkanten 6' einer
Kondensatorfläche 5' jeweils über die Randkante 6' der Kondensatorfläche 5' der direkt darüber und darunterliegenden Lage 30' hinaus steht. Dadurch können die verschiedenen Kondensatorflächen 5' stirnseitig kontaktiert werden, beispielsweise durch ein so genanntes Schoopier-Verfahren.
Die oberen senkrechten Pfeile in Fig. 8A zeigen an, an welchen Stellen die
Randkanten 6' jeder zweiten Lage 30' in einer Linie übereinander liegen.
Fig. 8B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage 30' des in Fig. 8A gezeigten
Kondensatoraufbaus. Zu sehen ist die linke und die rechte gerade Randkante 6' der obersten Lage 30'. Die oberste Lage 30' weist auf der rechten Seiten einen geraden Außenfreistreifen 17' auf. Die oberste Lage und jede übernächste darauf folgende Lage 30' haben den gleichen Aufbau.
Fig. 8C zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage 30' des in Fig. 8A gezeigten Kondensatoraufbaus entlang der Linie VIII-VIII. Die zweitoberste Lage 30' weist auf den linken Seite einen geraden Außenfreistreifen 17' auf. Die zweitoberste Lage 30' und jede übernächste darauf folgende Lage 30' haben den gleichen Aufbau. Fig. 9A zeigt eine Aufsicht eines Ausschnitts eines weiteren Folienkondensators, der als Serienkondensator aufgebaut ist und einen Innenfreistreifen 15' umfasst. Fig. 9A zeigt eine Aufsicht des Folienkondensators gemäß Fig. 9B entlang der Linie IXA-IXA. Fig. 9B zeigt einen Querschnitt des Folienkondensators gemäß Fig. 9A entlang der Linie IXB-IXB. Die Lagen 30', die den Innenfreistreifen 15' umfassen, sind breiter als die Lagen, die keinen Innenfreistreifen 15' umfassen. Die Lagen 30' ohne
Innenfreistreifen umfassen zwei Außenfreistreifen 17'. Jede Lage 30', die jeweils aus der Kondensatorfläche 5' und dem Dielektrikum 10' besteht, ist mittig um die
Mittellinie 20' angeordnet. Daher steht ein Teil jeder Lage mit einem Innenfreistreifen 15' seitlich über und jede Lage 30' mit einem Innenfreistreifen 15' kann somit links und rechts mit den verschiedenen Polen verbunden werden. Auf diese Weise entsteht eine interne Serienschaltung im Kondensator.
Der Innenfreistreifen 15', den jede zweite Kondensatorfolienlage 30' beinhaltet, liegt jeweils mittig um die Mittellinie 20'. Dadurch liegen die Innenfreistreifen 15' genau übereinander. Somit liegen nicht nur wie beim Folienkondensator der Fig. 8A, 8B und 8C die äußeren Randkanten 6' jeder zweiten Kondensatorfläche in einer Linie übereinander, sondern auch die durch den Innenfreistreifen 15' gebildeten
Innenrandkanten 7' liegen in einer Linie übereinander. Die oberen senkrechten Pfeile in Fig. 9B zeigen an, an welchen Stellen die Innenrandkanten 7' jeder zweiten Lage 30' in einer Linie übereinander liegen.
Nachteilig an solch einem Aufbau eines Folienkondensators ist, dass auftretende Druck- bzw. Radialkräfte in den jeweiligen Folienkondensatorlagen sehr
ungleichmäßig auftreten. An den jeweiligen Randkanten der Lagen führen auftretende Radialkräfte dazu, dass in der jeweils darunterliegenden Lage bzw. in den
darunterliegenden Lagen, die über die jeweilige Randkante hinaus steht bzw. stehen, die Radialkräfte abrupt auftreten. In dem jeweils über die Randkante der einen Lage hinaus stehenden Teil der darunterliegenden Lage treten praktisch keine Radialkräfte auf, da sich kein Teil der einen Lage oberhalb dieses Teils der darunterliegenden Lage befindet. An der Kante der einen Lage steigt nun die auftretende Radialkraft auf die darunterliegende Lage abrupt bzw. sehr schnell von nahezu 0 auf den entsprechenden Wert an. Beim in Fig. 9A und 9B gezeigten Folienkondensator trifft dies auch für die durch den Innenfreistreifen gebildeten Innenrandkanten zu. Diese sehr ungleichmäßig auftretenden Kräfte verringern die Lebensdauer des Folienkondensators und führen zu einer Abnahme der Kapazität des Folienkondensators über die Zeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Folienkondensator aufzuzeigen, der eine längere Lebensdauer aufweist und eine deutlich verbesserte Kapazitätsstabilität über die Zeit bietet.
