DE1117216B - Elektrischer Lackfolien-Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Elektrischer Lackfolien-Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kondensator, dessen eine Belegung aus einer metallischen Trägerfolie mit einer glänzenden und einer matten Seite besteht, die beide mit einer das Kondensatordielektrikum bildenden dünnen Kunststoff- bzw. Lackschicht versehen sind, und der als Gegenbelegung auf den Außenseiten der beiden Dielektrikumschichten unmittelbar festhaftend aufgebrachte, selbstheilende Metallschichten hat.
• Bei derartigen Kondensatoren geben die beiden auf die in der Regel aus Aluminium bestehende Trägerfolie aufgebrachten Kunststoffschichten zu Störungen Anlaß. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei Verwendung derartiger Schichten als Kondensatordielektrikum selbst dann, wenn sie unter genau gleichen Bedingungen und mit gleicher Dicke aufgebracht wurden, starke Schwankungen der Spannungsfestigkeit auftraten, welche auf Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit der gewalzten Aluminiumträgerfolien zurückgeführt werden konnten. Derartige Folien haben nämlich eine glänzende und eine matte Oberfläche, und überraschenderweise stellt sich beim überziehen gerade der glänzenden Seite der Aluminiumfolie mit einer dielektrischen Kunststoff- oder Lackschicht eine größere Anzahl von Fehlerstellen ein als beim überziehen der matten Seite der Aluminiumfolie. Die Qualitätsunterschiede der beiden Lackschichten treten besonders deutlich in Erscheinung, wenn auf beide Lackschichten Belegungen üblicher Dicke aufgedampft werden. Dabei ergeben sich nämlich auf der Seite der schlechteren Lackschicht besonders viele Stellen, an denen der Abstand zwischen der aufgedampften Belegung und der Aluminiumfolie so klein ist, daß selbst bei niedrigen Spannungen überschläge an diesen Stellen stattfinden. Da andererseits die Spannungsfestigkeit des fertigen Kondensators durch die schlechtere Lackschicht bestimmt ist, müßte man unter Berücksichtigung dieser Tatsache bei der Herstellung von Kondensatoren höchster Spannungsfestigkeit auf die Metallisierung der schlechteren Lackschicht verzichten. Dies ist aber deshalb unerwünscht, weil die an sich bekannte doppelseitige Metallisierung von dielektrischen Lagen in Kondensatoren den Vorteil mit sich bringt, daß dadurch die Luftzwischenräume zwischen den einzelnen Lagen oder Windungen der Kondensatoren in einen feldfreien Raum verlegt sind, wodurch die Imprägnierung derartiger Kondensatoren eingespart und außerdem die Kapazitätskonstanz bedeutend erhöht werden kann.
• Dieser Vorteil kann auch bei den im vorstehenden beschriebenen Lackfolien-Kondensatoren ausgenutzt werden, wenn gemäß der Erfindung die selbstheilende Metallschicht auf der die glänzende Seite der Trägerfolie bedeckenden Lackschicht dünner ist als auf der die matte Seite der Trägerfolie bedeckenden Lackschicht. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die dünnere Metallschicht höchstens halb so dick zu machen wie die andere.
• Es ist bekannt, selbsttragende Isohersto$bänder, die zu selbstheilenden Kondensatoren gewickelt oder gestapelt werden, auf beiden Seiten zu metallisieren, den auf der Rückseite der Bänder aufgebrachten Metallbelag nur halb so dick zu machen wie den Metallbelag auf der Vorderseite der Bänder und ihn elektrisch an die Stirnkontakte der Kondensatoren nicht anzuschließen. Bei einem aus zwei derartigen doppelseitig metallisierten Isolierstoffbändern hergestellten Kondensator steht jeder der beiden Kondensatorbelegungen in inniger Berührung mit der ebenfalls metallisierten Rückseite des Isolierstoffbandes der Gegenbelegung, so daß Lufteinschlüsse zwischen den beiden Metallschichten in einem feldfreien Raum liegen. Bei auf eine Aluminiumfolie lufteinschlußfrei aufgebrachten Lackschichten als Kondensatordielektrikum sind keine Luftzwischenräume vorhanden, so daß dabei auch keine besonderen Maßnahmen zur Gewinnung feldfreier Räume zu treffen sind.