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Verfahren zur Herstellung elektrischer Wickelkondensatoren und nach
dem Verfahren hergestellte Kondensatoren Die Erfindung betrifft Kondensatoren, die
aus einer die eine Belegung des Kondensators bildenden meta,llischenTrägerfolie,
auf dieser beidseitig aufgebrachten Die'_ektrikumschichten und auf die Dielektrikumschichten
aufgebracht.--n Gegenbelegungen bestehen. Es ist schwierig, Wickelkondensater°n
dieser Art mät kleiner Kapazität, z. B. unter 50 Nanofarad, herzustellen. Für Wickelkondensatoren
derart geringer Kapazität werden nämlich so geringe Folien breitem benötigt, daß
diese Breiten schwer auf Vorratsrollen aufbewahrt werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung gewickelterKondensatoren
kleiner und 1c1eginsteirKapazität in laufender Fertigungsweise, die je aus einem
Kond-;°nsatorelement hergestellt sind, welches aus einer metallischen Trägerfolie
besteht, die beidseitig mit der die:ektrischen Schicht überzogen ist, auf welche
die Gegenbelegungen in Form von dünnen, insbesondere aufgedampften Metallschichten
aufgebracht sind, wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, das metallische Trägerfolienband
in einer der Kondensatorwickellänge entsprochenden Breite laufend beidseitiig durchgehend
mit dem dielektrischen Überzug zu versehen, dann die Gegenbelegungen sich quer zur
Längsrichtung der Trägerfolie erstreckend als aufeinanderfolgende, getrennte Streifen
auf der Ober- und Unterseite der Trägerfolie sich genau gegenüt.,erstehend mit Abstand
von den Längskanten der Trägerfolie aufzubringen und dann die Trägerfolie längs
den Mittellinien der isolierenden Strecken zwischen den Belegungsstreifen zu zerschneiden,
worauf aus den einzelnen Streifen durch Zusammenwickeln Kond-ensatorenkäi-lier hergestellt
«-erden, wobei die Stromzuführung zum Gegenbelag durch Auflegen eines Stromzuführu.ngsstreifens
auf den Gegenbelag und- die Stromzuführung zur Trägerfolie durch Auflegen eines
Stromzuführungsstreifens auf den von dielektrischer Schdcht freien bzw. befreiten
Endrandstreifen der Trägerfolie oder Anschweißen des Stromzuführungsstreifens an
dieser Stelle, gegebenenfalls durch die dielektrische. Schicht hindurch, hergestellt
wird.
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Zur Herstellung von Stapelkondensatoren ist es bereits bekannt, beidseitig
in Längsrichtung durchgehend metallisierte dielektrische Folien quer zur Längsrichtung
in einzelne. Abschnitte zu. zerschneiden, die dann zu einem Stapelkondensator zusammengefügt
werden. Diese Abschnitte sind aber zur Herstellung von Wickelkondensatoren allein
schon wegen der in Längsrichtung durchgehenden Metallis,ieirung der Folie ungeeignet.
Im Gegensatz hierzu. werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Streifen quer zur
Längsrichtung des Bandes frei gelassen und hierdurch eine von der die Gegenbelegung
bildenden Metallisierung freie Kante. des Wickelkondensators geschaffen, durch,
die die das Band bildende Metallfolie von der Gegenbelegung einwandfrei isoliert
ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft dadurch abgeändert
werden, daß nach oder während des Aufbringens des dielektrischen Überzuges ein Längsrandstreifen.
der metallischen Trägerfolie oder ein in der Nähe, des. Randes befindlicher, parallel
zum Längsrand verlaufender Streifen in gewünschter Breite weggeätzt oder durchgehend
nicht leitend dargestellt wird.
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In den Fig. 1 bis 4 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
gezeigt, aus denen im Zusammenhang mit der folgenden. Beschreibung weitere Einzelheiten
der Erfindung hervorgehen. Insbesondere ist aus diesen Ausführungsbeispielen zu
ersehen., daß bei ihnen ein Überschlag zwischen der metallischen Trägerfolie und
dien Gegenbelegungen veirmieden wird, indem die Ränder der schmalem Folienstreifen,
aus denen die kleinen. Kondensatorwickel gefertigt werden, von der Gegenbelegung
und,/oder der Trägerbelegung frei gelassen werden.
