<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum gratfreien Beschneiden von Metallfolien für die Herstellung von kurzschlussfreien Wickelkörpern, insbesondere Spulen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum grat- freien Beschneiden einer um eine Auflagerolle laufende Metallfolie für die Herstellung von kurzschlussfreien Wickelkörpern, insbesondere Spulen.
Bei Folienwickelkörpern für elektrotechnische Zwecke besteht als Hauptproblem die Verhinderung von Windungskurzschlüssen. Während die Folienflächen durch Isolierüberzüge hinreichend sicher vor direktem metallischen Kontakt gegenseitig zu schützen sind, ergeben sich durch das übereinanderliegen der Folien- kanten und deren Isolierfehler sehr häufig Windungs- kurzschlüsse. Dabei sind als Hauptursachen der Schneid- grat,
eventuelle Kantenschäden der Folie und Randfehler der Isolierüberzüge anzusehen. Vielfach tritt im Laufe der Betriebszeit einer Wicklung infolge der durch magnetische Wechselfelder und Temperaturwechsel verursachten Relativbewegungen der einzelnen Windungen gegeneinander eine Zerstörung der anfangs einwandfreien Isolierschicht, besonders an den Wicklungsstirnseiten auf. Hierfür ist hauptsächlich der Schneidgrat verantwortlich.
Zur Verhinderung der genannten funktionsbeeinträchtigenden Erscheinungen werden Folienwickelkör- per vorwiegend mit Isolierzwischenlagen aus Konden- satorpapier, Teflon - (eingetragene Marke), Polyester-, Polypropylen- oder anderen Plastfolien hergestellt. Die Isolierfolie muss dabei die Metallfolie beidseitig einige Millimeter überragen.
Nachteilig ist, dass der Wickelvorgang erschwert wird, dass die Isolierfolie nicht beliebig dünn herstellbar ist und somit den Wick- lungsfüllfaktor ungünstig beeinflusst, dass der Preis dieser Folien recht beachtlich ist und dass die thermischen Eigenschaften der Wicklung verschlechtert werden.
Aus diesen Gründen werden in zunehmendem Masse Metallfolien mit isolierenden Schichten aus Oxyd oder Lack verarbeitet, deren Dicke wesentlich geringer sein können und die z. T. hohe Wärmebelastbarkeit gewährleisten. Um Windungskurzschlüsse zu vermeiden, werden die Folien vor dem Wickeln einer oft umständlichen und aufwendigen Kantenbehandlung unterzogen.
Es ist bekannt, durch ein kontinuierliches elektrochemisches Entgraten die Folienkanten abzurunden und anschliessend eine Oxydschicht allseitig zu erzeugen. Für sehr dünne Folien (Dicke unter 20 ,um) ist diese Methode sehr schwierig durchzuführen.
Eine andere bekannte Methode ist das Nachwalzen der Folienbänder mit einer überlagerten Reckung, wobei der Schneidgrat und eventuelle Kantenschäden durch Kalibrieren beseitigt werden. Nachteilig ist die Stauchung des Werkstoffes, die oft zu einer Längswelligkeit der Folienränder führt. Eine nachfolgende Kantenisolierung ist unumgänglich. Für dünne Folien lässt sich dieses Verfahren nicht anwenden. Eine bereits vorgeschlagene Lösung beinhaltet das stirnseitige Herausätzen der Metallfolie zwischen den beidseitig aufgetragenen Lackschichten, so dass diese den Folienrand überragen.
Diese Methode ist sehr aufwendig, da die Ätzflüs- sigkeit in die gesamte aufgewickelte Folienrolle dringt und anschliessend eine Umspulung mit Wasch- und Trockenvorgängen erforderlich wird. Die überstehenden Lackränder werden sehr leicht beschädigt.
Eine andere bereits vorgeschlagene Methode hat einen Entgratvorgang mittels mehrerer Bürstenwalzen zum Inhalt. Diese rotieren quer zum längsgleitenden Band und beseitigen den Schneidgrat. Da auch bereits vorhandene Isolierschichten beschädigt werden, ist ein nachträgliches Isolieren erforderlich.
