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Regenerierender elektrischer Kondensator
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen, gegebenenfalls mit einem Imprägniermittel getränkten, regenerierfähigen Kondensator, bei dem die Elektroden aus weniger als 6ju dicken
Lackschichten, von denen wenigstens eine die Regenerierfähigkeit unterstützt, und regenerierfähig dünnen Metallisierungen bestehende Dünnfolien sind, die auf Hilfsträgern durch aufeinanderfolgendes Aufbringen der Schichten hergestellt worden sind, bei dem das Dielektrikum aus selbständigen
Kunststoffolien besteht und bei dem die Dielektrikumsfolien und die Dünnfolien die gleiche Breite besitzen und genau aufeinanderliegen, und bei dem diese Anordnungen gegeneinander versetzt, abwechselnd aus der einen und der andern Stirnseite des Kondensators herausragen.
Bei elektrischen Kondensatoren, insbesondere Wickelkondensatoren, aus metallisierten Kunststoffbändern werden die Belegungen durch Aufspritzen von Stirnkontaktschichten kontaktiert. Dieser Prozess erfordert hohe Temperaturen, weil nur so die nötige Verschmelzung des Belagmetalles mit dem Metall der Stirnkontaktierung erfolgt. Die Temperatursteigerung wird aber durch das Einsetzen von Schrumpferscheinungen an Kunststoffbändern beschränkt. Es ist daher nicht möglich, die Aufspritztemperatur beliebig zu erhöhen und man ist gezwungen, hiebei einen Kompromiss zu suchen.
Diese Erscheinung ist im übrigen nicht etwa auf Polyäthylenterephthalatfolien beschränkt, sondern tritt bei allen Folien auf, die, wenn auch in geringem Masse, gereckt sind.
Als weiterer Nachteil metallisierter Kondensatoren aller Art ist zu erwähnen, dass sich in Poren des Dielektrikums Metalldampf niederschlägt. Die wirksame Dielektrikumsdicke wird dementsprechend, im Vergleich zu Metallfolienkondensatoren herabgesetzt. Es ist vorgeschlagen worden, die Dielektrikumsfolien mit einem Lackfilm zu überziehen, der die Poren abdecken soll. Dieses insbesondere bei Metallpapierkondensatoren weit verbreitete Verfahren mindert ohne Zweifel Tiefe und Schädlichkeit der Poren, doch tritt an den Porenstellen nach Verdunstung der Lösungsmittel in jedem Fall wieder eine schwächere Pore auf, so dass die Metallspitzenbildung hiedurch nicht vollständig vermieden wird.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 277. 875 ist es bekannt, eine Dünnfolie, welche aus mindestens zwei regenerierfähig dünnen Metallisierungen und einer dazwischen sich befindlichen Lackschicht und weiteren auf die Metallisierungen aufgebrachten Lackschichten besteht, zusammen mit einer sich selbst tragenden Folie zu einem Kondensator zu verwickeln. Weiterhin ist es aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 286. 559 bekannt, aus vier Dünnfolien, welche aus einer die Regenerierfähigkeit des Kondensators unterstützenden Lackschicht, einer Lackschicht mit guten dielektrischen Eigenschaften und einer dazwischen eingebetteten dünnen Metallisierung besteht, einen Kondensator herzustellen.
Bei den bekannten Kondensatoren besteht eine fertige Elektrode immer aus zwei kurzgeschlossenen Metallisierungen mit einer oder mehreren dazwischen eingebetteten Lackschichten.
Die Erfindung zeigt demgegenüber einen wesentlich einfacheren Elektrodenaufbau.
Die Erfindung besteht beim eingangs beschriebenen Kondensator darin, dass jede Elektrode aus zwei Lackschichten und einer einzigen, dazwischen eingebetteten metallischen Belegung besteht.
