DE1962347A1

DE1962347A1 - Flacher,geschichteter Kondensator

Info

Publication number: DE1962347A1
Application number: DE19691962347
Authority: DE
Inventors: Mark Markarian
Original assignee: Sprague Electric Co
Current assignee: Sprague Electric Co
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1970-07-23
Also published as: US3514678A; GB1229530A; FR2027024A1

Description

PATENTANWALT
DiPL-i: .9.

6 Fr=/.:..·... i ?r.i t -in 70

Schneekenhoistr. 27- iei. 017079 ,

2. Dez. 1969

Gza/goe SPRAGUE ELECTRIC COMPANY

Flacher, geschichteter Kondensator.

Die Erfindung betrifft flache, geschichtete Kondensatoren und· insbesondere solche mit geringer Selbstinduktivität.

Um eine geringe Induktivität zu erreichen, ist'es wünschenswert , die Leitungskabellänge zu reduzieren oder zu eliminieren und großflächige Verbindungen mit den Elektroden zu schaffen. In einer bekannten Bauart werden diese Erfordernisse durch eine flache, geschichtete Anordnung erfüllt, bei welcher die Elektroden an einem Ende der.Einheit überstehen. Die in solchen Einheiten verwendeten Elektroden benutzen jedoch im allgemeinen kostspielige Anordnungen, welche außerdem den Aufbau Einheit komplizieren.

Erfindungsgemäß werden ebene Elektroden mit dreieckigen Endteilen in einer geschichteten Einheit mit dazwischengelegten dielektrischen Abstandhaltern angeordnet. Alternierende Elektroden sind so versetzt» daß die dreieckigen Anteile längs überstehen und seitlich im Abstand an den Enden der Einheit

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angeordnet sind, wodurch eine direkte Verbindung jeder Elektrode an beiden Enden der geschichteten Einheit ermöglicht wird β

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein einfacher, wirtschaftlicher, flacher, geschichteter Kondensator mit Elektrodenbegrenzungen geschaffen, die aß beiden Enden der Komponente überstehen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein flacher, geschichteter Kondensator geschaffen mit dreieckigen Elektrodenteilen, die als Kondesatorkletnmen überstehen.

Ein flacher, geschichteter, erfindungsgemäßer Kondensator weist wenigstens ein Paar Elektroden auf, welche durch ein dielek-

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'■ trisches Abstandshaltermaterial getrennt sind. Diese Elektroden besitzen einen dreieckig geformten. Teil, der längs an wenigstens einem Ende übersteht * Dieser dreieckige Teil wird von einer Endkante der Elektroden geformt, die in einem schiefen Winkel mit den Längskanten angeordnet ist«

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Elektrode rhomboidisch geformt und alternierende Elektroden werden so gedreht, daß die dreieckigen Teile jeder Elektrode so an dem

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Kondensator überstehen, daß sie seitlich angeordnete Klemmen beider Polaritäten an beiden Enden der geschichteten Einhext bilden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der

neuen Erfindung ergeben sich aus der Darstellung von Ausfüh-

in den Figuren rungsbeispielenVsowie aus der nachfolgenden Beschreibung»

Ee zeigts

PIg₉ 1 eine AufiLcht eines, erfindungsgemäßen flachen, geschichteten Kondensators,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Kondensators, und

Fig· 3 eine Aufsicht einer anderen Au β führung s form der Erfindung .

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, werden rhomboidische Elektroden 12 und lA abwechselnd in einer geschichteten Anordnung mit dielektrischem Abstandsmaterial 16 zwischen den Elektrodenlagen angeordnet. Die Elektroden sind im wesentlichen identisch in ihrer Form, aber wechselseitig gewendet, und zwar,so, daß sie

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in einer alternierenden Anordnung geschichtet werden, wobei jede weitere Elektrode um l8o gegenüber der Position der- eingelegten Elektroden gedreht wird. Die Elektrode 12 ist daher so angeordnet, daß ihre untere rechte Kante an einem Ende des Stapels und ihre obere linke Kante an dem anderen Ende des Stapels übersteht, wohingegen die Elektrode" lk um l8o in Beziej« hung zur Elektrode 12 gedreht worden ist, so daß ihre obere

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rechte Kante an dem einen Ende und ihre untere linke Kante an dem anderen Ende des Stapels übersteht.