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine zur Herstellung eines Lackfolien-Kondensators bestimmte lackierte und metallisierte Aluminiumfolie im Schnitt und in gegenüber der Wirklichkeit verzerrten Größenverhältnissen dargestellt. Ein in Wirklichkeit 0,006 bis 0,008 mm starkes Aluminiumband ist dabei mit 10 bezeichnet. Auf beide Seiten des Bandes 10 ist je eine 0,003 mm dicke Schicht 11 und 12 aus einem Polyurethanlack aufgebracht, und zwar die Lackschicht 11 auf die matte und die Lackschicht 12 auf die glänzende Seite des Aluminiumbandes. Die Lackschicht 11 trägt einen 0,00004 mm dicken Zinkbelag 13, der sich nur auf einer Seite bis zum äußersten Rand des hier über die Aluminiumfolie 10 überstehenden Lackrandes erstreckt und hier auf eine Dicke von etwa 0,0001 mm in an sich bekannter Weise verstärkt ist. Auf die gegenüberliegende Lackschicht 12 ist ein Zinkbelag 14 aufgedampft in einer Dicke von 0,00001 mm, der demnach nicht einmal halb so dick ist wie der Metallbelag 13 und sich nicht bis zum äußersten Rand der Lackschicht 12 erstreckt. Der Metallbelag 14 wird also bei einem aus dem gezeichneten Band gewickelten Kondensator durch auf die eine Stirnseite aufgespritztes Brückenmetall nicht unmittelbar kontaktiert, sondern lediglich durch die beim Wickeln des Kondensators erfolgende Berührung mit dem Metallbelag 13. Dadurch wird die Gefahr von überschlägen von den Metallbelägen 13, 14 zu der Aluminiumfolie unter der später aufgespritzten Kontaktbrücke erheblich herabgesetzt.
• Die Wirkung der auf die Lackschicht 12 aufgedampften, gegenüber der Metallschicht 13 wesentlich dünneren Metallschicht 14 beruht darauf, daß durch den dünneren Metallbelag auf der im Vergleich zu der Lackschicht 11 schlechteren Lackschicht 12 sich an einer wesentlich geringeren Zahl von Fehlerstellen so kleine Abstände zwischen den Belegungen einstellen, die zu Durchschlägen führen, wie dies bei einem dickeren Metallbelag der Fall wäre. Dies kann darauf zurückzuführen sein, daß die zum Aufdampfen dünnerer Schichten erforderliche kleinere Metallmenge weniger tief in die auf der Lackschicht vorhandenen Vertiefungen eindringt, oder darauf, daß die dünnen Stellen der Lackschicht durch eine kleinere Metallmenge thermisch weniger beansprucht werden als durch eine größere Metallmenge, wie sie zur Herstellung einer mehrfach dickeren Metallschicht benötigt wird. Aber selbst eine trotzdem noch vorhandene größere Anzahl von Fehlerstellen könnte über den dünneren Metallbelag 14 ohne Beeinträchtigung des Isolierwiderstandes ausgebrannt werden, wenn das Ausbrennen der schwachen Stellen der Wickelbänder vor ihrer Weiterverarbeitung zu Kondensatorwickeln vorgenommen wird, weil dabei das Ausbrennen der Fehlerstellen mit geringer Ausbrennenergie vorzugsweise nur auf der Seite des dünneren Metallbelags 14 erfolgt. Aber auch beim Ausbrennen der Fehlerstellen am fertigen Kondensator muß bei jedem Ausbrand insgesamt eine geringere Metallmenge verdampft werden, wenn wenigstens einer der Beläge wesentlich dünner ist als der andere.
• Bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Kondensator wird demnach nicht nur die überschlagsfestigkeit unter der Kontaktbrücke auf der kontaktierten Seite der aufgedampften selbstheilenden Beläge, sondern auch die Spannungsfestigkeit des Lackdielektrikum wesentlich erhöht.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Kondensator, dessen eine Belegung aus einer metallischen Trägerfolie mit einer glänzenden und einer matten Seite besteht, die beide mit einer das Kondensatordielektrikum bildenden dünnen Kunststoff- bzw. Lackschicht versehen sind, und der als Gegenbelegung auf den Außenseiten der beiden Dielektrikumschichten unmittelbar feststehend aufgebrachte selbstheilende Metallschichten hat, dadurch gekennzeich- net, daß die selbstheilende Metallschicht auf der die glänzende Seite der Trägerfolie bedeckenden Lackschicht dünner ist als auf der die matte Seite der Trägerfolie bedeckenden Lackschicht.
2. 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnere der selbstheilenden Metallschichten höchstens halb so dick ist wie die andere.
3. 3. Kondensator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußrand der dickeren selbstheilenden Metallschicht verstärkt ist.
4. 4. Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwachen Stellen im Dielektrikum der doppelseitig lackierten und hierauf metallisierten Trägerfolie vor ihrer Weiterverarbeitung ausgebrannt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 900 971; österreichische Patentschrift Nr. 178 989.