DE2416566C2

DE2416566C2 - End-contact electrical capacitor using the Schoop process

Info

Publication number: DE2416566C2
Application number: DE19742416566
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hoyler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1976-05-13
Also published as: DE2416566B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mittels Schoopverfahrens stirnkomtaktierten, elektrischen Kondensator, insbesondere Stapel- oder Schichtkondensator, welcher metallisierte Kondensatorfolien aus Isolierstoffschichten und Metallisierungen enthält, deren stirnkontaktierte Kanten einen welligen Verlauf zeigen, wobei die Gesamtlange der Kanten nur einige wenige Wellenlängen der Weläigkeit beträgt.The present invention relates to an electrical forehead compacted by means of the Schoop method Capacitor, in particular stack or layer capacitor, which is made of metallized capacitor foils Contains layers of insulating material and metallizations, the front-contacted edges of which have a wavy course show, whereby the total length of the edges is only a few wavelengths of wavelength.

Ein derartiger Kondensator ist aus der DT-OS 22 10 711 bekannt. Die Amplitude der Welligkeit eines derartigen Kondensators wird nach dem Stand der Technik wesentlich größer ausgeführt als die nicht ganz zu vermiedende Versetzung benachbarter Folienlagen gegeneinander. Dieses Merkmal läßt sich in der Praxis in vielen Fällen nicht verwirklichen, denn die Amplitude der Welligkeit ist bei den üblichen Schneidverfahren wesentlich kleiner als die Wellenlänge. Wenn also wie bei Schichtkondensatoren, welche Kontaktierungslängen von nur einigen Millimetern aufweisen, sehr kurze Wellenlängen notwendig sind, kommt die unvermeidbare Folienversetzung in die Größe der Amplitude der Welligkeit der Kanten. Dies führt in einem Kondensator der eingangs beschriebenen Art zu untragbar hohen Kapazitätsausfällen, da dann auch bei ungleicher Phasenlage der Welligkeit benachbarter Folienkanten die Folien-Randbereiche der zurückliegenden Folien von den benachbarten Folien vollständig abgedeckt werden, so daß auf den zurückliegenden Folien eine Kontaktierung der bis an die Folienkanten reichenden Metallisierung nicht möglich ist. Da weiterhin die verschiedenen Wellenzüge einer Folienkante bei kurzen BeIagen, insbesondere SchichtKondensatoren, dieselbe Phasenlage gegenüber den entsprechenden Wellenzügen der benachbarten Folienkanten aufweisen, fällt bei vollständiger Überdeckung eines Folienrandbereiches an einer Stelle im allgemeinen der gesamte Belag für die Kapazität aus, da dann auch die anderen Wellenzüge vollständig überdeckt, also nicht kontaktiert sind. Bei kleinen Wickelkondensatoren führt dieser Effekt sogar zu totalem Ausfall, bei Schichtkondensatoren zum Ausfall eines Teils der Belagsflächen und zu einer entsprechenden Verkleinerung der Kapazität.Such a capacitor is known from DT-OS 22 10 711. The amplitude of the ripple of a According to the prior art, such a capacitor is made much larger than the not quite Offset between adjacent film layers to be avoided. This feature can be seen in practice In many cases this is not possible because the amplitude of the waviness is the same with the usual cutting processes much smaller than the wavelength. So if like with film capacitors, which contact lengths of only a few millimeters, very short wavelengths are necessary, comes the inevitable Foil dislocation in the size of the amplitude of the waviness of the edges. This results in a capacitor of the type described at the outset leads to unacceptably high capacity failures, since then even with an unequal phase position the waviness of adjacent foil edges the foil edge areas of the back foils of the adjacent foils are completely covered, so that a contact is made on the backing foils the metallization reaching up to the foil edges is not possible. As the various Wave trains on a foil edge in the case of short supplements, in particular layered capacitors, the same phase position have compared to the corresponding wave trains of the adjacent foil edges, falls with more complete Covering a film edge area at one point generally the entire covering for the Capacitance off, since the other wave trains are then completely covered, i.e. not contacted. at This effect even leads to total failure of small wound capacitors, and to failure of film capacitors part of the pavement area and a corresponding reduction in capacity.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kontaktierung von Kondensatoren der eingangs beschriebenen Art sicherer zu gestalten und die Amplitude der Welligkeit der Kanten zu verkleinern.The object of the present invention is to provide the contacting of capacitors of the type described at the outset Kind to make it safer and to reduce the amplitude of the waviness of the edges.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Frequenz der Welligkeit der Kanten benachbarter Folienlagen unterschiedlich ist.According to the invention, this object is achieved by that the frequency of the waviness of the edges of adjacent film layers is different.

