Wound capacitor having edge contacts comprising at least two individual capacities, and method of making it

Abstract: In a wound capacitor having edge contacts, a plurality of individual capacitors (C1, C2, C3) which can be connected to one another are wound on a core tube (1), the individual capacitors being separated from one another by plastic films (5, 6). The capacitor windings consist of metallised plastic films (2) between which are arranged non-metallised supporting films (3). The isolating films (5, 6) consist of a material to which the metal particles of the edge contact layers (4) do not adhere. <IMAGE>

Description: Stirnkontaktierter elektrischer Wickel kondensator mit mindestens zwei verschaltbaren Einzelkapazitäten und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen stirnkontaktierten elektrischen Wickelkondensator mit mindestens zwei verschaltbaren Einzelkapazitäten bei dem die den Einzelkapazitäten entsprechenden Wickelbereiche durch isolierende, über die Stirnkontaktschichten überstehende, Kunststoffolien getrennt sind, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Derartige Wickelkondensatoren mit zwei Einzelkapazitäten sind aus der DE-A1-25 44 225 bekannt. Dabei werden metallisierte dielektrische Folien aufgewickelt, wobei zur Trennung der Einzelkapazitäten ein Teil der Metallisierungen entfernt und zur Trennung eine Isolierschicht zwischen den Folien'eingesetzt wird. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, dass beim Aufbringen der Stirnkontaktschichten die Isolierschicht ebenfalls beschoopt wird und so eine elektrisch leitfähige Metallbrücke zwischen den Teilkapazitäten herstellt. Beim bekannten Kondensator ist es deshalb erforderlich, dass die Isolierschicht nach dem Beschoopen abgeschnitten wird, so dass die metallische Brücke entfernt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, den elektrischen Wickelkondensator der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die genannte Schwierigkeiten umgangen werden. Diese Aufgabe wird erfindungsge.äss dadurch gelöst, dass die Kunststoffolien aus einem Material bestehen, auf dem das Metall der Stirnkontaktschichten nicht wesentlich haftet. Bevorzugterweise bestehen die Kunststoffolien bei der Verwendung einer Stirnkontaktschicht aus Zink aus Polyimid. Der Gegenstand der Erfindung weist den Vorteil auf, dass bei dem dem Wickelvorgang nachfolgenden Kontaktierungsprozess, insbesondere den Schoop'schen Metallspritzverfahren, die trennenden Kunststoffolien zwar init Metallpartikeln belegt werden, diese aber problemlos wieder entfernt werden können. Als besonders vorteilhaft erweist sich eine inechanische Behandlung beispielsweise das Abbürsten mit einer Metallbürste bzw. das Abstrahlen init einem Reinigungsgranulat, wie beispielsweise das Granulatstrahlen. Weiterhin ist es möglich, durch geeignete Behandlung der trennenden Kunststoffolien z.B. einen Widerstand oder auch eine Induktivität zur angrenzenden Teil kapazität herzustellen. Weitere Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der dazugehörenden Zeichnung zeigen Fig. 1 ein Schnittbild des Kondensatoraufbaus und die Figuren 2 bis 4 die Anordnung der Kapazitäten in Dreieck-, Stern- und Serienschaltung. In der Fig. 1 ist ein Wickelaufbau dargestellt, bei dem auf einem isolierendem Kernrohr 1 zunächst die einem ersten Kapazitätsbereich C1 entsprechenden Lagen von Dielektrikumsfolien angeordnet sind. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden dabei beidseitig metallisierte Kunststoffolien 2 verwendet, bei denen die Freiränder der Metallisierungen auf unterschiedlichen Seiten angeordnet sind, beispielsweise auf der Oberseite der Folien zwei 2 und auf der Unterseite der Folien 2 rechts. Zwischen diesen metallisierten Kunststoffolien 2 sind unmetallisierte sog. Stützfolien 3 verwickelt. Diese unmetallisierten Kunststoffolien 3, deren Breite etwas geringer als die der metallisierten Kunststqffolien 2 ist, schaffen zwischen den Stirn bereichen der metallisierten Kunststoffolien 2 Freiräume, wodurch die Stirnkontaktschichten 4 besser mit den Belägen verbunden werden. Die Stützfolien 3 sind ebenfalls dielektrisch wirksam, da sie zwischen zwei Belägen unterschiedlicher Polarität angeordnet sind. Nachdem der Wickel für die erste Teilkapazität C1 fertiggestellt ist, wird als Trennlage die Kunststoffolie 5 auf dem Wickelkörper angeordnet. Darauf folgt der Aufbau der zweiten Teilkapazität C2 auf der eine weitere Trennlage 6 einer Kunststoffolie angeordnet wird. Auf der dritten Teilkapazität C3 kann ggf. eine weitere Trennlage 7 als Schutzfolie nach aussen angeordnet werden. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die dielektrisch wirksamen Kunststoffolien 2, 3 aus Polypropylen, wobei die Kunststoffolien 2 mit regenerierfähig dünnen Aluminiumbelägen versehen sind. Als Trennlagen 5, 6 und ggf. 7 werden z.B. drei Windungen einer 25 pm Polyimid-Folie verwendet. Die Trennlagen 5, 6 stehen um ein-definiertes nass über das Niveau der Stirnkontaktschichten 4 heraus, wobei die beiden Trennlagen zu unterschiedlichen Stirnseiten herausgeführt sind. Die Trennfolien 5, 6 haben eine, unter anderem vom Uberstand der Folienkante abhängige Spannungsfestigkeit gegenüber den angrenzenden Teilkapazitäten cl, C2 bzw. C3. Bei 3 im Überstand der dreilagigen 25 Rm- Polyimid-Folie ergab sich eine Spannungsfestigkeit von 1500 V =. Falls nach der mechanischen Behandlung noch Metallreste an den Trennfolien 5, 6 haften, können diese in einem Quasi-Ausheilprozess durch Anlegen höherer Spannungen abgedampft werden. Neben dem in der Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungsbei- spiel können auch einseitig bedampfte Dielektrikums- bänder verwendet werden, die abwechselnd - einmal den Freirand nach rechts und das anderemal den Freirand nach links - auf das Kernrohr aufgewickelt werden. Die Verwendung einer Stützfolie kann beispielsweise entfallen, wenn die mit den Metalischichten versehenen dielektrischen Kunststoffolien etwas versetzt gegeneinander aufgewickelt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform werden Kunststoffolien mit regenerierfähig dünnen Metallschichten und metallfreien Freirändern auf unterschiedlichen Wickelseiten verwendet, wobei die Freiränder vorzugsweise mit einem Wellen- oder Stufenschnitt versehen wird. Neben den im Ausführungsbeispiel angeführten Dielektrikumsfolien aus Polypropylen lassen sich auch die im Kondensatorbau bekannten anderen dielektrischen Kunststoff- sowie Papierfolien verarbeiten. Neben den als Trennfolie besonders geeigneten Polyimidfolien lassen sich auch weitere Folien verarbeiten, soweit das für die Stirnkontaktschichten verwendete Material auf ihnen nicht haftet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen bestehen darin, dass ein metallisches Kernrohr verwendet wird, das als weiterer Leiter eingesetzt werden kann. In diesem Fall ist allerdings eine zusätzliche Trennfolie zwischen Kernrohr und erstem Wickel erforderlich. Durch Verwendung einer z.B. mit Al und CrNi bedampften Kunststoffolie als Trennfolie, wobei in der gegebenenfalls galvanisch verstärkten Metallschicht beispielsweise durch selektive Ätzung Widerstände und/oder Induktivitäten hergestellt sind, lassen sich in vorteilhafter Weise durch partielle Einkontaktierung Beschaltungen der angrenzenden Teilkapazitäten erreichen. In der Fig. 2 ist ein Kondensator gemäss der Fig. 1 dargestellt, bei dem die Trennlagen 5, 6 nach unterschiedlichen Wickelstirnseiten herausgeführt sind. Dadurch ergeben sich für die Stirnkontaktschichten auf der einen Seite die Teilbereiche 4a und 4b und auf der anderen Seite die Teilbereiche 4c und 4d. Bei der in der Fig. 2 angedeuteten Verschaltung sind die drei Teilkapazitäten C1 bis C3 somit in einer Dreieckschaltung angeordnet. In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Trennlagen 5, 6 nach der gleichen Wickelstirnseite herausgeführt sind. Dadurch ergibt sich auf der einen Wickelstirnseite eine durchgehende Stirnkontaktschicht 4 und auf der anderen Seite 3 durch die Trennlagen 5, 6 voneinander getrennte Stirnkontaktschichten 4e, 4f und 4g. Dadurch lassen sich die angegebenen Teil kapazitäten C bis C3 als Sternschaltung verwenden. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 entspricht in Anordnung der Trennlagen 5, 6 und der Stirnkontaktschichten 4a bis 4b dem Ausführungsbeispiel gesäss Fig. 2. Jedoch sind hier nur Anschlüsse an den Stirnkontaktschichten 4a und 4d angeordnet, so dass sich eine Serienschaltung der drei Teilkapazitäten C1 bis C3 ergibt. Neben den in den Ausführungsbeispielen dargestellten Kondensatoren mit drei Teilkapazitäten lassen sich durch Anbringen der entsprechenden Trennfolien auch Kondensatoren mit anderen Mehrfachkapazitäten herstellen und mit entsprechenden Verschaltungen versehen. 9 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: End-contacted electric wound capacitor having at least two interconnectable individual capacitances, in which the wound regions corresponding to the individual capacitances are separated by insulating plastic films extending beyond end-contact layers of zinc, the plastic films consisting of a material on which zinc does not adhere, characterized in that the plastic films (5, 6) consist of polyimide. Wound capacitor according to Claim 1, characterized in that the plastic films (5, 6) are led out to the same end face of the windings. Wound capacitor according to Claim 1, characterized in that the plastic films (5, 6) are led out alternately to different end faces of the windings. Wound capacitor according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least part of the plastic film (5, 6) is provided with a patterned metal layer. Process for producing an end-contacted electric wound capacitor according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, after applying the end-contact layers (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g), the plastic films (5, 6) are freed of the metal particles by a mechanical treatment. Process according to Claim 5, characterized in that the metal particles are removed by brushing with a metal brush. Process according to Claim 5, characterized in that the metal particles are removed by blasting away with cleaning granules, in particular granule jets. Process according to one of Claims 5 to 7, characterized in that, after the mechanical cleaning, still adhering metal particles are evaporated away by applying an increased voltage.

Inventors: VETTER HARALD DIPL-ING, VETTER, HARALD, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AG, SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: H01B3
IPC codes: H01G4, H01B3