Dieser Aufbau weist dreieckige Teile auf, die in Längsrichtung an beiden Enden des Stapels überstehen, wobei Teile gleicher Polarität an einem Ende übereinander angeordnet sind,und zwar in seitlichem Abstand von Teilen der entgegengesetzten Polarität an diesem Ende. Wie dargestellt ist, stehen die Teile * gleicher Polarität an alternierenden Ecken der Einheit über, * während Anoden- und Kathoden-Vorsprungteile von großer Fläche an beiden Enden geschaffen werden.

In dieser Ausführungsform werden rhomboidisch geformte Elektroden aus Röhrenmetall, wie Aluminium oder Tantal oder ahn-. lichem, benutzt, um einen elektrolyt!sehen Kondensator zu schaffen. Für eine nichtpolare Einheit, werden alle Elektroden eloxiert, während in einer polaren Einheit nichteloxierte Elektroden mit eloxierten Elektroden abwechseln,

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Die Elektroden werden von einem eloxierten oder nichteloxierten Band des Röhrenmetalls abgeschnitten, indem das Band durch eine Standard-Abschneidemaschine, Artos-Typ, geführt wird, die in einem Winkel zu der Längsachse des Bandes angeordnet ist. Die Elektroden werden dann in geeigneter Weise in einem Montagebock geschichtet, wobei dielektrisches Material in Form von braunem Packpapier oder ähnlichem zwischen diese Elektroden gelegt wird* Wie bereits erwähnt, wird jede weitere Elektrode um l8o gedreht gegenüber den benachbarten Elektroden»

Wenn der Stapel fertiggestellt ist, wird der Abstandshalter mit einem Elektrolyt, z.B. mit einem bekannten Glykol-Borat,

imprägniert, und die Einheit wird weiterhin eloxiert mit beKanten.

kannten Mitteln, um die geschnittenen . abzurunden· Schließlich wird die Einheit vervollständigt durch ein Zusammendrücken der überstehenden Teile gleicher Polarität und durch eine Verbindung zwischen diesen Teilen und Leitungskabeln oder ähnlichem mittels Schweißen oder Nieten oder ähnlichem.

Wie in den Figuren gezeigt, ist der Abstandshalter l6 nicht nur geringfügig breiter als die Elektrode, sondern auch länger als die durchschnittliche Elektrodenlänge, so daß der Abstandshalter 16 die Hauptteile der Elektroden voneinander trennt, und wie bei 18 gezeigt wird, sich über mehr als die Hälfte der Länge der Endkanten erstreckt« Dieser Aufbau sorgt daher für

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eine seitliche Trennung zwischen Teilen verschiedener Polarität an jedem Ende des Aufbaus, wobei eine dielektrische Isolierung zwischen übereinanderliegenden Flächen der dreieckigen Teile mit verschiedener Polarität vorgesehen ist.

Bei diesem Aufbau entsteht jeweils ein spitzer Winkel an dem am weitesten überstehenden Punkt der Elektrodenansätze, Die Endkante der Elektrode bildet daher einen spitzen Winkel mit ihrer überstehenden Längskante. Dieser Winkel kann beträchtlich schwanken« Größere Winkel werden jedoch die Stapelkapazität (größere Überlappung zwischen den Elektroden) erhöhen, die Länge und Fläche der Verbindungsansätze jedoch verringern, während kleine, spitze Winkel, welche für eine lange Ansatzlänge sorgen, eine wesentliche Reduzierung der Stapelkapazität verursachen werden. Daher wird vorzugsweise ungefähr ein Winkel von k5 verwendet·

Die rhomboidisch geformten Elektroden sind äußeret vorteilhaft, da zur Formung der Elektrode einfache Bearbeitungswerkzeuge in wirtschaftlicher Weise benutzt werden können und außerdem nur einfache Anlagen zur Schichtung erforderlich sind. Es können jedoch auch andere Elektrodenformen benutzt werden, um dreieckig geformte Ansätze zu schaffen· Es kann z.B. eine trapezförmige Elektrode benutzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt· Hierbei sind die Elektroden 22 und 2k identische Trapeze, die

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nit dazwischenliegenden Abstandshaltern l6 geschichtet werden.

Za Gegensatz zu den rhomboidisehen Elektroden, welche nicht symmetrisch um beide Achsen sind und jeweils umeinander gedreht werden, ist die trapezförmige Elektrode symmetrisch um die vertikale Achse· Eine Drehbewegung um diese Achse wird daher keine seitliche Versetzung der überstehenden Teile bewirken. Bei dieser Aueführungeform können die alternierenden Elektroden nur um die Lämgsachse gedreht werden.

