DE1464398A1 - Wickelkondensator mit aufmetallisiertem Belag und Verfahren zur Herstellung von Belaegen fuer Wickelkondensatoren - Google Patents

Description

• Wickelkondensator mit aufmetallisiertem Belag und Verfahren zur Herstellung von Belägen für Wickelkondensatoren Es iot bekannt, daß Kondensatoren, bei denen ausheilfähig dünnem idetallbeläge 5-.uf Isolierstoffbändern aus Papier oder I#unststoffolie aufgebracht sind, Schwierigkeiten bereiten, wenn es nicht ;-eliii-t- ihre Kontaktierung zwiscnen den wetallbelagrändern und den üblicherweise auf die Stirn.seiten au-f,-espritzten Metallflächen an jeder Stelle des geaamten Wickelbahn-Kontaktierun,##srandes eir"w;--tfidfrei zu gestalten. Bei nicht 100 %ig einwandfreier Kontaktierung, wie sie im Prinzip in Figur 1 dargestellt ist, sucht sich z.B.-bei einer Entladung des-Kondensators der Strom stets den Weg mit dem niedrigsten Widerstand.
• Figur 1 zeigt einen Abschn-Itt 1 eines metallisierten Folienbandes mit dein aufmetallisierten Belag 2 und dem metallfreien Isolierrand 3. Die auf die Stirnseite des Kondensators aufgeschoopte .',letallschicht 4 bzw. 41 erfaßt zwischen den Punkten 5 und 51 den 1.Iietallbelail- 2 nicht.
• Speziell bei Entladungen mit sehr geringem `Niderstand in der Entladungsbahn werden die Stellen 5 bzw. 51 strommäßig außerordeiitlich überlastet - die Stärke des 1"le-uallbelages liegt weit unter 0,1,g -, so daß der extreiii dünne Metallbelag dort wegbrennt. Da sich nach dem 'Jegbrennen eines kleinen Stückchens die grundsätzlichen Verhältnisse aber nur, verschlechtern, weil die stromabgebeiide, durch den itirnseitenkontakt nicht erfaßte Fläche inzwischen nach beiden Seiten größer ist, ist es nur eine Frage der Zeit, watin uer Belag völlig von der stirnseitig aufschoopierten letallschicht abgetrennt ist. Es ist einleuchtend, dal# selbst vor Erreichen des genannten Endstadiumo der Konciensator riur.-iienr eine sehr bedingte Betriebssicherheit hat; auf jeden Fall wird z.B. sein Verlustfaktor nit zune.Ihmendem Abbrennen des Kontaktierungsbelagrandes immer größer.
• Bei der Fertigung derartiger Kondensatoren wird versucht, das stirnseitig aufgespritzte Kontaktmetall mit möglichst C) jeder Stelle des Wickel I bahn-Metallrändes in Kontakt zu bringen. läß dies 100 %ig zu erreichen sehr schwer ist, ist jedem Pachmanin'I#ekannt.' Es sind daher auch seit langem Gegenmaßnahmen bekannt geworden, die eine sicherere Kontaktier.ung, zwischen aufmetallisiertem Belag und den aufschoopierten Stirnmetallkontaktschichten durch Verstärkung des aufmetallisierten Belages,lediglich im Bereich seines Kontaktierungerandes vo.rsehen. Einer derartigen Maßnahme stehen jedoch in der Großfertigung erhebliche Schwierigkeiten gegenüber. Dies wird verständl-ich, wenn man berücksichtigt, daß zwecks Erzielung ausreichender Wirtschaftlichkeit derartige Folien nicht, für sich in der Breite, wie sie später im Wickel verwendet wird, metallisiert werden,*sondern daß'Isolierstoffbänder mit, der vielfachen Breite eines wickelfertigen Bandes verwendet werden. Hierbei ergibt sich die Notwendigkeit,.auf einem solch breiten Isolie'rstoffband eine relativ große-Anzahl derartiger Kantenverstärkungen vorzusehen.