DE1764549C - Verfahren zur Herstellung eines elektn sehen Schichtkondensators - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zu erleichtern, gereckt werden.

kennzeichnet, daß lösungs'mittelfreie Folien ab- ao Bei der Herstellung der Extruderfolien wird der wechselnd mit lösungsmittelhaltigen Folien über- Kunststoff in einem Behälter geschmolzen. Die einandergewickelt werden. Schmelze wird unter Druckanwendung durch eine

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- Düse oder einen engen Schlitz auf eine Unterlage, kennzeichnet, daß als lösungsmittelhaltige Folien z. B. ein endloses Band oder eine Walze oder einen Gießfolien aus Polycarbonat und als lösungsmit- as Spannrahmen, aufgespritzt und von der Düse als Folie telfreie Folien Extruderfolien aus Polyäthylen- weggezogen.

terephthalat übereinandergewickelt werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei der Herstellung

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, von Schichtkondensatoren, welche durch Zerteilen dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Iösungs- aus einem Mutterkondensator hergestellt werden, an mittelhaltigen als auch die lösungsmittelfreien 30 den Schnittflächen Zonen niedriger Spannungsfestig-Folien einseitig mit elektrisch leitenden Belegun- keit sich zeigen. Der Mutterkondensator kann ein gen versehen werden. großer Stapelkondensator oder ein auf einer Trom-

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mel mit großem Durchmesser hergestellter Mutterdadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsmittel- wickelkondensator sein. Besteht das Dielektrikum aus gehalt in den mit Wärme zu behandelnden Zonen 35 Gießfolien, die noch Lösungsmittelreste vom Hersteldurch Lagerung in Iösungsmittelhaltiger Atmo- lungsprozeß enthalten, dann bereitet das Trennen der Sphäre bzw. in lösungsmittelfreier Atmosphäre Wickelkörper in Einzelkondensatoren, insbesondere eingestellt wird. bei größeren Kapazitätswerten (große Trennflächen),

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Schwierigkeiten. Bei Spannungsbelastung treten in dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehand- 40 einer schmalen, an die Trennfläche angrenzenden lung der Trennflächen während des Zersägens er- Zone nichtausheilende Durchschläge auf, die zum folgt und daß die benötigte Wärme beim Säge- Kurzschluß des Kondensators führen. Entfernt man Vorgang entsteht. vor der Mutterwickelherstellung bzw. der Herstellung

des Multerstapelkondensators die Lösungsmittelreste,

45 ζ. B. durch längeres Lagern der Folien bei höherer

Temperatur im Vakuum, oder verwendet man Extruderfolien, die im Unterschied zu den Gießfolien kein

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lösungsmittel enthalten, dann zeigen sich zwar keine Herstellung eines elektrischen Schichtkondensators, nichtausheilfähigen Durchschläge in der kritischen bei dem Kunststoffolien und Metallschichten zu einem 50 Zone, aber es treten schon Überschläge bei relativ Mutterkondensator gewickelt werden, der Mutterkon- niedrigen Spannungen (etwa bei 250 V bei 5 μηι densator verfestigt, durch entsprechende Schnitte in Dielektrikumsdicke) auf. Dadurch wird in diesen einzelne Kondensatoren aufgeteilt, die Beläge durch Schnittflächen die Spannungsfestigkeit geringer als im eine Wärmebehandlung der Trennflächen mit isolie- Innern des Kondensators, da als Isolierstrecke nur die renden Randzonen und die einzelnen Kondensatoren 55 Luft bei einem Belagabstand in der Größe derDielekmit Anschlüssen versehen werden. trikumsdicke wirkt. Für den Betrieb bei niedrigen

Ein derartiger Kondensator ist aus der schweize- Spannungen, beispielsweise weniger als 10 V bei 5 μηι rischcn Patentschrift 229 055 bekannt. Es werden da- Dielektrikumsdicke, ist die Spannungsfestigkeit ausbei Dielektrikumsfolien und Beläge oder metallisierte reichend. Bei höherer Nennspannung ergeben sich die Dielektrikumsfolien aufeinandergeschichtet und so 60 dargestellten Schwierigkeiten,
ein Mutterkondensator gebildet. Durch zwei zuein- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen

ander senkrechte Trenn vorgänge werden aus dem eingangs geschilderten Kondensator zu bauen, der Mutterkondensator die gewünschten Teilkondensato- auch an den Schnittflächen die zu erwartende hohe ren hergestellt. Werden die Mutterkondensatoren auf Spannungsfestigkeit der übrigen Dielektrikumsbereiche einer Trommel mit großem Durchmesser gewickelt, «j besitzt und an dessen Schnittflächen eine einwanddann ergeben sich Teilkondensatoren aus den Trenn- freie Regenerierung stattfindet,
vorgängen, welche in radialer Richtung und in Um- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

fangsrichtung vorgenommen werden. mindestens ein Teil der Dielektrikumsfolien vor der

