DE864131C

DE864131C - Electrical capacitor with conductive layers applied to the end faces

Info

Publication number: DE864131C
Application number: DEB9517D
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Binder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1941-12-11
Filing date: 1941-12-11
Publication date: 1953-01-22

Description

Elektrischer Kondensator mit auf die Stirnseiten aufgebrachten leitenden Schichten Bei der üblichen Art der Anbringung von Stromanschlüssen an elektrischen Kondensatoren durch in den Kondensatorkörper eingelegte und aus ihm herausragende Metallfolien ergaben sich gewisse Schwierigkeiten: Insbesondere ist die Stromdichte beim Übergang aus der eingelegten Anschlußfolie in die Belegung verhältnismäßig groß und erfordert bei größeren Kondensatoren mehrere Anschlußfolien für jede Polarität. Ferner ergibt sich bei Wickelkondensatoren durch diese Anordnung eine verhältnismäßig große Induktivität, die natürlich sehr unerwünscht ist. Beides rührt daher, daß der gesamte Kondensatorstrom an einer einzigen oder an wenigen Stellen in die Belegung eingeführt wird. Man ist daher bereits vor längerer Zeit dazu übergegangen, den Strom demKondensator flächenhaft zuzuführen, d. h. möglichst jede Belegung oder bei Wickelkondensatoren jede Windung an eine außen auf den Kondensator angebrachte, eine gewisse Fläche der sie tragenden Kondensatorseite bedeckende Stromanschlußschicht unmittelbar anliegen zu lassen, so daß aus dieser Anschlußschicht jeweils nur der verhältnismäßig kleine auf die einzelne Windung oder die einzelne Lage entfallende Strom in diese übertreten muß. Man ging zu diesem Zweck so vor, daß man die Belegungen einer Polarität auf einer Seite, die Belegungen der anderen Polarität auf einer anderen Seite etwas überstehen ließ und auf diese überstehenden Belegungen einen oder mehrere Streifen aus Metall vorzugsweise durch Aufspritzen aufbrachte, an die dann Zuführungsdrähte angelötet werden konnten. Bei Wickelkondensatoren verwendete man zu diesem Zweck die Stirnseiten des Wickels. -Aber auch diese Art des Anschlusses kann bei großen Kondensatoren Schwierigkeiten ergeben, insbesondere dann, wenn die zur Verfügung stehende Fläche im Verhältnis zu dem von dem Kondensator aufgenommenen Strom verhältnismäßig klein ist, also beispielsweise bei Kondensatoren mit sehr dünnem Dielektrikum, oder wenn die in den Kondensatoren verwendeten Belegungen sehr empfindlich sind, also beispielsweise bei Verwendung äußerst dünner Folien als Belegung. Im letzten Fall besteht die Gefahr, daß durch mechanische Beschädigungen der empfindlichen Folie an den Rändern ein Teil der Lagen bzw. Windungen mit der aufgebrachten Anschlußschicht keine Berührung mehr hat und dadurch die obenerwähnten Vorteile dieser Anschlußart mindestens zum Teil nicht erzielt werden können.Electrical capacitor with conductive ones applied to the end faces Layers In the usual way of attaching power connections to electrical Capacitors by being inserted into the capacitor body and protruding from it Metal foils encountered certain difficulties: in particular, the current density is relative to the transition from the inserted connection foil to the assignment large and requires several connection foils for each polarity for larger capacitors. Furthermore, with wound capacitors, this arrangement results in a relatively large inductance, which of course is very undesirable. Both result from the fact that the entire capacitor current in one or a few places in the assignment is introduced. It was therefore a long time ago that the To supply current to the capacitor over a large area, d. H. if possible any occupancy or In the case of wound capacitors, each winding is attached to an outside of the capacitor, a certain area of the capacitor side carrying them covering the current connection layer to be applied directly, so that from this connection layer only the relatively small amounts allotted to the individual turn or the individual layer Electricity must pass into this. For this purpose one proceeded in such a way that the assignments one polarity on one side, the assignments of the other polarity on one on the other side and on these protruding Coverings one or more strips of metal, preferably by spraying applied, to which lead wires could then be soldered. With wound capacitors the ends of the roll were used for this purpose. -But also this kind The connection can cause difficulties with large capacitors, especially then if the available area in relation to that of the capacitor The current consumed is relatively small, for example in the case of capacitors with very thin dielectric, or if the pinouts used in the capacitors are very sensitive, for example when using extremely thin foils as occupancy. In the latter case there is a risk of mechanical damage of the sensitive film at the edges some of the layers or turns with the applied connection layer no longer has contact and thereby the above-mentioned Advantages of this type of connection can at least in part not be achieved.