Eine weitere vorgeschlagene Lösung sieht die Verwendung zweier Folien vor, die durch seitlichen Kantenvorsatz gegeneinander beim gleichzeitigen Wickeln eine direkte Kantenberührung verhindert.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Entfernung des Grates ist aus Isolationsgründen nicht unbedingt notwendig, ist aber aus wickeltechnischen Gründen ratsam. Nachteilig wirkt sich die Parallelschaltung beider Folien bei geringen Leiterquerschnitten auf die Foliendicke aus. Weiterhin ergeben sich ungünstige elektrostatische Feldverhältnisse an den Gratspitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vom Herstellerwerk gelieferte Metallfolie ohne chemische oder elektrochemische Behandlungsvorgänge für Wickelzwecke vorzubereiten und die Herstellung von Folienwicklungen ohne Verwendung besonderer Isolierzwischenlagen zu ermöglichen und zu vereinfachen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Beschneiden der Folie ist gekennzeichnet durch zwei mit ihren Achsen zur Auflagerolle schräg angeordnete Messerrollen.
Die Messerrollen sind beispielsweise durch Federn in die Metallfolie eindrückbar, oder sie können auf Schnittiefe fest einstellbar sein. Die Vorrichtung verfolgt das Ziel, der beschnittenen Folie einen trapezförmigen Querschnitt zu geben, dessen Seitenschrägenwinkel durch die geometrische Form der Messerrollen und ihre Einstellung veränderlich ist.
Die vom Herstellerwerk angelieferten Folienrollen verlangen damit beim Lagern und Transport keine besonders hohe Sorgfalt. Durch die Vereinfachung der Folienbehandlung bietet sich die Möglichkeit, die technisch vorteilhafte Folienwicklung für kleinere elektrotechnische Geräte stärker einzusetzen, da die dort erforderlichen geringen Foliendicken bisher schwierige Behandlungen oder bei Verwendung von Isolierzwischen- lagen ungünstige Wicklungsfüllfaktoren ergaben.
Weiterhin kann bei der Kondensatorenfertigung auch eine Vereinfachung erreicht werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 den Aufbau der Beschneideeinrichtung; Fig. 2 den charakteristischen Bandquerschnitt nach dem Beschneiden und Wickeln mit entgegengesetzter Krümmung. Das von einer gebremsten Abwickelvorrichtung ablaufende Folienband 1 kommt mit der Isolierschicht auf der Auflagerolle 2 zu liegen.
Durch die Umschlin- gung wird diese mitgedreht. Mittels der einstellbaren Druckfeder 3 werden die in schwenkbar angeordneten Lagerböcken aufgehängten Hebel 4 mit den Messerrollen 5 gegen die Folie gedrückt.
Die Anpresskraft muss so sein, dass die Messerrollen die Folie durchdringen können. Durch die Schrägstellung um den Winkel a werden die Abfallstreifen 6 von den Rollen seitlich abgedrängt und reissen vom Folienband ab. Die Abfallstreifen dürfen mit dem beschnittenen Band 7 nicht wieder in Berührung kommen, damit die Kanten keine Beschädigungen erleiden. Das Band wird sofort ohne Andrückrolle zum Spulenwinkel 8 verarbeitet.
In Fig. 2 ist der charakteristische Bandquerschnitt nach dem Beschneiden und Wickeln mit entgegengesetzter Krümmung dargestellt. Die ursprünglich trapez- förmige Metallfolie 9 zeigt die durch die Umformung hochgezogenen Reisskanten 10. Die unter dem Metall liegende Isolierschicht 11 reicht infolge Querdehnung beim Beschneiden nicht ganz bis an die Reisskanten, ist jedoch breiter als die obere Trapezkante und verhindert den metallischen Kontakt zwischen zwei aufeinanderlie- genden Windungen.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for burr-free trimming of metal foils for the production of short-circuit-free wound bodies, in particular coils. The invention relates to a device for burr-free trimming of a metal foil running around a support roller for the production of short-circuit-free wound bodies, in particular coils.
In the case of film wound bodies for electrotechnical purposes, the main problem is the prevention of winding short circuits. While the foil surfaces are to be protected from direct metallic contact with one another with sufficient security by means of insulating coatings, winding short circuits very often result from the overlapping of the foil edges and their insulation faults. The main causes are the cutting burr,
possible edge damage of the foil and edge defects of the insulating cover to view. In the course of the operating time of a winding, the relative movements of the individual windings caused by alternating magnetic fields and temperature changes often result in destruction of the initially perfect insulating layer, especially on the winding front sides. The cutting burr is mainly responsible for this.