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Wärmebehandlung wenigstens im Bereich der Trenn- lagen abwechselnd Extruderfolien, welche infolge flächen derart mit Lösungsmittel versehen und weiter- ihrer Herstellung keine Lörungsmittelreste enthalten, behandelt wird, daß der Lösungsmittelanteil dort bei und Gießfolien, in welchen Lösungsmittelreste vorder Wärmebehandlung etwa 0,25% beträgt, handen sind, aufeinanderschichten. Die Extruder-

Bei der Trennung des Mutterkondansators in Ein- 5 folien sind dabei so auszuwählen, daß sie vom Lözelkondensatoren findet an den Trennflächen, insbe- sungsmittel der Gießfolien z. B. durch Anquellen sondere beim Sägen mit einem rotierenden Sägeblatt, oder sonstwie nicht angegriffen werden. Dies gilt auch eine kurzzeitige Erhitzung statt. Infolge dieser Erhit- ganz allgemein für die beiden Folienarten. Die Folie zung schrumpfen die DieJektrikumsfolien an den ohne Lösungsmittelreste darf von den Lösungsmittel-Sägeflächen, und der Metallbelag wird in den an die io resten der anderen Folie nicht angegriffen werden. Schnittflächen angrenzenden Zonen zerstört und Als Gießfolien kommen dabei z. B. Polycarbonatbricht schollenartig auf. Es entstehen dadurch in der folien und als Extruderfolien Polyäthylenterephthalat-Umgebung der Schnittflächen Isolationsstrecken, folien in Frage.

welche Kurzschlüsse zwischen den gegenpoligen Be- Es treten dann auch bei größeren Trennflächen

lägen verhindern. Kommt ein Trennverfahren zur 15 keine nichtausheilfähigen Durchschläge auf und bei

Anwendung, .bei dem keine Wärme entsteht, dann Spannungen von etwa 500 V bei 5 μΐη dicken Dielek-

kann durch eine gesonderte Wärmebehandlung der trikumsfolien auch keine Überschläge an den Trenn-

Schnittflächen die Isolierrandbildung hervorgerufen flächen zwischen Belägen unterschiedlichen Poten-

werden. _tj_al_s.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Anwesenheit ao Eine ausreichende Isolation bei günstiger Rauin-

von Lösungsmittelresten die Bildung von Isolierrän- nutzung ergibt sich, wenn sowohl die lösungsmittel-

dern, welche sich schon allein durch den an den haltigen als auch die lösungsmittelfreien Folien ein-

Schnittkanten örtlich auftretenden Schrumpfprozeß seitig mit elektrisch leitenden Belägen versehen wer-

ergeben, noch bedeutend erhöht wird; das Schrump- den.

fen der Folien darf jedoch nicht zu weit gehen, da as Eine geeignete Dosierung des Lösungsmittels läßt

sonst nichtausheilende Kurzschlüsse entstehen kön- sich entweder durch Zugabe (Lagerung in der Atmo-

nen. Sphäre des gasförmigen Lösungsmittels) oder Entzug

Die Spannungsfestigkeit kann durch die Erfindung (Trocknung bei höherer Temperatur, eventuell bei

so stark erhöht werden, daß sie in der Größenord- niedrigem Druck) des entsprechenden Lösungsmittels

nung der Spannungsfestigkeit des Dielektrikums liegt. 30 bewerkstelligen. Die Zugabe oder der Entzug des

Es ergibt sich z. B. eine Spannungsfestigkeit von Lösungsmittels soll zumindest in den an die Schnitt-

700 V für eine 5 μηι dicke Polycarbonatfolie, wenn flächen angrenzenden Zonen erfolgen,

diese etwa 0,25% Restlösungsmittel enthält. Bei An Hand der Figuren sollen die Erfindung und

gleich dicken Folien, welche keine Lösungsmittelreste Vorteile derselben erläutert werden. Die F i g. 1 zeigt

enthalten, beträgt die Spannungsfestigkeit in den den 35 die aufeinandergestapelten Dielektrikumslagen 1 eines

Schnittflächen benachbarten Zonen etwa 150 V. Schichtkondensators, welche regenerierfähig dünne

Eine weitere Verbesserung, insbesondere der Re- Beläge 7 tragen, wobei die zu kontaktierenden Stirngeneriereigenschaften, des Kondensators läßt sich seiten parallel zur Zeichenebene liegen. Die Schnittdann erzielen, wenn als Dielektrikumsfolien abwech- flächen 2 und 3 liegen senkrecht zur Zeichenebene, selnd Folien mk Lösungsmittelresten und Folien ohne 40 Handelt es sich um Folien, welche Lösungsmittelreste Lösungsmittelreste übereinander angeordnet sind. Ss enthalten, dann ergeben sich in den den Schnittflächen liegen dabei immer zwischen zwei Folien mit Lösungs- benachbarten Zonen infolge von Wärmeeinwirkung mittelresten eine Folie ohne Lösungsmittelreste. Dies auf diese Schnittflächen Isolationsränder 4 und 5. Die kann durch zweierlei Maßnahmen erreicht werden. Isolationsränder entstehen dadurch, daß die Beläge