Besonders schwierig gestalten sich die Verhältnisse bei den sog. selbstausheilenden Kondensatoren. Diese Kondensatoren, deren Belag bei einemDurchschlag um dieDurchschlagsstelle herum wegbrennt, so daß der Durchschlagsstrom unterbrochen wird, bestehen bekanntlich aus metallisierten Isolierstoffbändern, wobei die Metallisierung außerordentlich dünn sein muß. Bei hoher Stromdichte ist bei ihnen in der oben geschilderten Weise ein einwandfreier Anschluß nicht mehr mit Sicherheit zu erhalten, weil die außerordentlich dünne Metallschicht, die ja bei auftretendenDurchschlagsfunken im Kondensator um die Durchschlagsstelle herum wegbrennen soll, auch unter den seitlichen Anschlußschichten wegbrennt, wenn die Stromstärke dort bestimmte Werte überschreitet. Durch das Wegbrennen zunächst einzelner Stellen in den leitenden Verbindungen zwischen der Stromanschlußschicht und dem Belegmetall werden naturgemäß die stehenbleibenden Übergangsstellen stärker belastet, so daß bei ihnen wiederum eine gesteigerte Neigung zum Wegbrennen entsteht. Auf diese Weise wird allmählich.. die Verbindung zwischen den Belegungen und den seitlich aufgespritzten Stromanschlüssen immer schlechter.The situation is particularly difficult with the so-called self-healing Capacitors. These capacitors, their coating in the event of a breakdown around the breakdown point burns away around, so that the breakdown current is interrupted, are known to exist made of metallized insulating strips, the metallization being extraordinary must be thin. In the case of a high current density, it is in the manner described above A perfect connection can no longer be obtained with certainty, because it is extraordinary thin metal layer, which is reversed if breakdown sparks occur in the capacitor the point of breakdown should burn away, also under the lateral connection layers burns away when the current there exceeds certain values. By burning away initially individual points in the conductive connections between the power connection layer and the covering metal, the remaining transition points naturally become stronger so that they again have an increased tendency to burn away. In this way gradually .. the connection between the assignments and the laterally sprayed power connections getting worse.

Abhilfe könnte durch Bespritzen der ganzen Stirnseite geschaffen werden, da auf diese Weise in vielen Fällen eine hinreichend geringe Stromdichte erhalten werden könnte, so daß Abbrände auch lokaler Art sicher vermieden werden. Ebenso wären bei Kondensatoren mit Metallfolien Verletzungen der dünnen Folien an den- Rändern in diesem Fall nicht mehr schädlich, da man mit Sicherheit damit rechnen könnte, daß jede Schicht oder jede Windung wenigstens an irgendeiner Stelle doch mit der sehr großen Fläche der Stromanschlußschicht in Berührung käme. Man ist indessen mit der Flächenausdehnung, die diese seitlichen Anschlußschichten haben dürfen, deswegen sehr beschränkt, weil die Kondensatoren ja nach dem Aufbringen der Anschlußschichten noch getränkt werden müssen.This could be remedied by spraying the entire face, since in this way a sufficiently low current density is obtained in many cases could be so that local burns are also reliably avoided. as well In the case of capacitors with metal foils, damage to the thin foils on the In this case, edges are no longer harmful, as you can count on them with certainty could that every layer or every turn at least in some place would come into contact with the very large area of the power connection layer. One is meanwhile with the area that these lateral connection layers may have, therefore very limited, because the capacitors are after the connection layers have been applied still need to be soaked.