In order to prevent the above-mentioned function-impairing phenomena, film wound bodies are mainly produced with insulating interlayers made of condenser paper, Teflon (registered trademark), polyester, polypropylene or other plastic films. The insulating film must protrude a few millimeters over the metal film on both sides.
The disadvantage is that the winding process is made more difficult, that the insulating film cannot be made as thin as desired and thus has an unfavorable influence on the winding fill factor, that the price of these films is quite considerable and that the thermal properties of the winding are impaired.
For these reasons, metal foils are increasingly processed with insulating layers of oxide or lacquer, the thickness of which can be much smaller and the z. T. ensure high heat resistance. In order to avoid winding short circuits, the foils are subjected to an often laborious and costly edge treatment before they are wound.
It is known to round off the edges of the foil by continuous electrochemical deburring and then to produce an oxide layer on all sides. This method is very difficult to carry out for very thin foils (thickness less than 20 µm).
Another known method is the re-rolling of the foil strips with a superimposed stretching process, the cutting burr and possible edge damage being eliminated by calibrating. The disadvantage is the compression of the material, which often leads to longitudinal waviness of the film edges. Subsequent edge insulation is essential. This method cannot be used for thin foils. One solution that has already been proposed involves etching out the end of the metal foil between the lacquer layers applied on both sides so that they protrude beyond the edge of the foil.
This method is very complex, since the etching liquid penetrates into the entire wound roll of film and subsequently rewinding with washing and drying processes is necessary. The protruding paint edges are easily damaged.
Another previously proposed method involves a deburring process using several brush rollers. These rotate transversely to the longitudinally sliding belt and remove the cutting burr. Since existing insulation layers are also damaged, subsequent insulation is necessary.
Another proposed solution provides for the use of two foils which prevent direct edge contact during simultaneous winding by means of lateral edge attachment against one another.
<Desc / Clms Page number 2>
The removal of the burr is not absolutely necessary for reasons of insulation, but is advisable for reasons of winding technology. The parallel connection of both foils has a disadvantageous effect on the foil thickness with small conductor cross-sections. Furthermore, there are unfavorable electrostatic field conditions at the burr tips.
The invention is based on the object of preparing the metal foil supplied by the manufacturer for winding purposes without chemical or electrochemical treatment processes and of enabling and simplifying the production of foil windings without the use of special insulating interlayers.
The device according to the invention for trimming the film is characterized by two knife rollers arranged at an angle with their axes to the support roller.
The knife rollers can be pressed into the metal foil by springs, for example, or they can be permanently adjustable to the cutting depth. The aim of the device is to give the trimmed film a trapezoidal cross-section, the bevel angle of which can be changed by the geometric shape of the knife rollers and their setting.
The rolls of film delivered by the manufacturer do not require particularly great care during storage and transport. The simplification of the film treatment opens up the possibility of using the technically advantageous film winding to a greater extent for smaller electrotechnical devices, since the small film thicknesses required there resulted in previously difficult treatments or unfavorable winding fill factors when using insulating interlayers.
Furthermore, a simplification can also be achieved in the production of capacitors.
The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show: FIG. 1 the structure of the trimming device; 2 shows the characteristic ribbon cross-section after trimming and winding with an opposite curvature. The film strip 1 running off a braked unwinding device comes to rest with the insulating layer on the support roller 2.
This is also rotated by the wrap. By means of the adjustable compression spring 3, the levers 4, which are suspended in the pivoting bearing blocks, are pressed with the knife rollers 5 against the film.
The contact pressure must be such that the knife rollers can penetrate the film. Due to the inclination by the angle a, the waste strips 6 are pushed off to the side by the rollers and tear off the film strip. The waste strips must not come into contact with the cut tape 7 again, so that the edges are not damaged. The tape is immediately processed into the reel angle 8 without a pressure roller.
In Fig. 2, the characteristic ribbon cross-section after trimming and winding is shown with the opposite curvature. The originally trapezoidal metal foil 9 shows the tear edges 10 raised by the deformation. The insulating layer 11 underneath the metal does not reach all the way to the tear edges due to transverse expansion during trimming, but is wider than the upper trapezoidal edge and prevents the metallic contact between two layers - low turns.