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Da die Dünnfolienbänder während des Herstellungsverfahrens nur unwesentlich gereckt werden, tritt bei der Beschoopung der auf den Dünnfolienbändern aufgedampften Metallschichten kaum eine
Schrumpfung ein und es lässt sich bei der Stirnkontaktierung solcher Belegungen eine wesentlich höhere
Temperatur anwenden als bei der Kontaktierung von solchen Metallbelägen, die auf gereckten
Kunststoffbändern aufgebracht sind. Ausserdem hat es sich gezeigt, dass die Lackschichten auf den stirnseitig überstehenden, von den Lackschichten eingehüllten Belegungsrändern als Verankerung für die stirnseitig aufgespritzten Metallpartikel wirken und eine verlustfreie Kontaktierung nicht verhindern.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass der Metallbelag bei Herstellung der stets wesentlich dünneren Dünnfolie aufgedampft wird, während die den grössten Teil des
Dielektrikum bildende Isolierstoffolie unmetallisiert bleibt, so dass in den Poren der Isolierstoffolie keine Metallspitzen, die sich beim Aufdampfen von Metallbelägen bilden können, entstehen können.
Der grösste Teil des Dielektrikum ist daher spitzenfrei, was zu einer Erhöhung der
Durchschlagsfestigkeit des Kondensators führt.
Die verwendete Dünnfolie, die aus zwei Lackschichten besteht, zwischen denen der Metallbelag eingebettet ist, wird in der Weise hergestellt, dass auf ein Trägerband eine erste Lackschicht aufgebracht wird, hierauf durch Bedampfung ein Metallbelag aufgetragen wird und über dem Metallbelag eine zweite
Lackschicht angeordnet wird, worauf das gesamte Gebilde beim Einwickeln in den Kondensator von der Trägerfolie abgelöst wird. Hiebei ist die zweite Lackschicht ebenfalls spitzenfrei und weist daher eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit auf.
Eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften lässt sich immer dann erzielen, wenn das eigentliche Dielektrikum, gebildet durch die unmetallisierte Isolierstoffolie, aus einem Stoff mit nur beschränktem Regeneriervermögen, aber guten dielektrischen Eigenschaften, besteht, wie z. B.
Polycyclohexylendimenthylen-diterephthalat, Polycarbonat, Polyäthylen, Polystyrol usw., während die Dünnfolie aus einem entsprechend gut regenerierenden Stoff besteht, z. B. aus Acetylcellulose, Äthylcellulose, Nitrocellulose, Mischcellulose verschiedener Art usw. Man erhält aber auch eine Verbesserung der Regeneriereigenschaften, wenn man Isolierstoffolien, vorzugsweise Papierbänder, die mit Stoffen imprägniert sind, die für regenerierende Kondensatoren entweder ungeeignet sind oder für regenerierende Kondensatoren nur bedingt Anwendung finden können, aber gute dielektrische Eigenschaften besitzen, wie z. B. Isoiieröl für Wechselspannungs-Metallpapierkondensatoren oder Polyvinylkarbazol für hochtemperaturfeste Kondensatoren, entsprechend der Erfindung zu Kondensatoren verarbeitet.
In einem Ausführungsbeispiel wurden aus Polyäthylenterephthalatfolien in einer Stärke von 6, 4 but und Dünnfolien aus Acetylcellulose in einer Stärke von 2, 5 ju, die mit einem leitenden Belag aus Aluminium versehen waren, Kondensatoren hergestellt, die sich ohne irgendwelche Schädigungen bis zu 3000 V kurzzeitig belasten liessen. Vergleichsweise traten bei einer kurzzeitigen Belastung eines Kondensators aus metallisierten Polyäthylenterephthalatbändern in einer Stärke von 10 p. bereits bei 2000 V Kontaktverschlechterungen und Isolationsabfälle auf.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in einem Schnitt durch übereinanderliegende Kondensatorlagen unmetallisierte Kunststoffbänder --1--, zwischen denen aus Lackschichten--2 und 7--und einem Metallbelag--3--bestehende Dünnfolienbänder angeordnet sind. Hiebei ist der Metallbelag--3--zwischen beide Lackschichten eingebettet. Die Dünnfolienbänder sind durch Auftragen der Lackschicht-2-, Aufdampfen des Metallbelages-3-und weiteres Auflackieren der Lackschicht --7-- auf eine nicht dargestellte Trägerfolie und Ablösen von dieser bei der Herstellung des Kondensatorkörpers erzeugt. Die Lackschicht --7- ist dabei metallspitzenfrei.
Die Metallschichten--3--sind durch die
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