Der erfindungsgemäße Kondensator hat den Vorteil, daß bei jeder Phasenlage benachbarter welliger Kanten zueinander jede der welligen Kanten in regelmäßigen Abständen von Schoopmetallen erfaßt wird, so daß jede im Bereich der Kanten befindliche Metallisierung kontaktiert wird, gleichgültig, auf welcher Seite der entsprechenden Folie sie sich befindet. Er hat weiterhin den Vorteil, daß die Welligkeit der Kanten eine Amplitude aufweisen kann, die sogar kleiner sein darf als die unvermeidliche Versetzung benachbarter Folienlagen gegeneinander. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kondensators ist darin zu sehen, daß im Zuge optimaler Ausnutzung des gesamten Kondensatormaterials und einer weitergehenden Verkleinerung der Kondensatoren der kapazitiv nicht nutzbare Randbereich verkleindert werden kann.The capacitor according to the invention has the advantage that with each phase position of adjacent wavy edges to each other, each of the wavy edges is detected at regular intervals by Schoopmetallen, so that every metallization located in the area of the edges is contacted, regardless of which side of the corresponding film it is on . It also has the advantage that the waviness of the edges can have an amplitude which may even be smaller than the unavoidable offset of adjacent film layers with respect to one another. Another advantage of the capacitor according to the invention can be seen in the fact that in the course of optimal utilization of the entire capacitor material and a further reduction in size of the capacitors, the capacitively unusable edge area can be reduced.

Unter »Versetzung der Folienlagen« wird eine beim Wickeln des Kondensators bewirkte seitliche Versetzung verstanden. Kondensatorfolien gemäß der vorliegenden Erfindung können unter anderem metallisierte Kunststoffolien oder unmetallisierte Kunststoffolien ode.· auch Trägerfolien mit aufgebrachten Isolierstoff- und Metallschichten unterschiedlicher Polarität sein. Unter diesen Begriff fällt jede Kondensatorfolie, die einen eindeutigen Kontakt mit allen gewünschten Belägen ermöglicht, indem ihre Kanten mittels Schoopverfahren kontaktiert werden."Displacement of the foil layers" is a lateral displacement caused when the capacitor is wound Understood. Capacitor foils according to the present invention can, inter alia, be metallized Plastic foils or unmetallized plastic foils or also carrier foils with applied insulating material and metal layers of different polarity. This term includes any capacitor film that enables a clear contact with all the desired coverings by using the Schoop method to be contacted.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Amplitude der Welligkeit der stirnkontaktierten Kanten in derselben Größenordnung liegt wie die Versetzung benachbarter Folienlagen gegeneinander und daß das Wellenlängenverhältnis 1 :2 beträgt. Unter »Wellenlängenverhältnis« wird in dieser Anmeldung das Verhältnis der Wellenlängen der Welligkeit zweier benachbarter Folienkanten zueinander verstanden. Dabei ist es unerheblich, ob ein Teil der Kondensatorfolien unmetallisierte Folien sind und welche der beiden Folien eine Welligkeit mit längerer Wellenlänge aufweist. In der Praxis bewährt sich eine Wellenlänge von höchstens 2 mm. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Schichtkondensatoren vorteilhaft, da diese selbst nur wenige Millimeter lang sind.An advantageous embodiment of the invention is that the amplitude of the waviness of the end-contact Edges are of the same order of magnitude as the offset between adjacent film layers and that the wavelength ratio is 1: 2. Under "wavelength ratio" is in this Registration the ratio of the wavelengths of the waviness of two adjacent foil edges to one another Understood. It is irrelevant whether some of the capacitor foils are unmetallized foils and which ones of the two foils has a waviness with a longer wavelength. In practice, a Shaft length of 2 mm or less. This is particularly advantageous in the manufacture of film capacitors, because they are only a few millimeters long.

