DE2516453C2 - Elektrischer Durchführungskondensator - Google Patents
Elektrischer DurchführungskondensatorInfo
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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)
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.
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