Man verwendet einmal ausschließlich Gießfolien 45 dieser Bereiche aufbrechen und sich schollenartig

und beseitigt die Lösungsmittelreste vor der Herstel- aufwerfen. Die gegenpoligen Beläge des Kondensators

lung des Mutterkondensators aus einem Teil dieser sind damit einwandfrei voneinander isoliert.

Folien. Vorteilhaft wird man diese Folien mit regene- In der Fig.2 sind abwechselnd metallisierte Dielek-

rierfähig dünnen Belägen versehen, wobei schon wäh- trikumsfolien 1, welche Lösungsmittelreste enthalten,

rend der Metallbedampfung große Mengen des Lö- 50 und metallisierte Dielektrikumsfolien 6, welche keine

sungsmittels ausgetrieben werden, und lagert dann die Lösungsmittelreste enthalten, dargestellt. Die Schnitt-

metallbedampften Folien in einem erhitzten Vakuum- flächen 2 und 3 des fertigen Stapelkondensators lie-

ofen. Beispielsweise werden 8 mm breite Polycarbonat- gen senkrecht zu der Zeichenebene und die zu kon-

folien mit etwa 0,5 % Restlösungsmittel 8 Tage im taktierenden Stirnflächen parallel zur Zeichenebene.

Vakuumofen bei IO-³ Torr und 110⁰C gelagert. 55 Die Beläge 7, welche auf Dielektrikumsfolien mit Lö-

Durch die soeben beschriebenen Maßnahmen wird sungsmittelresten liegen, werden beim Tempern der

vermieden, daß, wenn die Folien einen zu hohen Lö- Schnittflächen schollenartig in den Randzonen an den

sungsmittelanteil enthalten, das Regeneriervermögen Schnittflächen aufbrechen, wodurch ausreichende

in den an die Schnittflächen angrenzenden Zonen her- Isolierränder 4 und 5 entstehen. Die Beläge, welche

abgesetzt wird. Insbesondere dann, wenn es sich um 60 auf den Dielektrikumsfolien ohne Lösungsmittelreste

große Sägeflächen handelt, die größer als 2 cm² sind, sich befinden, bleiben im wesentlichen unversehrt,

wirkt sich die Maßnahme vorteilhaft aus. Derartige Kondensatoren zeigen neben hoher Span-

Im zweiten Fall kann man für die Dielektrikums- nungsfestigkeit auch gute Regeneriereigenschaften.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Es hat sich gezeigt, daß in den Trennflächen zwi- Patentansprüche: sehen gegenpoligen Metallbelägen unterschiedlichen Potentials Überschläge stattfinden, und zwar schon

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen bei verhältnismäßig niedrigen Spannungen. Dadurch Schichtkondensators, bei dem Kunststoffolien und 5 wird die Kontaktierung derartiger Kondensatoren be-Metallschichten zu einem Mutterkondensator ge- schädigt und die Isolationsgüte verschlechtert.
- wickelt werden, der Mutterkondensator verfestigt, Als Dielektrikumsfolien kommen im wesentlichen

durch entsprechende Schnitte in einzelne Konden- Gießfolien und Extruderfolien in Frage. Bei der Hersatoren aufgeteilt, die Beläge durch eine Wärme- stellung der Gießfolien wird der Kunststoff in einem behandlung der Trennflächen mit isolierenden io Lösungsmittel vollständig gelöst. Die Lösung wird als Randzonen und die einzelnen Kondensatoren mit dünner Film oder als dünne Schicht auf eine UnterAnschlüssen versehen werden, dadurch ge- . lage aufgebracht, getrocknet und von der Unterlage kennzeichnet, daß mindestens ein Teil der als Folie wieder abgezogen. Gewöhnlich wird der ge-Dielektrikumsfolien vor der Wärmebehandlung löste Kunststoff dabei aus einem Behälter auf ein vorwenigstens im Bereich der Trennflächen derart 15 beigeführtes endloses Band oder eine sich drehende mit Lösungsmittel versehen und weiterbehandeJt Walze aufgebracht und nach dem Trocknen von dem wird, daß der Lösungsmittelanteil dort bei der Band bzw. von der Walze als Folie wieder abgezogen. Wärmebehandlung etwa 0,25% beträgt. Diese Folie kann, um weitere Verarbeitungsschritte