Die Herstellung derartiger Kondensatoren erfolgt zweckmäßig durch Verwickeln von Kondensatorfolien mit verschiedener Welligkeit der welligen Schnittkanten zu einem Kondensator. Die Erfindung wird nun an Hand zweier Figuren näher erläutert.Such capacitors are expediently manufactured by entangling capacitor foils with different waviness of the wavy cut edges to a capacitor. The invention is now on Hand of two figures explained in more detail.

F i g. 1 zeigt zwei gegeneinander versetzt gewickelte Folien mit welligen Kanten, deren Welligkeiten die gleichen Wellenlängen aufweisen und phasengleich übereinanderliegen;F i g. 1 shows two foils wound offset from one another with wavy edges, the waviness of which the have the same wavelengths and are in phase one above the other;

F i g. 2 zeigt zwei iibereinanderliegende Folien mit welligen Kanten, deren Welligkeiten verschiedene Wellenlängen aufweisen und ebenfalls phasengleich übereinanderliegen.F i g. 2 shows two overlapping foils with wavy edges, the waviness of which has different wavelengths and also in phase lie on top of each other.

In F i g. I überdeckt die Folie 1 im gesamten Kontaktierungsbereich die Folie 2, da die Welligkeit der beiden Folien in Amplitude, Wellenlänge und Phasenlage gleich ist. Die Kontaktierung von Belägen auf der Folie 2 ist nicht möglich.In Fig. I covers the film 1 in the entire contacting area the film 2, because the waviness of the two films in amplitude, wavelength and phase position is equal to. It is not possible to make contact with coverings on the film 2.

In F i g. 2 ist trotz der etwa gleichgroßen Versetzung V eine einwandfreie Kontaktierung von Belägen auf den Folien 6 und 7 möglich, da sich die Folien 6 und 7In Fig. 2, despite the roughly equal offset V, perfect contacting of coatings on foils 6 and 7 is possible, since foils 6 and 7

nicht gegenseitig überdecken, obwohl sie phasengleich gewickelt sind. Dies ist auf die unterschiedliche Wellenlänge ihrer Welligkeit zurückzuführen.do not overlap one another, although they are wound in phase. This is due to the different wavelength attributed to their ripple.

