DE1058629B - Self-healing electrical wound capacitor - Google Patents

Description

Selbstausheilender elektrischer Wickelkondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstausheilenden elektrischen Kondensator, von dessen Belegungen wenigstens eine als Metallfolie ausgebildet ist, während wenigstens eine weitere Belegung aus einer aus der Dampfphase niedergeschlagenen Metallschicht besteht und so dünn ist, daß sie bei einem Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt.Winding Self-Healing Electrical Capacitor The invention relates to on a self-healing electrical capacitor, from its assignments at least one is designed as a metal foil, while at least one further Coating consists of a metal layer deposited from the vapor phase and is so thin that if it breaks it will burn away around the point of the breakdown.

Es sind bereits Kondensatoren bekanntgeworden, bei denen die als Dielektrikum wirksamen Kunststoffbänder unter Vermeidung von Lufteinschlüssen vor dem Wickeln mit den als Belegungen des Kondensators dienenden Folien verpreßt sind oder während des Wickelvorgangs mit diesen verklebt werden. Im Gegensatz zu diesen bekannten Folienkondensatoren lassen sich Kunststoffbänder als Dielektrikum für selbstausheilende Kondensatoren deswegen schlecht verwenden, weil bei selbstausheilenden Kondensatoren die selbstausheilende Metallschicht den Dehnungen der sehr dünn auszuführenden Kunststoffbänder beim Wickelvorgang nicht zu folgen vermag und daher rissig wird. Dies muß jedoch unter allen Umständen vermieden werden, weil sonst der innere Widerstand des Kondensators stark erhöht wird.Capacitors have already become known in which the dielectric effective plastic straps avoiding air pockets before winding are pressed with the films serving as coverings of the capacitor or during be glued to these during the winding process. In contrast to these well-known Film capacitors can be used as a dielectric for self-healing plastic tapes Use capacitors poorly because they are self-healing capacitors the self-healing metal layer to the expansion of the very thin plastic strips unable to follow during the winding process and therefore cracks. However, this must be avoided at all costs, otherwise the internal resistance of the capacitor is greatly increased.

Man braucht jedoch auch bei selbstausheilenden Kondensatoren auf die bei Verwendung von Kunststoffdielektrikumbändern erzielbaren Vorteile nicht zu verzichten, wenn man erfindungsgemäß die selbstausheilende Belegung auf ein vor dem Wickeln unter Vermeidung v an Lufteinschlüssen auf ein Trägerband aufgewalztes Kunststoffband aufbringt. Der besondere Vorteil liegt bei derartigen Anordnungen darin, daß das Trägerband die beim Wickeln entstehenden Zugspannungen aufnimmt und dann das auf das Trägerband aufgewalzte Kunststoffband beim Wickeln keine wesentlichen Längenänderungen erfährt, so daß die eingangs geschilderten INTachteile des Aufreißens der selbstausheilenden Schicht leicht vermieden werden können. Besonders vorteilhaft ist es, die Kunststoffbänder unmittelbar auf Metallfolien aufzuwalzen, die ihrerseits als nicht selbstausheilende Belegungen des Kondensators dienen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite der Metallfolie je ein Kunststoffband aufzuwalzen und dabei die Kunststoffbänder gegenüber der Folie so zu versetzen, daß sie an einer Stelle über die Folie vorstehen und dort miteinander verschweißt werden können.However, you also need to use the self-healing capacitors not to forego the advantages achievable when using plastic dielectric tapes, if you according to the invention the self-healing occupancy on a before winding Plastic tape rolled onto a carrier tape while avoiding air pockets brings up. The particular advantage of such arrangements is that the The carrier tape absorbs the tensile stresses that arise during winding and then absorbs it the carrier tape rolled on plastic tape during winding no significant changes in length learns, so that the disadvantages described at the beginning of the tearing open of the self-healing Layer can easily be avoided. It is particularly advantageous to use the plastic straps roll directly onto metal foils, which in turn are not self-healing Allocations of the capacitor are used. In this case it is useful to both a plastic band each on the front and on the back of the metal foil roll up and move the plastic strips against the film in such a way that that they protrude at one point over the film and welded together there can be.

Weitere Einzelheiten gehen aus den beschriebenen vier Ausführungsbeispielen hervor, die in der Zeichnung als Ausschnitte aus Wickelkondensatoren stark vergrößert und in den Abmessungen verzerrt im Längsschnitt dargestellt sind.Further details can be found in the four exemplary embodiments described which are greatly enlarged in the drawing as excerpts from wound capacitors and are shown distorted in the dimensions in longitudinal section.