In einer besonderen Ausführungsform wurde ein Kondensator mit rhombisch geformten Elektroden aus Aluminium hergestellt. Es wurde eine polarisierte Einheit geschaffen, indem man Anodenelektroden aus eloxiertem O,O76mm (3 mil) dicken geätzten, hochreine« Aluminium herausschnitt und Kathodenelektroden aus nichteloxiertem, 0,051 mm (2 mil) dickem gleichem Material.

Die Elektroden wurden von einem 7»62 cm (3 inch) breitem Band unter einem Winkel von 55 ^an den äußersten Enden jeder Elektrode abgeschnitten. Dies ergab für die Endkanten ungefähr eine Länge von 3,21 cm (3 5/8 inch). Die Seitenlänge wurde dabei 10,l6 cm ( k inches).

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Die Einheit wurde dabei mit einem 8,89 cm (3,5 inches) breitem χ 11,43 cm (4,5 inches) langem Abstandshalter von 0,102 mm (4 mil) dickem Manilapapier versehen, welches jeweils zwischen die Elektroden eingelegt und im Verhältnis zu diesen zentriert wurde. Es wurden ungefähr 100 Platten verwendet, und diese zusammengesetzte Einheit wurde mit Glykol-Borat gesättigt· W Damit wurde eine Einheit mit einer Kapazität von 100 900 Mf und einem effektiven Serien(E.S.)-Widerstand von O,OO?46 0hm, welcher bei einer Frequenz von 120 Hertz gemessen wurde, geschaffen·

Es sind selbstverständlich viele verschiedene Ausführungsformen der Erfindung möglich» Es können z.B. Elektrodenanordnungen vorgesehen werden, wobei jeder Endteil unter verschiedenen Winkeln abgeneigt oder abgeschrägt ist, um verschieden große Ansätze für jede Polarität zu schaffen, oder um größer« Längsausdehnungen an einem Ende des Stapels gegenüber dem anderen et: schaffen. Wie in den bekannten flachen, geschichteten Kondensatoren kann eine beliebige Zahl von Slektroden geschichtet werden_s wm die gewünschte Kapazität zu erzeugen· Die neue Anordnung kann in gleicher Weise für elektrostatische al* auch für elektrolytlache Kondensatoren verwendet werden»

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Claims

- 9 Patentansprüche

1.) Ein flacher geschichteter Kondensator, gekennzeichnet durch mehrere ebene Elektroden in einer geschichteten Anordnung mit dazwischenliegenden Abstandshaltern aus dielektrischem Material, wobei jede Elektrode eine Endkante besitzt, die unter einem schiefen Winkel gegen die Längskanten abgeschrägt ist, um einen dreieckig geformten Elektrodenteil zu schaffen; der sich in Längsrichtung von dem Hauptteil erstreckt, und wobei diese Elektroden so geschichtet werden, daß ihre Hauptteile im wesentlichen übereinanderliegen, und daß die Elektroden abwechselnd um l80 so gedreht werden, daß dreieckige Teile der verschiedenen Polarität seitlich in einem Abstand voneinander an einem Ende der Einheit angeordnet sind.

2· Kondensator nach Anspruch 1,dadurch geken nzeichnet, daß beide Endkanten abgeschrägt sind in Beziehung zu den Längekanten der Elektrode, um dreieckige Ausdehnungen jeder Elektrode an beiden Enden der Einheit zu schaffen·

3· Kondensator nach Anspruch 2, dadurch geken nzeichnet, daß die Länge des Abstandshalters gering fügig größer ist als die durchschnittlich· Läng« der Elek-

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troden, so daß der Abstandshalter wenigstens ein« Hälfte der Länge der Endkanten überlappt, um so ebenfalls Abstandsmaterial zwischen übereinanderliegenden. Flächen der dreieckigen Teile von verschiedener Polarität anzubringen.

k k. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch geken nzeichnet, daß die Elektroden Trapezform haben, und alternierende Elektroden um ihre Längsachse gedreht werden, um Elektrodenansätze gleicher Polarität an entsprechenden Ecken beider Enden der Einheit zu schaffen.

5· Kondensator nach Anspruch 2, dadurch geken nzeichnet, daß die Elektroden eine rhomboidische Form besitzen,und daß die elternierenden Elektroden um jede der beiden Achsen ydreht werden, um Elektrodenf- ansätze gleicher Polarität an alternierenden Ecken der

Einheit zu schaffen.

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