• Bei dieser Anordnung gibt es im Bereich für die Versetzung V von V = 0 bis V= Amplitude der Welligkeit keinen Phasenbereich, in dem eine vollständige Überdeckung eintritt. Während für V= Amplitude der Welligkeit im Fall gleicher Wellenlänge die Wahrscheinlichkeit für eine vollständige Überdeckung benachbarter welliger Kanten 35% beträgt und iiamit keine einwandfreie Kontaktierung mehr möglich ist, ist im Falle eines Wellenlängenverhältnisses von 1 :2 die Wahrscheinlichkeit für vollständige Überdeckung gleich Null, also eine sichere Kontaktierung gewährleistet. Dies ist insbesondere bei Schichtkondensatoren vorteilhaft, die aus großen, ringförmig gewickelten Mutterkondensatoren als Einzelkondensatoren durch Sägeschnitte senkrecht zu den Folienlagen abgetrennt wurden. Bei diesen Schichtkondensatoren werden die Meiallbeläge aus mehreren Belagsflächen gleicher Polarität gebildet, die in sich nicht zusammenhängen, sonderen einzeln durch die Schoopschicht kontaktiert werden müssen. Diese Kondensatoren haben bis zu relativ großen Kapazitätswerten hinauf sehr kleine Belagsflächen, also auch kurze Folienkanten von nur einigen Wellenlängen Gesamtlänge. Bei diesen Schichtkondensatorefi bedeutet die festgestellte Wahrscheinlichkeit für eine vollständige Überdeckung von 35% ein Fehlen von Kapazität in Höhe von eben diesen 35%, da bei der hohen Zahl von Schichten bereits die Gesetze der Statistik gelten. Jeder Kondensator weist demnach zu wenig Kapazität auf, ist also als Ausschuß zu werten. Unter sonst gleichen Bedingungen aufgebaute Kondensatoren mit einem Wellenlängenverhältnis von 1 :2 zeigen dagegen keinen Ausschuß.• With this arrangement there is no phase area in the area for the offset V from V = 0 to V = amplitude of the ripple in which a complete overlap occurs. While for V = amplitude of the waviness in the case of the same wavelength the probability of a complete overlap of neighboring wavy edges is 35% and thus no more perfect contact is possible, in the case of a wavelength ratio of 1: 2 the probability of complete overlap is zero, i.e. a secure contact is guaranteed. This is particularly advantageous in the case of film capacitors which have been separated from large, ring-shaped wound mother capacitors as individual capacitors by saw cuts perpendicular to the film layers. In these layer capacitors, the metal coatings are formed from several coating surfaces of the same polarity, which are not connected in themselves, but have to be contacted individually through the Schoop layer. These capacitors have very small coating areas up to relatively large capacitance values, i.e. also short foil edges with a total length of only a few wavelengths. With these stratified condensers, the ascertained probability of a complete coverage of 35% means a lack of capacity in the amount of precisely this 35%, since the laws of statistics already apply with the high number of strata. Each capacitor therefore has too little capacity and is therefore to be assessed as a reject. On the other hand, capacitors with a wavelength ratio of 1: 2 built up under otherwise identical conditions show no rejects.

ίο Erst wenn Vgrößer ist als die Amplitude der Welligkeit der welligen Kanten, treten auch für das Wellenlängenverhältnis 1 :2 Phasenlagenbereiche auf, in denen eine vollständige Überdeckung benachbarter Folienrandbereiche stattfindet Diese Phasenlagenbereiehe sind aber stets kleiner als im Falle gleicher Wellenlänge, so daß auch hier der entstehende Ausschuß wesentlich geringer istίο Only when V is greater than the amplitude of the waviness of the wavy edges, also for the wavelength ratio 1: 2, phase position areas occur in which there is a complete overlap of neighboring foil edge areas the resulting scrap is much less

Durch die Möglichkeit, die Welligkeit sehr klein zu halten, wird insbesondere bei ohne Versetzung gewikkelten Kondensatoren auch die Gefahr verringert, daß beim Aufprall des Schoopstrahls nicht genügend abgestützte Lagen der Kondensatorfolien umklappen und sich aneinanderlegen und so das Eindringen von Schoopmetall behindern. Auch dadurch bewirkt die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Kontaktierung. Due to the possibility of keeping the waviness very small, it is wound in particular with no offset Capacitors also reduce the risk of insufficient support when the Schoop stream hits Fold over the layers of the capacitor foils and lay against one another, thus preventing the penetration of Hinder Schoopmetall. In this way, too, the present invention brings about an improvement in the contacting.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1.Electric capacitor end-to-end using the Schpop process, in particular stacked or layer capacitor, which is made of layers of insulating material and metallized capacitor films Contains metallizations, the end-contact edges of which show a wavy course, the Total length of the edges only a few long waves of the waviness, characterized in that the frequency of the waviness of the edges of adjacent film layers is different is.

2. Capacitor according to claim 1, characterized in that the amplitude of the waviness of the end-contact edges is in the same order of magnitude as the offset of adjacent foil layers from one another and that the wavelength ratio is 1: 2.