In dem dargestellten Querschnitt des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, in dem zwei aufeinanderfolgende Wickellagen dargestellt sind, ist die eine Kondensatorbelegung mit 21 bezeichnet. Sie ist als durchgehende Aluminiumfolie ausgeführt. Die selbstausheilende Wirkung des Kondensators wird durch eine etwa 0,07 g, starke Metallschicht 22 aus thermisch aufgedampftem Zink gewährleistet. Die Folie 21 trägt auf einer Seite ein unter Druck und Wärme auf sie aufgewalztes, etwa 12 u starkes Kunststoffband 23, das sie an ihrem einen Rand nicht überdeckt. Die andere Seite der Aluminiumfolie 21 ist mit einem zweiten, etwa 8 u starken Kunststoffband 24 bedeckt, das an der gleichen Wickelstirnseite ebenfalls eine Randzone der Folie 21 frei läßt, an der anderen Stirnseite jedoch erheblich über den Rand der Folie vorsteht. Das nach dem Aufwalzen auf die Folie 21 in einem Vakuumofen mit der Metallschicht 22 bedampfte Kunststoffband 24 ist an seinem über die Folie vorstehenden Rand gegen die Folienkante umgeklappt. Dieses Aufwalzen des Kunststoffbandes auf eine Metallfolie einerseits und das Aufmetallisieren der dünnen Metallschicht auf die andere Seite des Kunststoffbandes bringt den beachtlichen Vorteil, daß zwischen dem Kunststoffband und seinen beiden festhaftenden Metallbelägen Lufteinschlüsse und daher auch Glimmerscheinungen vollkommen vermieden werden können. Das Band 24 kann deshalb bei vorgegebener Spannung zwischen den Belegungen wesentlich dünner als das andere Kunststoffband 23 gehalten und dadurch eine höhere Kapazität je Raumeinheit erzielt werden.In the illustrated cross section of the embodiment according to FIG. 1, which shows two consecutive winding layers, is one of the capacitors designated by 21. It is designed as a continuous aluminum foil. The self-healing one The effect of the capacitor is made up of an approximately 0.07 g thick metal layer 22 thermally vapor-deposited zinc. The film 21 enters on one side 12 u thick plastic tape 23 rolled onto it under pressure and heat, that it does not cover one edge of it. The other side of the aluminum foil 21 is covered with a second, approximately 8 u thick plastic tape 24 attached to the same winding face also leaves an edge zone of the film 21 free, on the other end face, however, protrudes significantly over the edge of the film. That after Rolling on the foil 21 in a vacuum furnace with the metal layer 22 vapor-deposited Plastic tape 24 is against the edge of the film at its edge protruding beyond the film folded down. This rolling of the plastic tape on a metal foil on the one hand and plating the thin metal layer onto the other side of the plastic tape brings the considerable advantage that between the plastic band and its two firmly adhering metal coverings air inclusions and therefore also glimmer phenomena completely can be avoided. The belt 24 can therefore with a given tension between the assignments held much thinner than the other plastic strip 23 and thereby a higher capacity per room unit can be achieved.

Bei dem ebenfalls selbstausheilenden Kondensator nach Fig. 2 bestehen beide Belegungen aus etwa 0,02 bis 0,1 #x starken Metallschichten 31 und 32, die auf zwei gleiche Papierbänder 33 und 34 von etwa 10 u Stärke aufgedampft sind. Auf die Metallschicht der Papierbänder sind 10 #x starke Polyäthylenbänder 35 bzw. 36 aufgewalzt, die jeweils an einem Rand ihrer Unterlage eine nicht abgedeckte Randzone der Metallschichten 31 bzw. 32 frei lassen. Die so vorbereiteten Papierbänder 33 und 34 werden dann zusammen mit den auf ihnen festhaftenden Polyäthylenbändern inbekannter Weise zu einem Wickel aufgespult.In the case of the also self-healing capacitor according to FIG. 2, exist both coverings from approximately 0.02 to 0.1 #x thick metal layers 31 and 32, the on two identical paper tapes 33 and 34 of about 10 u thickness are vapor-deposited. on the metal layer of the paper tapes are 10 #x thick polyethylene tapes 35 respectively. 36 rolled on, each of which has an uncovered edge zone on one edge of its base leave the metal layers 31 and 32 free. The paper tapes 33 prepared in this way and 34 are then known together with the polyethylene tapes firmly adhering to them Way wound up into a roll.

