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Hochtemperaturbeständiger elektrischer Kondensator Der elektrische
Kondensator gehört wegen der Verwendung organischer Stoffe zu seinem Aufbau mit
zu den Schaltelementen, die gegen höhere Temperaturen besonders empfindlich sind
bzw. die normalerweise die höchste Betriebstemperatur einer Einrichtung oder eines
Gerätes bestimmen.
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Um dieBetriebstemperaturbeständigkeit auch für höhere Temperaturen
zu gewährleisten, hat man elektrische Kondensatoren unter Vermeidung von organischen
Stoffen hergestellt. Besonders aussichtsreich für die zukünftige Entwicklung sind
hierbei jene Kondensatoren, die als Dielektrikum ein nichtleitendes anorganisches
Umsetzungsprodukt der Belegungen besitzen, welches hochtemperaturbeständig ist,
einschlußfrei fest auf der Belegung haftet, in immer gleichmäßiger gewünschter Stärke
hergestellt werden kann, eine verhältnismäßig. hohe Dielektrizitätskonstante besitzt
und eine große spezifische Kapazitätsausbeute gewährleistet.
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Als Vertreter dieser Kondensatorgruppe sei auf die sogenannten Aluminiumoxydkondensatoren
verwiesen, bei denen die Belegungen aus Aluminium und das Dielektrikum aus in irgendeiner
an sich bekannten Weise erzeugten Aluminiumoxyd besteht.
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Eine gewisse Schwierigkeit beim Aufbau derartiger Kondensatoren besteht
in der Anbringung der Stromzuführung zur Belegung. Man hat sich bisher damit beholfen,
daß man aus der Belegung herausstehende Teile, Anschlußfahnen od. dgl. zur
Stromzuführung
benutzt hat. Wenn man nun die bei den anderen Kondensatoren hoch entwickelten Eigenschaften
hinsichtlich der Induktivitätsarmut, d. h. eines günstigen Frequenzganges der Kapazität
und des Verlustwinkels, konzentrischer Stromzuführung u. dgl. m., erzielen will,
dann muß man die hei den anderen Kondensatoren angewendeten Konstruktionsgedanken,
soweit sie sich mit der Eigenart des vorliegenden Kondensators in Einklang bringen
lassen, anwenden. Dies stößt nun jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten, da die Belegungen
eines mit nichtleitendem Umsetzungsprodukt als Dielektrikum aufgebauten Kondensators
vollständig von der nichtleitenden Schicht umhüllt sind. So ist es beispielsweise
nicht ohne weiteres möglich, die an sich bekannte stirnseitige Verlötung bei Wickelkondensatoren,
wodurch geringe Induktivitätsarmut und konzentrische Stromzuführung gegeben ist,
in Anwendung zu bringen, weil die Belegungskanten mit einer Isolierschicht überzogen
sind.
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Man könnte nun auf den Gedanken kommen, die für die Kontaktgabe benötigte
Kante von der nichtleitenden Schicht freizuhalten, indem man sie vor der Bildung
des Umsetzungsproduktes schützt oder, nachdem man die Umsetzungsschicht erzeugt
hat, diese an der betreffenden Stelle wieder, beispielsweise durch Ablösen, entfernt.
Beide Maßnahmen sind bereits vorgeschlagen worden, sind jedoch äußerst umständlich.
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Die Erfindung gibt einen Weg an, um bei Kondensatoren, deren Dielektrikum
aus einem auf der Belegung aufgewachsenen, nichtleitenden Umsetzungsprodukt besteht,
den Strom über einer an der Belegung angebrachten, vorzugsweise mehrere Belegungsteile
gleichzeitig verbindenden Lötschicht zuzuführen, um damit die beispielsweise bei
Papierwickelkondensatoren bekannte stirnseitige Verlötung in Anwendung zu bringen.
Erfindungsgemäß wird diese Lötschicht an einer Kante der Belegung angebracht und
diese Kante dadurch frei von dem nichtleitenden Umsetzungsprodukt gehalten, daß
die vollständig mit der nichtleitenden Schicht versehene Belegung durchschnitten
ist.