Diese Aufgabe wird durch einen Folienkondensator nach Anspruch 1 und ein
Verfahren nach Anspruch 5 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Folienkondensator gelöst, der als
Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte umfasst, die aufmetallisierte
Elektrodenflächen als Kondensatorflächen tragen und zur Bildung von einem oder mehreren Kondensatoren in eine Vielzahl von Lagen aufeinander geschichtet oder aufeinander gewickelt sind, wobei Außenrandkanten der Kondensatorflächen übereinander liegen, und wobei die Außenrandkanten parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche um eine Mittellinie derart oszillierend geformt verlaufend ausgebildet sind, dass die Außenrandkanten von Lage zu Lage senkrecht zur
Mittellinie verschoben übereinander liegen.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung besteht darin, dass die Außenrandkanten von benachbarten Kondensatorflächen nicht in einer Linie übereinander liegen, sondern von Lage zu Lage gegeneinander verschoben sind. Ein Vorteil hiervon ist, dass die auftretenden Radialkräfte an den Außenrandkanten langsamer ansteigen bzw.
absinken und gleichmäßiger über die jeweils darunterliegende Lage bzw. Lagen verteilt werden. Zudem verlängert sich durch die oszillierende Krümmung die Länge der Außenrandkante, wodurch ein Abbau von Material, insbesondere bei hohen Spannungen und Leistungen, deutlich verringert wird. Dies führt dazu, dass die Lebensdauer des Folienkondensators deutlich verlängert wird und Kapazität des Folienkondensators über die Zeit wesentlich weniger abnimmt.
In einer Ausführungsform sind Innenrandkanten der Kondensatorflächen parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche um eine Mittellinie derart oszillierend geformt verlaufend ausgebildet, dass die Innenrandkanten von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie verschoben übereinander liegen. Ein Vorteil hiervon ist, dass die
auftretenden Radialkräfte an den Innenrandkanten langsamer ansteigen bzw.
absinken und gleichmäßiger über die jeweils darunterliegende Lage bzw. Lagen verteilt werden. Zudem verlängert sich durch die oszillierende Krümmung die Länge der Innenrandkante, wodurch ein Abbau von Material, insbesondere bei hohen Spannungen und Leistungen, deutlich verringert wird. Dies führt dazu, dass die Lebensdauer des Folienkondensators weiter verlängert wird und Kapazität des Folienkondensators über die Zeit noch weniger abnimmt. Die Außenrandkanten sind vorzugsweise knickfrei und wellenförmig, insbesondere sinus- oder kreisbogenabschnittsförmig, verlaufend ausgebildet. Hierdurch wird eine noch gleichmäßigere Verteilung von Radialkräften in den Folienkondensatorlagen sichergestellt. Zudem führt eine knickfreie und wellenförmige Form dazu, dass weitgehend keine Stellen vorhanden sind, an denen erhöhte Feldstärken auftreten. Dadurch wird der Abbau von Material weiter verringert.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Außenrandkanten einer Zufallsfunktion folgend verlaufend ausgebildet. Hierdurch werden die auftretenden Druck- und Radialkräfte noch gleichmäßiger verteilt, da bei einer Zufallsfunktion im Wesentlichen keine längeren Abschnitte der Außenrandkanten verschiedener Folienlagen sich überdecken.
