DE2516453C2 - Elektrischer Durchführungskondensator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Durchführungskondensator, weicher annähernd ebene Beläge und Dielektrikumsschichten enthält, wobei annähernd parallel zu deren einer Symmetriachse und parallel zu den Belägen ein Durchführungsleiter angeordnet ist, welcher einen Belag des Kondensators S kon taktiert

Ein derartiger Kondensator ist aus dem DT-Gbm 74 26 971 bekannt. Der bekannte Kondensator enthält einen Durchführungsleiter, der zwischen zwei Belägen angeordnet ist, die jeweils an einem Keramik-Dielektrikum anliegen und durch je einen gegenpoligen Belag zu einem Kondensator vervollständigt sind. Eine Kapazitätsvergrößerung ist bei diesem Kondensator im wesentlichen nur durch eine Vergrößerung seiner Fläche möglich, da die Zahl der Beläge nicht mit einfachen Mitteln erhöht werden kann. Die Vergrößerung der Fläche hat aber eine Erhöhung der Induktivität der Beläge zur Folge, was sich insbesondere bei hohen Frequenzen, beispielsweise über 50MHz, in einer verschlechterten Entstörwirkung auf Grund eines erhöhten Kernwiderstandes bemerkbar macht. Außerdem ist die Herstellung dieses Kondensators relativ aufwendig, da der Durchführungsleiter und zwei beidseitig metallisierte Keramikplättchen gesondert hergestellt und schließlich zusammengelötet werden müssen.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde H-.'gt, besteht in einer Verbesserung der Entstörwirkung durch Herabsetzung des Kernwiderstandes und in einer vereinfachten Herstellung des Durchführungskondensators.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Durchführungskondensator der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zwischen zwei annähernd ebenen Deckfolien aus thermoplastischem Kunststoff Metallschichten der Beläge aus Aluminium und eine oder mehrere Dielektrikumsschichten angeordnet sind, daß die Kontaktierung und die mechanische Festigkeit des Kondensators durch Anschlußdrähte gewährleistet ist, welche parallel zu den Deckfolien angeordnet und zumindest durch eine der Deckfolien, durch die Metallschicht bzw. Metallschichten des jeweils zu kontaktierenden Belags im Bereich hierfür vorgesehener Kontaktierungszonen und gegebenenfalls durch Dielektrikumgsschichten hindurchgeschmolzen sind, daß einer der Anschlußdrähte als Durchführungsleiter dient, in der Mitte der Deckfolien, parallel zu deren Symmetrieachse angeordnet ist und auf zwei Seiten über die Deckfolien vorsteht, daß dieser Durchführungsleiter einen gemeinsamen Belag von zwei Kondensatoren kontaktiert, welche zu seinen beiden Seiten angeordnet sind, und daß zwei außenliegende Anschlußdrähte den zweiten Belag des jeweiligen Kondensators kontaktieren.

Ausgestaltungen des Kondensatoraufbaus können aus der DT-OS 22 47 260 entnommen werden.

Üblicherweise wird zur Verbesserung der Entstörwirkung der Durchführungskondensator herkömmlicher Bauart induktivitätsarm ausgebildet, indem der Durchführungsleiter den einen Kondensatorbelag darstellt, während der gegenpolige Kondensatorbelag in Form einer Zylinderwand konzentrisch um den Durchführungsleiter herum angeordnet wird. Dieser wird mit dem Gehäuse, vorzugsweise HF-dicht, verbunden. Dieser Aufbau ist bei der herkömmlichen Technik zur Ableitung hochfrequenter Ströme erforderlich, da er aufgrund der sehr kurzen Leitungslängen dem hochfrequenten Störstrom besonders wenig induktiven Widerstand entgegenseizi. Andererseits sind bei einem

derartigen Aufbau der realisierbaren Kapazität Grenzen gesetzt, da der Durchführungsleiter oder ein nicht wesentlich größerer konzentrisch angeordneter erster Belag die verfügbare Fläche des Kondensators begrenzen. Ein vom Durchführungsleiter weiter wegführender Belag würde bereits wieder den induktiven Widerstand des Kondensators gegenüber den hochfrequenten Störspannungen erhöhen. Soll also ein derartiger Kondensator für größere Kapazitätswerte hergestellt werden, so /ührt das zur Verwendung eines relativ großen Durchführungsleiters und damit zu relativ großen Abmessungen des Kondensators. Dies wiederum verteuert das Bauelement und erschwert seine Handhabung.

Eine wichtige Kenngröße von Durchführungskondensatoren ist der Kernwiderstand K, der durch das Verhältnis der Ausgangsspannung zum Strom, der bei offenem Durchführungsleiter über den Kondensator fließt, gegeben ist. Bei niederen Frequenzen folgt K etwa dem Wert Ι/ΩΟ, was der reinen Kapazität entspricht. In der Nähe der Resonanzfrequenz liegt er aber bei bedeutend höheren Werten; nur bei induktivitätsarmen Ausführungen ist die Abweichung klein.