-Die erfindungegemäße MaLznahme zur Beseitigung dieser speziell bei Stoßstrom und -entladung entstehenden Nachteile besteht darin, daß ..luer zur Laufrichtung den metallisierten Isolier-Btoffbandes der bietallbelag durch schmale, sich übe r se ine gesamte Breite erstreckende metallfreie Streifen in eine Vielzahl von galvanisch bei noch fehlender Stirnseitenschoopierung voneinander isolierte Metallbelat;-Teilflächexi aufgeteilt ist, In Figur 2 ist dies im Prinzip dargestellt- Der Unterschied gegenüber Fig. 1 besteht lediglich in dem Vorhandensein metallfreier Streifen 61 61, 6" usw., Es ist einleuchtend, daß nach Fig. 2 lediglich bei den Metallbelag-Teilflächen 7 und 8 die Ürsprünglich dort vorhandene Kontaktierungsverbindung zwischen ihnen und der aufschoopierten Stirnmetallschicht wegbrennen kann, die anderen, links und rechts davon liegenden Felder jedoch in ihrer Kontaktierungsgüte auch bei Dauerbeanspruchung in keiner Weise beeinträchtigt werden, Die Breite der metallfreien Streifen 6 usw., deren gegenseitiger Abstand sowie ihre Lage inbezug auf die Isolierstoffband-Längskante (ob senkrecht dazu oder schräg, normalerweise wird es am zweckmäßigsten sein, die Streifen senkrecht zur Längskante anzuordnen) wird den jeweiligen technischen Gegebenheiten sinnvoll angepaßt. Es kann z.B. bei Wickeln mit sehr kleinem Wickeldorndurchmesser zweckmäßig sein, den gegenseitigen Abstand der metallfreien Streifen aaL Wickelanfang relativ klein zu halten, da dort auch der Windungsumfang relativ klein ist, und mit größerwerdendem Wickeldurchmesser den Abstand zu vergrößern* In jedem Falle wird man bestrebt sein, mit einem technisch vertretbaren Minimum auszukommen-, um u.a. die Kapazitätsausbeute der Belagflächen so groß wie irgendmöglich zu halten. Da es keinerlei Schwierigkeiten bereitet, die Streifen 6, 61 usw. mit einer Breite von weit unter 1 mm herzustellen, ist der Verlust an kapazitiv wirksamer Belagfläche effektiv ein außerordentlich geringer. Bei der-W4h1,der gegänseitigen' Abstände der metallfreien Stre#Ifäh#6, 61#'*uijw. komint'es darauf ant daß'söwohl die Belange hinälchtlich definiertet'-Kontaktie'run,g al# auch hinsichtlich Erzielung eines.optimalen Verlustfaktorwertes Berücksichtigung Zindeng s me a an Wann diä e Üllfreien Streifen erzeugt werden, h- gt zum Teil von* 'den !#"ezeebärien Illiärtigungsbedingungen ab.
• Es ist #grüÜdsätzli ch mög lic h#- sie I 'beim . M etalli#iervorgang unter Benutzuric geei-,-neter -Vorrichtuniferl äIsö von vorühereili metällfrei zu es ist aber -z*tuch müiic,Lig sie, z.B.' -unmittelbar vor oder nach dem Aufschneiden der üblic'Herw'"e'is'& eihit#e 10 'clii breiten Rolle, wie 'sie b e i.,11 jIe tall s'# iaren I . ver , W endet wird-- in'Breiten, wie sie ü ire beial' Wickeln des -.er,-dridärisato#rs benutZt werden, anzubringen. Auch, io t es # iaöglichp , sie -an der.Wickelmaschine -kurz vor den, Aufwickel-.n. des Kondensator-Wickels selbst.anzubringen. Die erfizidungsgemaße Art der !3eIazt'-Uiite:üteilurig ist grund-Sätz-Lich von uhderen',lujfüfiruiigeii einer Belagauftrennüng zu' uliter8c,heiden',' iai I t denen die Abtrennun eihes Zu-' nächst galvanisch über den selbst mit allen- an-' derei. 'Lytet*alibelu,(,'i-Teilf läc'i"en zusa'üiuienh---#n"enderi CD des wegen des in seinem erfolgenden Spannungsdürch-' schlages beabuichtigt ist. 1.a letzteren ealle handelt'es sich nicht um e in 17 o n t uk ti e vunve pro bl ein , aondern es #o11 ledi'lich verhindert wurdeii, da# im Falle-eines Durchschlages' in solch einem Teilfeld an der Eurchschlagsstelle.zu große elektrische Leistungen und damit Wärme-Folgeerscheinungen auftreten, welche die Spannungsfestigkeit des Kondensator-Wickels in unzulässiger könnten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung ist esq dgl nicht ganzeinwandfrei kontaktierte Belagt,e.i.le.durch entsprechende elektrische Ausheil-Maßnahmen vom kapazitiv wirksamen Geoautbeiag abgetrennt, werden können, wodurch die Erzielung eines definierten Verlustfaktorwertes wesentlich erleichtert wird.