Verfahrensmäßig wird die Erfindung auch dadurch gelöst, dass ein Folienkondensator hergestellt wird, indem Elektrodenflächen als Kondensatorflächen auf als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte aufmetallisiert werden, wobei (auch die)
Außenrandkanten der Kondensatorflächen parallel zu der jeweiligen
Kondensatorfläche oszillierend um eine Mittellinie geformt verlaufen, und
Isolierfolienabschnitte in eine Vielzahl von Lagen übereinander derart aufgewickelt oder geschichtet werden, dass die Außenrandkanten von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie verschoben übereinander liegen. Auf dieser Art und Weise kann technisch einfach und kostengünstig ein Folienkondensator hergestellt werden, der eine verlängerte Lebensdauer aufweist und dessen Kapazität über die Zeit wesentlich langsamer abnimmt. Zudem kann auf diese Weise technisch einfach und
kostengünstig ein Folienkondensator hergestellt werden, bei dem an dessen
Außenrandkanten auftretende Radialkräfte langsamer ansteigen bzw. absinken und gleichmäßiger über die jeweils darunterliegende Lage bzw. Lagen verteilt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensators;
Fig. 1B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 1A gezeigten
Folienkondensators; Fig. IC eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 1A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IC-IC;
Fig. 2A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen;
Fig. 2B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 2A gezeigten
Folienkondensators;
Fig. 2C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 2A gezeigten
Folienkondensators entlang der Linie IIC-IIC;
Fig. 3 eine schematisierte Ansicht des Verlaufs eines Innenfreistreifens von mehreren aufeinanderliegenden Lagen eines erfindungsgemäßen Folienkondensators;
Fig. 4 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem
Innenfreistreifen, der aus Kreisbogenabschnitten zusammengesetzt ist;
Fig. 5A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei
Innenfreistreifen bzw. zwei Innenfreistreifen;
Fig. 5B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 5A gezeigten
Folienkondensators;
Fig. 5C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 5A gezeigten
Folienkondensators entlang der Linie VC-VC;
Fig. 6A einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei
Innenfreistreifen und einem Außenfreistreifen;
Fig. 6B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 6A gezeigten
Folienkondensators;
Fig. 6C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 6A gezeigten
Folienkondensators entlang der Linie VIC-VIC;
Fig. 7A eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem zick-zack-förmigen Innenfreistreifen; Fig. 7B eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem rechteckförmigen Innenfreistreifen;
Fig. 7C eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem
Innenfreistreifen, der einen Verlauf entsprechend einer Zufallsfunktion aufweist;
Fig. 8A einen Querschnitt eines Folienkondensators mit zwei Außenfreistreifen gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 8B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 8A gezeigten
Folienkondensators;
Fig. 8C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 8A gezeigten
Folienkondensators entlang der Linie VIIIC-VIIIC;
Fig. 9A eine Aufsicht auf einen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 9B einen Querschnitt des Folienkondensators aus Fig. 9A entlang der Linie
ΓΧΒ-ΓΧΒ.
Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensators. Jede Lage 30 des Folienkondensators besteht aus einer Kondensatorfläche 5 und einem Dielektrikum 10. Das Dielektrikum 10 jeder Folienlage 30 ist gleichbreit. Die
Dielektrika 10 sind von Folienlage zu Folienlage alternierend um eine feste Länge um eine Mittellinie 20 verschoben.
Die Kondensatorflächen 5 weisen in aufeinanderliegenden Folienlagen 30 eine unterschiedliche Breite auf. Die Kante der Kondensatorfläche 5 jeder Folienlage 30 schließt auf einer Seite mit der jeweiligen äußeren Randkante 6 des Dielektrikums 10 ab. Auf diese Weise können durch Anbringen einer leitenden Lage auf der linken bzw. rechten Seite die jeweils alternierenden Folienlagen 30 elektrisch mit dem jeweiligen Kontakt verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch Schoopieren passieren. Die Breite der Kondensatorfläche 5 der jeweiligen Folienlage 30 wird je tiefer man in den Kondensator vordringt von Folienlage 30 zu Folienlage 30 zuerst weniger breit und nimmt dann an Breite wieder zu (maximal jedoch so breit wie das Dielektrikum). Die Kondensatorfläche 5 kann an Breite auch zuerst zunehmen und dann wieder abnehmen. Die zu- bzw. abnehmende Breite der Kondensatorfläche 5 stellt grob einen sinusförmigen Verlauf dar. Dadurch steigt der radiale Druck, der beim Aufwickeln bzw. Schichten durch die darüber liegenden Folienlagen 30 entsteht, auf die verschiedenen Folienlagen 30 nicht jeweils an in einer Linien übereinanderliegenden Stellen abrupt an, sondern der radiale Druck tritt durch die verschiedenen
Kondensatorflächenbreiten an Stellen auf, die nicht in einer Linie übereinander liegen.