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Es tritt also bei der Erzeugung der dielektrischen Schicht kein Umstand
auf, der den einfachen Arbeitsgang erschwert. Lediglich wird nach der Fertigstellung
der Belegung mit dem dielektrischen Überzug ein Arbeitsschritt eingeführt, der darin
besteht, daß eine Kante des Belegungsstreifens abgeschnitten wird, wodurch das Muttermetall
an der Schnittkante freigelegt wird und nun zur Verbindung der Lötschicht offen
liegt. Man kann die Schnittkante dadurch erzeugen, daß man einen schmalen Randstreifen
von der Belegung abschneidet und diesen als Abfall betrachtet. Man kann jedoch auch
ohne Abfall auskommen, wenn man die benötigten Bandbreiten in doppelter Breite mit
der nichtleitenden Schicht überzieht und sie nachher in der Mitte auftrennt. Die
Zusammenschichtung der mit einer freien Metallkante versehenen Belegungen muß naturgemäß
so erfolgen, daß die freien Kanten verschiedener Polarität an verschiedenen Seiten
des Kondensatorkörpers zutage treten. Um bei der nachfolgenden Verlötung Verletzungen
der dazwischenliegenden, mit Umsetzungsschicht bedeckten Kante des Gegenbelages
zu vermeiden, empfiehlt es sich ferner, die zu verlötende Kante aus dem Wickelkörper
herausragen zu lassen, beispielsweise i bis 2 mm vorstehen zu lassen. Bei einem
Wickelkondensator wird man daher zwei mit je einer freien Längskante versehene Belegungsstreifen
so miteinander aufwickeln, daß die Bänder gegenseitig versetzt, mit den offenen
Schnittkanten auf je einer Stirnseite offen liegen. Ein solcher Wickelkörper läßt
sich, um die Anforderungen an die elektrischen Werte besonders günstig zu gestalten,
ohne Schwierigkeiten in der Art eines bekannten Durchführungskondensators herstellen,
wobei durch den Wickelhohlraum des Wickelkörpers ein mit ihm eine Einheit bildendes
Leiterstück geführt ist, welches durch eine Verlötung unmittelbar mit der einen
stirnseitig herausragenden Belegung in Verbindung steht, während die Gegenbelegung
beispielsweise mit dem ummantelnden Gehäuse ebenfalls durch eine Verlötung verbunden
ist. Derartige Kondensatoren haben für entstörungstechnische Zwecke äußerst große
Bedeutung, da selbst bei Maschinen, die höhere Detriebstemperaturen annehmen, unmittelbar
am Störherd angebracht werden können, infolge ihrer großen Volumkapazität äußerst
kleine Abmessungen aufweisen und durch die Anwendung der bewährten Aufbauweise in
ihrer Wirksamkeit nicht überboten werden können.
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In der Zeichnung ist in Fig. i ohne Rücksicht auf die wahren Abmessungen
ein Schnitt durch einen Stapelkondensator wiedergegeben, dessen Belegungen allseitig
durch einen aufgewachsenen dielektrischen Überzug bedeckt sind. Die Belegungen sind
mit a bezeichnet, der dielektrische überzug mit b. Durch Abschneiden eines Randstreifens
sind die einzelnen Belegungen an einer Längskante von dem dielektrischen Überzug
befreit und mit einer Lötschicht c untereinander verbunden, an welche Lötschicht
gleichzeitig die äußere -Stromzuführung angebracht wird. In der gleichen Art gelangt
man auch zu einem Wickelkondensator, wenn man, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, zwei
Bänder d und e, die mit einer dielektrischen Schicht überzogen sind, miteinander
aufwickelt. Hierbei ist das Band d an der Kante f und das Band
e an der Kante g durch Abschneiden eines Randstreifens mit einer offenen
Metallkante versehen, die gleichzeitig dadurch, daß die Bänder d und
e entsprechend gegeneinander versetzt sind, aus dem Wickelkörper herausragt.
Zweckmäßigerweise bestehen die Bänder d und e anfangs aus einem einzigen Streifen,
der nach Erzeugung der dielektrischen Schicht in der Mitte aufgeschnitten ist. Ein
solcher Wickelkörper läßt sich in der bekannten Weise, wie es die Fig.3 im Schnitt
zeigt, zu einem Durchführungskondensator entwickeln, bei dem die auf der einen Stirnseite
herausstehende offene Belegungskante mittels der Lötschicht lt untereinander und
mit dem Durchführungsleiter i verbunden ist, während
auf der Gegenstirnseite
die Lötschicht k den Gegenbelag mit dem Gehäuse l verbindet.
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Ein in dieser Weise aufgebauter Kondensatorwickel zeigt bei einem
Außendurchmesser von 11,5 mm und einer Länge von 4.2 mm eine Kapazität von o, i
,uF, bei einem Verlustwinkel von unter 3 X io-3 bei 8oo Hz. Der Isolationswiderstand
ist angenähert io ooo Ohm und die Temperaturbeständigkeit -6o bis -I- 16o° C. Die
Durchschlagsspannung beträgt etwa Zoo V. Durch Wahl anderer Folienstärken, Vermeidung
der Poren in der nichtleitenden Schicht, Ausbildung der Gegenbelegung durch aufgedampfte
oder in ähnlicher Weise aufgebrachte dünne Schichten und ähnliche Maßnahmen ist
mit noch weiteren erheblichen Verbesserungen, auch hinsichtlich der Durchschlagsspannungen,
dieser Kondensatoren zu rechnen.