• V'ersuche haben gezAgt, nah sich die Verwendung der avfindungsjamMen Lutallireien Streifen gut bew ihrt, : so daß auch oei lunganhaltunder Beanspruchung die Kontaktierung nicht allmählich ..EIir und wehr zerstört wird.
• Da der ZwecK der metallfreien Flächen darin bestohl, den infulge nicht einwandfreier Kontaktierung sich bei entsprechender Strunbeanspruchung ergebenden Belagrand7Abbrand zu, verhindern, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die,,# genannten Plächen völlig metallfrei sind. Wenn z.B. i= Widerstund pro Flücheneinheit des Belages auf den vorzugsweise zonst metallfreien Flächen merklich höher ist als aufiden kapazitiv wirksamen Belagflächeng dann verhindert üer:merklich höhere Widerstand der Trennstreifen ebenfalls-einen-mit der Zeit fortschreitenden Albrand des Kontaktierungsrandes über einen unerwanschi großen Teil der Windungsgesamtlängee 1

Claims (2)

1. P a t e n-t a n s p r ü c h e W#ckelkondensator mit mindestens einem ausheilfähig dünn auf ein Isolierstoffband aus Tapier oder Kunststoff aufmetallisierten Belag und einer auf mindestens eine Kondensatorwickel-Stirnseite in direktem Kontakt mit dem ausheilfähigen Belag aufgespritzten Metall-Konta'ktierungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag durch vorzugsweise zur Isolierstoffband-Längskante senkrechte, metallfreie oder einen höheren Widerstand als den eines flächengleichen Belaganteils aufweisende Streifen bäliebiger Form, die sich über die ganze Belagbreite erstrecken, in eine Vielzahl von Belag-Teilflächen aufgeteilt ist.
2. 2. Wickelkondensator nach Anspruch 1,-dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der metallfreien Streifen untereinander gleich sind. 3. WickelkondenBator nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Abstände der metallfreien Streiten mit beim Wickeln fortschreitend zunehmendem Außendurchmesser größer werden. 4. Wickelkondenwator nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Mindestabetand der metallfreien Streifen 1 mm'beträgt. 5. Verfahren zur Herntellung von Belügen für Wickelkondensateren nach Anspruch 1-49 dadurch.gekennzeichnet, daß die metallfreien Streifen beim Aufbringen einer Vielzahl von untereinander parallelen Metallbelägen auf eine breite Isoliersto.L"fbahn-Rolle ausgespart werden. 6. Verfahren zur Herstellung von Belägen für Wickelkondensatoren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallfreien Streifen unmittelbar vor oder nach dem Aufschneiden der breiten Rolle in eine Vielzahl wickelbreiter Rollen erzeugt werden, 7. Verfahren zur Herstellung von Belägen für Wickelkondensatoren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die metallfreien Streifen direkt an der Wickelmaschine unmittelbar vor der Fertigung des Kondensatorwickels erzeugt werden.