Fig. 1B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 1A gezeigten
Folienkondensators. Links in Fig. 1B ist die gerade äußere Randkante 6 der obersten Folienlage 30 zu sehen. Rechts in Fig. 1B ist der sinusförmig verlaufende
Außenfreistreifen 17 der obersten Folienlage 30 zu sehen. Die oberste Lage und jede übernächste darauf folgende Lage haben den gleichen Aufbau. Dies gilt auch für alle anderen gezeigten Ausführungsformen des Folienkondensators.
Fig. IC zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 1A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie IC-IC. Rechts in Fig. IC ist die gerade äußere Randkante 6 der zweitobersten Folienlage 30 zu sehen. Links in Fig. IC ist der sinusförmige Außenfreistreifen 17 der zweitobersten Folienlage 30 zu sehen. Die zweitoberste Lage 30 und jede übernächste darauf folgende Lage 30 haben den gleichen Aufbau. Dies gilt auch für alle anderen gezeigten Ausführungsformen des Folienkondensators.
Vorzugsweise erreicht die Breite der Kondensatorfläche 5 an keiner Stelle die Breite der Folienlage 30, d.h. die sinusförmig verlaufende Außenrandkante 6A berührt an keiner Stelle den Rand bzw. die Kante der Folienlage 30 (siehe Fig. 1B, IC).
Vorstellbar ist jedoch auch, dass die oszillierend verlaufende Außenrandkante 6A der Kondensatorfläche 5 den Rand bzw. die Kante der Folienlage 30 an einigen Stellen berührt.
Die Oszillation der Außenrandkanten 6A (und auch der Innenrandkanten 7) verläuft senkrecht zur Mittellinie 20 und parallel zur (jeweiligen) Folienlage 30. D.h. auf der jeweiligen Folienlage 30 ändert sich oszillierend der Abstand der Außenrandkante 6A zur Mittellinie 20.
Fig. 2A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit einem Innenfreistreifen 15. Der Innenfreistreifen 15 verläuft sinusförmig um die Mittellinie 20 herum. Jede zweite Lage 30 umfasst einen Innenfreistreifen 15 und ist breiter als die Lagen 30 ohne Innenfreistreifen 15. Die Lagen 30 ohne
Innenfreistreifen weisen zwei sinusförmige Außenfreistreifen 17 auf, da die
Kondensatorfläche 5 weniger breit als das Dielektrikum 10 der Lage ist. Die Lagen 30 sind mittig um die Mittellinie 20 angeordnet. Daher steht auf beiden Seiten jeweils ein Teil jeder Lage 30 mit einem Innenfreistreifen 15 über. Jede Lage 30 mit einem Innenfreistreifen 15 kann somit auf einfache Art und Weise links und rechts mit den verschiedenen Polen verbunden werden. Auf diese Weise entsteht eine 2-fache interne Serienschaltung von miteinander verbundenen Einzelkondensatoren im
Kondensator. Dadurch wird die Spannungsfestigkeit des Kondensators erhöht. Ein Kondensator mit 2-facher interner Serienschaltung kann mit doppelter Spannung pro μιτι Foliendicke belastet werden im Vergleich zu einem Kondensator ohne interne Serienschaltung.
Der Innenstreifen 15, den jede zweite Folienlage 30 umfasst, ist von Folienlage 30 zu Folienlage 30 bezüglich der Mittellinie 15 nach rechts bzw. links verschoben. Die durch den Innenfreistreifen 15 gebildeten Randkanten 7 der Kondensatorflächen sind daher ebenfalls von Lage 30 zu Lage 30 zu der Mittellinie 20 verschoben. Die inneren Randkanten 7 der Kondensatorflächen 5 der verschiedenen Folienlagen 30, die durch den Innenfreistreifen 15 gebildet werden, verlaufen sinusförmig. D.h. der Mittelpunkt des Innenfreistreifens 15 hat eine zunehmend größere bzw. zunehmend kleinere Distanz zu der Mittellinie 20. Die Kanten 6A der beiden Außenfreistreifen 17, die jede zweite Lage 30 aufweist, die keinen Innenfreistreifen umfasst, verlaufen ebenfalls sinusförmig, d.h. die Kanten 6A haben eine zunehmend größere bzw. zunehmend kleinere Distanz zu der Mittellinie 20.