Tränkt man zuerst und bringt die Stromanschlußschichten erst nach dem Tränken än, so ist sowohl die elektrische Verbindung als auch insbesondere die mechanische Festigkeit derAnschlußschichten infolge des auch an der Stirnseite vorhandenen meist fetthaltigenTränkmittels so schlecht geworden, daß brauchbare Anschlüsse nicht mehr erhalten werden können. Man muß also die Fläche der Anschlußsehichten einerseits so klein wählen, daß eine gute Tränkung des Kondensators noch gewährleistet ist, andererseits aber schon so groß, daß die Stromdichte klein genug ist, um nicht zum Wegbrennen von Belegungsteilen unter der Stromanschlußschicht zu führen. Hierbei ist man insbesondere infolge der immer größer gewordenen Belastbarkeit des Dielektrikums und der immer geringer gewordenen Belag- und Dielektrikumsstärken bereits an einer Grenze angelangt, bei der beide sich widersprechenden Bedingungen nicht immer gleichzeitig erfüllt werden können.You soak first and then add the power connection layers the soaking än, so is both the electrical connection and, in particular, the mechanical strength of the connection layers due to the fact that it is also present on the front side mostly fatty drinker has become so bad that usable connections are not more can be obtained. So you have to cover the surface of the connecting layers on the one hand choose so small that a good impregnation of the capacitor is still guaranteed, on the other hand, however, already so large that the current density is small enough not to cause To lead burning away of occupancy parts under the power connection layer. Here one is in particular due to the increasing resilience of the dielectric and the ever decreasing thickness of the covering and dielectric already on one At the limit where both contradicting conditions are not always at the same time can be met.

Gemäß der Erfindung bestehen die stirnseitigen leitenden Schichten nun aus einer unmittelbar auf den Kondensatorkörper aufgebrachten porösen Metallschicht möglichst großer Flächenausdehnung und aus auf sie aufgebrachten, vorzugsweise aufgespritzten Verstärkungen, an denen die Zuführungsdrähte angebracht sind. Die erste poröse Metallschicht erstreckt sich vorteilhaft über die gesamte Stirnfläche, so daß eine möglichst große Fläche für den Durchtritt des Stromes aus der Metallschicht in den Kondensatorbelag vorhanden ist. Das Tränken des Kondensators erfolgt durch die poröse Metallschicht hindurch. Auf diese Metallschicht werden einzelne Verstärkungen in der bisher üblichen Art und Stärke, also etwa durch Aufspritzen, aufgebracht und an ihnen die Zuführungsdrähte beispielsweise angelötet. Infolge der Durchlässigkeit der porösen Schicht für das Tränkmittel leidet die Tränkung des Kondensators in keiner Weise. Gleichzeitig wird aber durch die große Flächenausdehnung dieser porösen Schicht eine genügend niedrige Stromdichte beim Übergang zwischen Anschlußschicht und Belag erreicht, bzw. eine genügend große Sicherheit dafür gegeben, daß jede Lage bzw. jede Windung einer Polarität trotz etwaiger Beschädigungen an den Rändern ausreichende leitende Verbindung mit der Stromanschlußschicht hat.According to the invention, the frontal conductive layers exist now from a porous metal layer applied directly to the capacitor body the largest possible area and from applied, preferably sprayed on Reinforcements to which the feeder wires are attached. The first porous metal layer extends advantageously over the entire end face, so that the largest possible Area for the passage of the current from the metal layer into the capacitor plate is available. The capacitor is soaked through the porous metal layer through. Individual reinforcements are applied to this metal layer in the usual way Type and strength, for example by spraying, applied and on them the lead wires for example soldered on. Due to the permeability of the porous layer for the Impregnating agent does not suffer from the impregnation of the condenser in any way. At the same time will but because of the large surface area of this porous layer, a sufficiently low one Current density reached at the transition between connection layer and coating, or a there is sufficient certainty that each position or each turn of one polarity sufficient conductive connection with despite any damage to the edges the power connection layer has.