Überraschenderweise ergibt ein Durchführungskondensator in der flachen Form der eingangs beschriebenen Art nicht nui ebenso kleine Werte für den Kernwiderstand wie induktivitätsarme Kondensatoren und damit gute Werte der Bedämpfung, sondern der Kernwiderstand unterschreitet sogar den Wert 1/Ω0 (im Beispiel bei 50 MHz).

In einem derartigen Kondensator kann außerdem der Durchführungsdraht rein nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten bzw. gemäß der erforderlichen Strombelastbarkeit dimensioniert werden. Er kann also in der Regel wesentlich dünner gewählt werden, als für einen nach der Kapazität vergleichbaren Durchführungskondensator herkömmlicher Bauart. Dadurch werden als weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik besondere Maßnahmen für eine HF-dichte Einbauweise überflüssig.

Eine vorteilhafte Abschirmung des Kondensators wird erreicht, indem er zwei Trägerfolien enthält, indem zum Kondensatorinneren hin mit jeder der beiden Trägerfolien je zwei Metallschichten stoffschlüssig verbunden sind, welche an zwei gegenüberliegende Kanten des Kondensators reichen und mit je einem der außenliegenden Anschlußdrähte elektrisch leitend verbunden sind, indem zwischen diesen Metahschichten eine metallfreie Zone liegt, indem darauffolgend mit jeder Schichtanordnung eine Dielektrikumsschicht und eine weitere Metallschicht stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Metallschicht auf beiden Außenseiten metallfreie Randzonen freiläßt, indem die einander entsprechenden Metallschichten auf der einen bzw. anderen Trägerfolie deckungsgleich übereinanderliegen und indem die außenliegenden Anschlußdrähte im Bereich der metallfreien Randzonen und der Durchführungsleiter im Bereich der metallfreien Zone eingeschmolzen sind.

Sollen relativ dünne und daher leicht zu verarbeitende Trägerfolien verwendet werden, so ist es vorteilhaft, daß eine Trägerfolie außen liegt und somit als Deckfolie dient und daß die zweite Trägerfolie ebenfalls nach außen gewandt und durch eine zusätzliche nichtmeiallisierte Deckfolie bedeckt ist.

Die Kapazitäten zwischen dem Durchführungsleiter und jedem der beiden Außenleiter werden vorteilhaft gleich groß gewähii. Dadurch ergibt sich ein symmetrischer Aufbau.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von

2 Figuren näher erläutert Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt

F i g. 1 zeigt ein Diagramm des Kernwiderstandes in

Abhängigkeit von der Frequenz. Kurve 1 zeigt dabei die für die entsprechende Kapazität gerechneten Werte, a'so I/DC. Kurve 2 zeigt den Kernwiderstand eines erfindungsgemäßen Kondensators. Man sieht eindeutig,

ίο daß der Kernwiderstand des erfindungsgemäßen Kondensators bei einer Frequenz /i die berechnete Kurve schneidet und bei höheren Frequenzen einen kleineren Kernwiderstand ergibt. Die Frequenz /i liegt bei einem erfindungsgemäßen Kondensator der Ausführung gemäß F ig. 2 bei 50 M Hz.

F i g. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführunj-sbeispiel. Mit je einer von zwei Trägerfolien 1 sind jeweils zwei Metallschichten 2 aus Aluminium stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise aufgedampft. Mit diesen Schichten sind wiederum jeweils eine Dilektrikumsschicht 3 und eine Metallschicht 4 stoffschlüssig verbunden. Zwischen den Metallschichten 2 ist auf der jeweiligen Trägerfolie 1 eine unmetallisierte Zone 8. Die Metallschichten 4 lassen zum Rand der Folie hin metallfreie Randzonen 2s frei. Die einander entsprechenden Metallschichten 2 bzw. 4 der Trägerfolien 1 liegen deckungsgleich übereinander. Eine der Trägerfolien 1 dient gleichzeitig als Deckfolie. Die zweite der Trägerfolien 1 ist durch eine Deckfolie 7 verstärkt. Die Anschlußdrähte 5 werden in Pfeiirichtung stellenweise durch die Folien hindurch bis in die untenliegende Trägerfolie 1 eingeschmolzen. Der Durchführungsleiter 6 wird stellenweise durch alle Folien hindurch zumindest bis in die untenliegende Dielektrikumsfolie 3 eingeschmolzen. Dadurch wird der Kondensator verfestigt, und die jeweils zu kontaktierenden Metallschichten eines Belags werden kontaktiert. Alle Metallschichten 2 sind gleich breit, wodurch sich ein symmetrischer Aufbau ergibt.