Dadurch wirken auftretende Radialkräfte in den unterschiedlichen Folienlagen 30 nicht an Stellen, die in einer Linie übereinander liegen, sondern die Stellen, an denen die Radialkräfte auftreten, sind zueinander verschoben.
Fig. 2B eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 2A gezeigten
Folienkondensators. In der Mitte der Fig. 2B ist der sinusförmige Innenfreistreifen 15 zu sehen.
Fig. 2C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 2A gezeigten
Folienkondensators entlang der Linie IIC-IIC. Links und rechts in Fig. 2C sind die beiden sinusförmigen Außenfreistreifen 17 zu sehen. Die Kondensatorfläche 5 besteht vorzugsweise aus einem gebräuchlichen Metall und/oder einer gebräuchlichen Metalllegierung. Verschiedenste Flächenwiderstände und Bedampfungsprofile (Slope-Design) sind vorstellbar.
Die mittlere Breite des Innenfreistreifens beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 10 mm. Die Wellenlänge des sinusförmigen Verlaufs der Randkanten beträgt vorzugsweise 3,0 mm bis 15 mm und die Amplitude beträgt vorzugsweise 0,1 mm bis 0,75 mm. Die äußere Randkante der Kondensatorfläche weist vorzugsweise einen Abstand von 0,3 mm bis 10 mm zu der Außenkante der Folienlage auf.
Fig. 3 zeigt eine schematisierte Ansicht des Verlaufs eines Innenfreistreifens von mehreren aufeinanderliegenden Lagen eines Folienkondensators. Es sind drei übereinander gelagerte Folienlagen 30 des Folienkondensators mit jeweils einem Innenfreistreifen 15 gezeigt. Die Wellenberge bzw. Wellentäler der inneren
Randkanten 7 der Kondensatorflächen 5 sind von Folienlage 30 zu Folienlage 30 gegeneinander verschoben. Diese Verschiebung kann man sich als eine
Phasenverschiebung des sinusförmigen Verlaufs der Randkante 6 von Folienlage 30 zu Folienlage 30 vorstellen. Auf diese Weise befinden sich die äußeren 6 und inneren 7 Randkanten der Kondensatorflächen 5 nicht in einer Linie übereinander, sondern sie sind zueinander verschoben. Daher wirkt die auftretende Radialkraft, die senkrecht zur in Fig. 3 gezeigten Kondensatoroberfläche 5 verläuft, nicht in jeder Lage 30 des Folienkondensators auf Stellen, die in einer Linie übereinander sind, sondern in den verschiedenen Lagen 30 wirken die auftretenden Radialkräfte an unterschiedlichen Positionen. In Fig. 3 sind zwei Mittellinien 20 eingezeichnet (gestrichelt), die die jeweilige Mittellinie 20 darstellt, um den die rechte bzw. linke innere Randkante 7, sinusförmig verläuft.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Folienkondensators. Der Folienkondensator umfasst einen Innenfreistreifen 15. Die dadurch entstandenen inneren Randkanten 7 der Kondensatorflächen 5 verlaufen
kreisbogenabschnittsförmig, während die inneren Randkanten 7 in den vorherig beschriebenen Ausführungsformen sinusförmig verliefen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Abstand zwischen zwei Kondensatorflächen 5 einer Folienlage 30 immer gleich groß ist. Die Durchschlagsfestigkeit des Folienkondensators ist somit an jeder Stelle des Folienkondensators gleich hoch.