Die erste Schicht kann ebenso wie die zweite durch Aufspritzen erhalten werden. Es ist dabei nur darauf zu achten, daß diese Schicht möglichst dünn bleibt und guten Kontakt mit allen Belegungen gleicher Polarität aufweist. Ebensogut kann sie jedoch auch durch thermisches Aufdampfen hergestellt werden, während man die Verstärkungen, die möglichst kleine Flächen haben sollen, wohl meistens aufspritzen wird. Jedenfalls muß die erste Schicht so dünn sein, daß der Durchtritt des Tränkungsmittels möglich ist. Unter Umständen ist es vorteilhaft, anstatt sehr dünner Schichten solche größerer Dicke zu verwenden, die aus verhältnismäßig großen Teilchen aufgebaut sind, zwischen denen sich größere Zwischenräume befinden. ` Außer den beiden genannten Beispielen ergibt sich bei dieser Anordnung noch der weitere Vorteil, daß man für sämtliche Wickeltypen und Wickelgrößen mit einer einzigen aufgespritzten Verstärkung auskommen kann. Während man bisher je nach Größe und Belastung des Kondensators, insbesondere auch mit Rücksicht auf die Tränkung, eine dem Kondensator sorgfältig angepaßte Größe der Anschlußschicht verwenden mußte, die zur Lagerhaltung einer großen Anzahl von Spritzschablonen zwang, kann man bei der erfindungsgemäßen Anordnung bei jedem Kondensator, gleichgültig welche Größe und welche Belastung er hat, mit der gleichen Verstärkung arbeiten. Beispielsweise genügt eine in der Mitte des Kondensators aufgebrachte, vorzugsweise kreisförmige Verstärkung, die eben so groß sein muß, daß sie zum Anlöten von Drähten ausreicht.The first layer, like the second, can be obtained by spraying will. It is only necessary to ensure that this layer remains as thin as possible and has good contact with all assignments of the same polarity. Can just as well however, they can also be produced by thermal vapor deposition, while the Reinforcements, which should have the smallest possible areas, are usually sprayed on will. In any case, the first layer must be so thin that the penetration of the impregnating agent is possible. It may be advantageous to use very thin layers instead greater thickness to use that made relatively large particles are constructed, between which there are larger gaps. `Except the In both of the examples mentioned, this arrangement has the further advantage of that one sprayed on for all winding types and winding sizes with a single one Reinforcement can get by. While so far, depending on the size and load of the capacitor, especially with regard to the impregnation, carefully consider the condenser Adjusted size of the connection layer had to use, which is necessary to keep a forced a large number of spray templates, you can with the arrangement according to the invention with every capacitor, regardless of its size and load the same gain work. For example, one in the middle of the capacitor is sufficient applied, preferably circular reinforcement, which must be just as large as that it is sufficient for soldering wires.

Wenn eine möglichst große lötbare Anschlußfläche erwünscht ist, können auch die Verstärkungen größer ausgeführt werden, nur muß dann wieder darauf geachtet werden, daß genügend Platz für den Durchtritt des Tränkungsmittels frei gelassen wird. Ebenso braucht die erste dünne Schicht keineswegs über die gesamte Stirnfläche des Kondensators zu reichen. Es genügt, wenn sie so groß gemacht wird, daß Zerstörungen der Beläge unter dieser Schicht infolge zu großer Stromdichte unmöglich sind. So können unter Umständen Aussparungen auch in ihr vorgesehen werden, die es den bei einem Durchschlag im Kondensator auftretenden Gasen ermöglichen., ungehindert aus dem Kondensator auszuströmen.If the largest possible solderable connection area is desired, you can the reinforcements are also made larger, but attention must then be paid again that enough space is left free for the impregnation agent to pass through will. Likewise, the first thin layer by no means needs to be applied over the entire face of the capacitor. It is enough if it is made so great that destruction the deposits under this layer are impossible due to excessive current density. So under certain circumstances, recesses can also be provided in it, which make it the case allow a breakdown in the condenser gases., unhindered to flow out of the condenser.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. So zeigt Abb. i einen Kondensator in Seitenansicht und Draufsicht mit einer Verstärkungsschicht in Kreisform; Abb. 2 und 3 zeigen Kondensatoren in Stirnansicht mit großflächigen Verstärkungen, Abb. ¢ endlich einen Schnitt durch die Anschlüsse eines aus metallisierten Dielektrikumsbändern aufgebauten Kondensators.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Thus Fig. I shows a capacitor in side view and top view with a reinforcement layer in circular shape; Fig. 2 and 3 show capacitors in a front view with large areas Reinforcements, fig. ¢ finally a section through the connections of a metallized Dielectric strips built up capacitor.