F i g. 2 ist nicht maßstäblich gezeichnet, die Anschlußdrähte 5 und der Durchführungsleiter 6 sind in der Regel wesentlich dicker als die Gesamtheit der Kondensatorschichten.

Die Anschlußdrähte 5 ragen zweckmäßigerweise auf einer Seite des Kondensators vor, damit sie in

entsprechende Löcher des geschirmten Gehäuses eingeführt und verlötet werden können. Sie können auch beidseitig über den Kondensator vorstehen, wenn dieser beispielsweise in einer zweiten, isolierenden Halteplatte zusätzlich gehalten werden soll. Auch das Anbringen einer Querleiste, in der die Anschlußdrähte gegeneinander isoliert, doch mechanisch fest gehalten

werden, kann zur Verfestigung des Kondensators auf einer Seite oder auf beiden Seiten zweckmäßig sein, beispielsweise wenn beim Einbau die Anschlußdrähte evtl. verbogen werden müssen. Eine Fixierung der Drähte kann auch durch Umpressen mit Kunststoff vorgenommen werden. Dabei werden die Drähte zweckmäßigerweise gekerbt, um sie im Kunststoff gut zu fixieren. Der Kunststoff kann dabei nur die Drähte oder auch den ganzen Kondensator umhüllen.

Für größere Kapazitäten ist es vorteilhaft, den Aufbau nach Fi g. 2 mehrfach wiederholt übereinander zu stapeln und erst dann durch die Anschlußdrähte 5 und den Durchführungsleiter 6 zu kontaktieren. In diesem Fall kann die zusätzliche Deckfolie 7 entfallen, wenn die mechanische Festigkeit des Kondensators durch die zusätzlichen Schichten bereits gegeben ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Durchführungskondensator, welcher annähernd ebene Beläge und Dielektrikumsschichten enthält, wobei annähernd parallel zu deren einer Symmetrieachse und parallel zu den Belägen ein Durchführungsleiter angeordnet ist, welcher einen Belag des Kondensators kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei annähernd ebenen Deckfolien aus thermoplastischem Kunststoff Metallschichten (2, 4) der Beläge aus Aluminium und eine oder mehrere Dielektrikumsschichten (3) angeordnet sind, daß die Kontaktierung und die mechnische Festigkeit des Kondensators durch Anschlußdrähte (5,6) gewährleistet ist, welche parallel zu den Deckfolien angeordnet und zumindest durch eine der Deckfolien, durch die Metallschicht bzw. Metallschichten (2,4) des jeweils zu kontaktierenden Belags im Bereich hierfür vorgesehener Kontaktierungzogen und gegebenenfalls durch Dielektrikumgsschichten (3) hindurchgeschmolzen sind, daß einer der Anschlußdrähte als Durchführungsleiter (6) dient, in der Mitte der Deckfolien, parallel zu deren Symmetrieachse angeordnet ist und auf zwei Seiten über die Deckfolien vorsteht, daß dieser Durchführungsleiter (6) einen gemeinsamen Belag von zwei Kondensatoren kontaktiert, welche zu seinen beiden Seiten angeordnet sind, und daß zwei außenliegende Anschlußdrähte (5) den zweiten Belag des jeweiligen Kondensators kontaktieren.

2. Elektrischer Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Trägerfolien (1) enthält, daß zum Kondensatorinneren hin mit jeder der beiden Trägerfolien (1) je zwei Metallschichten (2) stoffschlüssig verbunden sind, welche an zwei gegenüberliegende Kanten des Kondensators reichen und mit je einem der außenliegenden Anschlußdrähte (5) elektrisch leitend verbunden sind, daß zwischen diesen Metallschichten (2) eine metallfreie Zone (8) liegt, daß darauf folgend mit jeder Schichtanordnung eine Dielektrikumsschicht (3) und eine weitere Metallschicht (4) stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Metallschicht (4) auf beiden Außenseiten metaüfreie Randzonen freiläßt, daß die einander entsprechenden Metallschichten (2,4) auf der einen bzw. anderen Trägerfolie (1) deckungsgleich übereinanderliegen und daß die außenliegenden Anschlußdrähte (5) im Bereich der metallfreien Randzonen und der Durchführungsleiter (6) im Bereich der metallfreien Zone (8) eingeschmolzen sind.

3. Elektrischer Schichtkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerfolie (1) außen liegt und somit als Deckfolie dient und daß die zweite Trägerfolie (1) ebenfalls nach außen gewandt und durch eine zusätzliche nichtmetallisierte Deckfolie (7) bedeckt ist.

4. Elektrischer Schichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten zwischen dem Durchführungsleiter (6) und jedem der beiden Außenleiter (5) gleich groß sind.