Fig. 5A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen bzw. zwei Innenfreistreifen und zwei Außenfreistreifen. Fig. 5B zeigt eine Aufsicht auf die oberste Lage des in Fig. 5A gezeigten Folienkondensators. Die oberste Lage weist drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und keinen
Außenfreistreifen auf. Fig. 5C zeigt eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 5A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VC-VC. Die zweitoberste Lage weist zwei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und zwei sinusförmige
Außenfreistreifen 17 auf. Die Lagen 30 mit drei Innenfreistreifen 15 sind jeweils breiter als die Lagen mit zwei Innenfreistreifen 15 und zwei Außenfreistreifen 17. Durch die Kontaktierung der äußeren Kondensatorflächen 5 der Lagen 30, die drei Innenfreistreifen 15 aufweisen und die über die Lagen 30 mit zwei Innenfreistreifen 15 und zwei Außenfreistreifen 17 nach außen überstehen, entsteht eine 6-fache interne/innere Serienschaltung von miteinander verbundenen Einzelkondensatoren im Kondensator. Hierdurch wird die Spannungsfestigkeit des Folienkondensators noch weiter erhöht.
Fig. 6A zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Folienkondensator mit drei Innenfreistreifen 15 und einem Außenfreistreifen 17. Fig. 6B eine Aufsicht auf die oberste Lage 30 des in Fig. 6A gezeigten Folienkondensators. Die oberste Lage 30 weist drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und einen Außenfreistreifen 17 auf der rechten Seite auf. Fig. 6C eine Schnittansicht auf die zweitoberste Lage des in Fig. 6A gezeigten Folienkondensators entlang der Linie VIC-VIC. Die zweitoberste Lage weist ebenfalls drei sinusförmige Innenfreistreifen 15 und einen Außenfreistreifen 17 auf, der sich jedoch auf der linken Seite befindet. Die Innenfreistreifen 15 der einen Lage 30 befinden sich an Stellen, die versetzt zu den Stellen der Innenfreistreifen 15 der anderen Lage 30 sind. Die verschiedenen Lagen 30 sind zueinander leicht versetzt aufgewickelt. Durch die Kontaktierung der äußeren Kondensatorflächen 5 entsteht eine 7-fache interne Serienschaltung von miteinander verbundenen
Einzelkondensatoren im Kondensator. Hierdurch wird die Spannungsfestigkeit des Folienkondensators noch weiter erhöht. Bei allen ungeraden Serien haben die beiden verschiedenen aufgewickelten Bänder des Kondensators, die alternierend eine Lage 30 bilden, die gleiche Breite und werden mit Versatz zueinander aufgewickelt.
Fig. 7A, Fig. 7B und Fig. 7C zeigen weitere Möglichkeiten, wie ein Innenfreistreifen 15 verlaufen können. Derartige Formen sind auch für den oder die Außenfreistreifen vorstellbar. Fig. 7A zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der eine Zick-Zack- Form um eine Mittellinie 20 aufweist. 7B zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der einen rechteckigen Verlauf bezüglich der Mittellinie 20 aufweist. Fig. 7C zeigt einen Verlauf des Innenfreistreifens 15, der einen Verlauf des Innenfreistreifens 15 um eine Mittellinie 20 entsprechend einer Zufallsfunktion aufweist. Andere Formen des Verlaufs der Innenfreistreifen 15 und/oder Außenfreistreifen 17, wie
beispielsweise sägezahnförmig, sind ebenfalls vorstellbar. Unter oszillierend geformten Randkanten 6A, 7 ist eine Form der Randkanten 6A, 7 zu verstehen, bei der ein Abstand der Randkanten 6A, 7 zu einer Mittellinie 20 variiert. Beispiele für eine oszillierende Form der Randkanten 6A, 7 sind insbesondere in Fig . 3, Fig . 4, Fig. 7A, Fig. 7B und Fig. 7C gezeigt. Andere Formen sind vorstellbar. Die Fig. 7A, 7B, 7C zeigen Beispiele für die oszillierende Form der Innenrandkanten 7. Auch die Außenrandkanten 6A können jede dieser gezeigten oszillierenden Formen haben. D. h. die Außenrandkanten 6A können eine dreieckig oder rechteckig oszillierend verlaufende Form haben. Auch eine sägezahnförmig oszillierend verlaufende Form oder eine unregelmäßig oszillierend verlaufende Form
(entsprechend einer Zufallsfunktion), wie in Fig . 7C für die Innenrandkanten 7 gezeigt, sind für die Außenrandkante 6A möglich. Weitere Formen für die oszillierend verlaufenden Außenrandkanten 6A sind vorstellbar.