Die Köndensätoren.nach den Fig.3 und 4 haben ebenfalls Belegungen aus Metallfolien. Diese liegen jedoch in jeweils der gleichen Wickellage nebeneinander und arbeiten mit nach außen nicht angeschlossenen Blindbelegungen zusammen, die zur Erzielung einer selbstausheilenden Wirkung als dünne Metallschichten ausgeführt sind.The Köndensätoren.according to Figures 3 and 4 also have assignments of metal foils. However, these are next to each other in the same winding position and work together with blind assignments that are not connected to the outside world, which designed as thin metal layers to achieve a self-healing effect are.

Die beiden aufeinanderfolgenden Wickellagen sind -sowohl beim Beispiel nach Fig. 3 als auch bei demjenigen nach Fig.4 der besseren Deutlichkeit halber mit einem kleinen, in Wirklichkeit nicht vorhandenen Zwischenraum dargestellt.The two consecutive winding layers are -both in the example according to FIG. 3 as well as that according to FIG. 4 for the sake of better clarity shown with a small, in reality nonexistent gap.

Bei dem Kondensator nach Fig. 3 sind die beiden nebeneinander angeordneten, jeweils an einer Wickelstirnseite anschließbaren Metallfolien 61 und 62 auf dem Großteil ihrer Oberfläche mit Kunststoffbändern 63, 64 beklebt und an ihren einander zugekehrten Kanten durch die miteinander verschweißten Ränder dieser Bänder abgedeckt. Ein beidseitig mit etwa 0,07 starken Metallschichten 65 und 66 versehenes Papierband 67 ist ebenfalls mit aufgewalzten Kunststoffbändern 68 und 69 fest verbunden und bildet zusammen mit den beiden Metallfolien 61 und 62 und deren Kunststoffbändern 63 bzw. 64 eine Wickellage.In the capacitor of Fig. 3, the two are arranged side by side, Metal foils 61 and 62, each connectable to a winding end face, on the Most of their surface with plastic strips 63, 64 stuck and on their each other facing edges covered by the edges of these bands that are welded together. A paper tape provided with metal layers 65 and 66 approximately 0.07 thick on both sides 67 is also firmly connected with rolled-on plastic strips 68 and 69 and forms together with the two metal foils 61 and 62 and their plastic strips 63 or 64 a winding layer.

Bei dem Kondensator nach Fig. 4 ist als selbstausheilende Zwischenbelegung eine Metallschicht 75 verwendet, die auf ein Kunststoffband 76 aus Polystyrol -aufgedampft ist. Auf die metallisierte Seite dieses Bandes ist ein zweites Kunststoffband 77 aus Polyäthylen aufgewalzt. Die an den Wickelstirnseiten überstehenden und dort anschließbaren Metallfolien 71 und 72 sind. ebenso wie bei dem Beispiel nach Fig. 3 beidseitig mit Kunststoffbändern 73 und 74 beklebt und zusammen mit den die Blindbelegung einschließenden Kunststoffbändern 76 und 77 aufgewickelt.In the case of the capacitor according to FIG. 4, there is a self-healing intermediate layer a metal layer 75 is used, which is vapor-deposited onto a plastic band 76 made of polystyrene is. A second plastic band 77 is on the metallized side of this band rolled from polyethylene. The protruding at the end of the winding and there connectable metal foils 71 and 72 are. just as in the example according to Fig. 3 stuck on both sides with plastic tapes 73 and 74 and together with the blind allocation enclosing plastic tapes 76 and 77 wound.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbstausheilender elektrischer Wickelkondensator, von dessen Belegungen wenigstens eine als ----Metallfolie- ausgebildet ist, während wenigstens eine weitere Belegung aus einer aus der Dampfphase niedergeschlagenen Metallschicht besteht und so dünn ist, daß sie bei einem Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstausheilende Belegung auf ein vor dem Wickeln unter Vermeidung von Lufteinschlüssen auf ein Trägerband aufgewalztes Kunststoffband aufgebracht ist. PATENT CLAIMS: 1. Self-healing electrical wound capacitor, at least one of its assignments is designed as ---- metal foil-, while at least one further occupancy from a precipitated from the vapor phase There is a metal layer and is so thin that it around the point of breakdown in the event of a breakdown burns away around, characterized in that the self-healing coating on one rolled onto a carrier tape before winding, avoiding air inclusions Plastic tape is applied. 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerband für das zu bedampfende Kunststoffband eine Metallfolie verwendet ist. 2. Capacitor according to claim 1, characterized in that that a metal foil is used as the carrier tape for the plastic tape to be vaporized is. 3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffband auf ein aus Papier bestehendes Trägerband aufgewalzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 739 364, 898 477, 898483. 3. Capacitor according to claim 1, characterized in that the plastic tape is rolled onto a carrier tape made of paper. Considered publications: German Patent Nos. 739 364, 898 477, 898483.