In Abb. i bedeutet i den Kondensatorkörper, 2 die poröse für das Tränkmittel durchlässige erste Anschlußschicht, 3 die auf diese aufgebrachten kreisförmigen Verstärkungen, an die die Zuführungsdrähte bei q. angelötet sind. In Abb. 2 und 3 stellen die schraffierten Flächen 5 die verstärkten Anschlußschichten dar, während 6 die von dieser Verstärkung frei gelassenen, zum Durchtritt des Tränkungsmittels geeigneten Stellen sind, an denen lediglich die erste poröse Schicht vorhanden ist. In Abb. q. bedeuten 7 und 8 Dielektrikumsstreifen, die mit den Metallbelegungen 9 und io versehen sind. Die Streifen 7 stehen auf der Oberseite, die Streifen 8 auf der Unterseite des Kondensators über die anderen hervor und sind zusammen mit den Metallbelegungen so umgeklappt, daß die Metallbelegungen jeweils nach außen zu liegen kommen. Auf die so entstandenen Metallkanten, die in ihrer Gesamtheit die Stirnflächen des Kondensators bilden, sind die porösen Anschlußschichten i i und 12 aufgebracht und auf einen Teil von diesen wiederum die dicken Schichten 13 und 1q., an denen die Anschlußdrähte 15 und 16 an den Stellen 17 und 18 angelötet sind. Die Dicke der einzelnen Schichten ist in der Abbildung stark übertrieben.In Fig. I i denotes the capacitor body, 2 the porous first connection layer permeable to the impregnating agent, 3 the circular reinforcements applied to this, to which the lead wires at q. are soldered on. In Fig. 2 and 3, the hatched areas 5 represent the reinforced connection layers, while 6 are the places left free by this reinforcement, suitable for the penetration of the impregnating agent, where only the first porous layer is present. In Fig.q. 7 and 8 denote dielectric strips, which are provided with the metal coatings 9 and io. The strips 7 protrude on the top, the strips 8 on the underside of the capacitor over the others and are folded over together with the metal coverings so that the metal coverings come to lie on the outside. The porous connection layers ii and 12 are applied to the resulting metal edges, which in their entirety form the end faces of the capacitor, and to some of these, in turn, the thick layers 13 and 1q., On which the connection wires 15 and 16 at the points 17 and 18 are soldered on. The thickness of the individual layers is greatly exaggerated in the figure.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric capacitor with on the front sides applied conductive layers to which the connecting wires are connected, characterized in that the end-face conductive layers consist of a directly Porous metal layer applied to the capacitor body with the largest possible surface area and consist of reinforcements applied, preferably sprayed on, to which the lead wires are attached.

2. Applying the compound after Claim i on capacitors whose assignments are so thin that they break down in the event of a breakdown burn away around the puncture point.

3. Capacitor according to claim i or 2, characterized in that both layers are obtained by spraying. q .. capacitor according to claim i or 2, characterized in that at least the first layer is vapor-deposited. 5. Capacitor according to one of claims i to q., characterized in that the first layer is applied very thinly and with is in contact with all assignments of the same polarity. 6. Capacitor after one of claims i to 5, characterized in that the reinforcements are as small as possible Have area extents.