Denkbar ist, dass die oszillierend verlaufenden Außenrandkanten 6A nicht über die komplette Länge einer Folienlage 30 die gleiche Form haben. Beispielsweise kann die oszillierend verlaufende Außenrandkante 6A in einem ersten Bereich eine sinusförmig oszillierend verlaufende Form haben und über einen zweiten Bereich, der nicht identisch mit dem ersten Bereich ist, eine rechteckförmig oszillierend verlaufende Form aufweisen. Auch vorstellbar ist, dass die oszillierend verlaufende
Außenrandkante 6A durchgehend eine sinusförmig oszillierend verlaufende Form hat, wobei die Amplitude der Sinusschwingung der Form entlang der Folienlage ansteigt oder absinkt.
Vorstellbar ist, dass bei einer Folienlage 30, bei der beide Außenrandkanten 6A der Kondensatorfläche 5 oszillierend verlaufend geformt sind, diese unterschiedlich oszillierend ausgebildet sind, d . h. dass eine der Außenrandkanten 6A beispielsweise sinusförmig oszillierend ausgebildet ist, während die andere gegenüberliegende Außenrandkante 6A der gleichen Folienlage 30 rechteckig oszillierend ausgebildet ist.
Denkbar ist auch, dass beide gegenüberliegenden oszillierend geformten
Außenrandkanten 6A einer Folienlage 30 die gleiche Form der Oszillation aufweisen, diese jedoch gegeneinander verschoben ist. Beispielsweise kann bei einer
sinusförmigen Oszillation der Außenrandkanten 6A die Sinusform zueinander verschoben sein, d . h. die„Wellentäler" bzw.„Wellenberge" der sinusförmigen
Oszillation der Außenrandkanten 6A befinden sich nicht auf der gleichen Höhe der Folienlage 30 gegenüber. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezuqszeichenliste:
1, ΐ' Folienkondensator
5, 5' Kondensatorfläche
6, 6' gerade äußere Randkante der Kondensatorfläche
6A oszillierend verlaufende äußere Randkante der Kondensatorfläche
7, 7' innere Randkante der Kondensatorfläche
10, 10' Dielektrikum
15, 15' Innenfreistreifen
17, 17' Außenfreistreifen
20, 20' Mittellinie
30, 30' Folienlage

Claims

Ansprüche
Folienkondensator, aufweisend als Dielektrikum dienende
Isolierfolienabschnitte, die aufmetallisierte Elektrodenflächen als
Kondensatorflächen (5) tragen und zur Bildung von einem oder mehreren Kondensatoren in eine Vielzahl von Lagen aufeinander geschichtet oder aufeinander gewickelt sind, wobei Außenrandkanten (6A) der
Kondensatorflächen (5) übereinander liegen,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die Außenrandkanten (6A) parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche (5) um eine Mittellinie (20) derart oszillierend geformt verlaufend ausgebildet sind, dass die Außenrandkanten (6A) von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie (20) verschoben übereinander liegen.
Folienkondensator nach Anspruch 1,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
Innenrandkanten (7) der Kondensatorflächen (5) parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche (5) um eine Mittellinie (20) derart oszillierend geformt verlaufend ausgebildet sind, dass die Innenrandkanten (7) von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie (20) verschoben übereinander liegen.
Folienkondensator nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
die Außenrandkanten (6A) knickfrei und wellenförmig, insbesondere sinus- oder kreisbogenabschnittsförmig, verlaufend ausgebildet sind.
Folienkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesonder nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Außenrandkanten (6A) einer Zufallsfunktion folgend verlaufend ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators folgende Schritte
umfassend:
- Aufmetallisieren von Elektrodenflächen als Kondensatorflächen (5) auf als Dielektrikum dienende Isolierfolienabschnitte, wobei Außenrandkanten (6A) der Kondensatorflächen (5) parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche (5) oszillierend um eine Mittellinie (20) geformt verlaufen, und - Aufwickeln oder Schichten der Isolierfolienabschnitte in eine Vielzahl von Lagen übereinander derart, dass die Außenrandkanten (6A) von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie (20) verschoben übereinander liegen.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Kondensatorflächen (5) derart auf die Isolierfolienabschnitte aufmetallisiert werden, dass Innenrandkanten (7) der Kondensatorflächen (5) parallel zu der jeweiligen Kondensatorfläche (5) oszillierend um eine Mittellinie (20) geformt verlaufen, und dass die Isolierfolienabschnitte derart in eine Vielzahl von Lagen übereinander aufgewickelt und geschichtet werden, dass die Innenrandkanten (7) von Lage zu Lage senkrecht zur Mittellinie (20) verschoben übereinander liegen.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Kondensatorflächen (5) derart auf die Isolierfolienabschnitte aufmetallisiert werden, dass die Außenrandkanten (6A) und/oder die Innenrandkanten (7) knickfrei und wellenförmig, insbesondere sinus- oder
kreisbogenabschnittsförmig, verlaufend ausgebildet sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7,
d a d u rc h g e ke n n ze i ch n et, dass
die Kondensatorflächen (5) derart auf die Isolierfolienabschnitte aufmetallisiert werden, dass die Außenrandkanten (6A) und/oder die Innenrandkanten (7) einer Zufallsfunktion folgend verlaufend ausgebildet sind.
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WO (1) WO2011073401A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011118178B3 (de) 2011-11-10 2013-05-16 Eao Ag Beleuchtetes, wasser- und staubdichtes Schaltelement
CN102543438B (zh) * 2011-12-07 2014-04-16 厦门法拉电子股份有限公司 一种叠片式金属化薄膜电容器的电极结构

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE723291C (de) * 1937-01-20 1942-08-01 Bosch Gmbh Robert Elektrostatischer Wickel- oder Schichtkondensator
DE919778C (de) * 1943-07-14 1954-11-04 Siemens Ag Elektrischer Durchfuehrungskondensator
DE2210711A1 (de) * 1972-03-06 1973-09-13 Siemens Ag Verfahren zur herstellung stirnkontaktierter, insbesondere regenerierfaehiger elektrischer kondensatoren
JPS5085855A (de) * 1973-12-04 1975-07-10
DE2416566C2 (de) * 1974-04-05 1976-05-13 Siemens Ag Mittels Schoopverfahren stirnkontaktierter elektrischer Kondensator
DE2726324A1 (de) * 1977-06-10 1978-12-14 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator und verfahren zu seiner herstellung
US4240127A (en) * 1978-12-28 1980-12-16 Western Electric Company, Inc. Metallized film capacitor and method of manufacture
US4656557A (en) * 1985-02-11 1987-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical layer capacitor and method for the manufacture thereof
DE3510518A1 (de) * 1985-03-22 1986-10-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrischer kondensator und verfahren zu seiner herstellung
DE8532832U1 (de) * 1985-11-21 1986-01-09 Roederstein Spezialfabriken für Bauelemente der Elektronik und Kondensatoren der Starkstromtechnik GmbH, 8300 Landshut Miniatur-Folienkondensator mit axialen Anschlüssen
DE3733410A1 (de) * 1987-10-02 1989-04-20 Roederstein Kondensatoren Wickel-kondensator, insbesondere kunststoffolien-kondensator
DE3913611A1 (de) * 1989-04-25 1990-10-31 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator, insbesondere kunststoffolien-kondensator
DE4304692C2 (de) * 1992-11-10 1996-08-22 Roederstein Kondensatoren Wickelkondensator
DE19810371A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-23 Siemens Matsushita Components Stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator
DE19905978A1 (de) * 1998-04-23 2000-08-17 Frako Kondensatoren Und Anlage Kondensatorwickel
JP3775414B2 (ja) * 2001-06-08 2006-05-17 松下電器産業株式会社 積層フィルムコンデンサとその製造方法
DE102004038863B3 (de) * 2004-08-10 2006-04-06 Westermann, Wolfgang Metallisierter Kunststoff-Folienkondensator und Verwendung eines metallisierten Kuststoff-Folienkondensators
WO2006035984A2 (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multi-layer capacitor and molded capacitor
JP4698474B2 (ja) * 2006-04-28 2011-06-08 双信電機株式会社 フィルムコンデンサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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