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In den Fig. 1 bis 3 sind jeweils eine Aufsicht und ein Schnitt der
gemäß der Erfindung vorbereitetem breiten Ausgangsfolie gezeigt. In ihnen bedeutet
1 die z. B. aus einer 6 q dicken Aluminiumfolie be:ste'hende Trägerbelegung, auf
die beidseitig die als Dielektriku:m dienenden Schichten 2, 3 aufgebracht sind.
Diese Dielektrikumschichten 2, 3 können z. B. aus Kunststofflacken bestehen. Statt
- dessen ist es aber auch möglich, anorganische DieiektrikumscWchten 2, 3 zu verwenden,
indem z. B. auf die Trägerfolie 1 beidseitig Si 02 Schichten aufgebracht werden
oder das
Metall der Trägerfolie 1 oberflächlich oxydiert wird. Auf
diese Dielektrikumschichten sind die Gegenbelegungen 4, 5 des Kcn.densators aufgebracht,
von denen die in den Figuren gezeigten Aufsichten jeweils nur die Belegungen 4 erkennen
lassen. Diese Gegenbelegungen 4, 5, die einander möglichst genau gegenüberliegen,
sind nun gemäß der Erfindung in großer Stückzahl sc auf dem Diele:ktrikum der breit,-ii
Ausgangsfolie angeordnet, daß die Längsrichtung der Gegenbelegungen 4, 5 quer, insbesondere
senkrecht, zur Längsrichtung der breiten Ausgangsfolie verläuft. Ferner sind zwischen
den Gegenbelegungen 4 bzw. 5 genügend breite Isolierzwischenräume 4' bzw. 5' vorgesehen.
Nach der Vorbereitung der breitenAusgangsfolie werden die für die Kleinkondensatoren
benötigten schmalen Streifen von der breiten Folie durch Schnitte längs den in den
Fig. 1 bis 3 strichpunktiert gezeichneten, Linien I-IV usw. abgeschnitten. Diese
Schnittlinien I usw. werden gemäß der Erfindung so gelegt, daß die Gegenbelegungen
4, 5 jeweils einen genügend breiten nicht metallisierten Abstand von den Schnittkanten
I usw. besitzen. Auf diese Weise ist an diesen Kanten ein Überschlag von den Gegenbelegungen
4, 5 zu der Trägerbelegung 1 vermieden. Die Gegenbelegungen 4, 5 lassen außerdem
mindestens den einen Längsrand der breiten Ausgangsfohe mit Abstand frei, so, daß
auch hier der Überschlag zwischen den Kondensatorbelegungen vermieden ist. Dieser
Abstand wird außerdem zweckmäßig so. breit gewählt, daß eine Ko.ntaktierung der
Trägerbelegung 1 an diesen Rändern leicht möglich ist, wie das z. B. in Fig. 4 gezeigt
und später noch erläutert wird. In den Fig. 1 bis 3 sind. nun drei verschiedene
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens gezeigt, die sich jeweils durch die
Mittel unterscheiden, mit denen an einer der Längsseiten der breiten Ausgangsfoliie
ein Überschlag zwischen den Gegenbelegungen 4, 5 und der Trägerbelegung 1 vermieden
ist. In Fig. 1 ist dies dadurch erreicht, da.ß, während die Trägerbelegung 1 sich
über die ganze Breite der Ausgangsfolie .°rstreckt, die Gegenbelegungen 4, 5 beide
Längsränder der Ausgangsfolie mit Abstand frei lassen, wobei es zur Kantaktierung
der Trägerbelegung 1 zweckmäßig ist, den Abstand an der einen Längskante der Ausgangsfolie
breiter zu machen als an der anderen. In der Ausführung nach Fig. 2 reichen dagegen
die Gegenbelegungen 4, 5 bis an die eine Längskante der breiten Ausgangsfolie. Um
trotzdem den Überschlag zwischen den Belegungen 1 und 4 bzw. 5 zu vermeiden, ist
in diesem Ausführungsbeispiel die Trägerbelegung 1 ein Stück weit weg von dem Rand
der breiten Ausgangsfolie fortgeätzt oder durchoxydiert worden. In dem Ausführungsbeispiel
nach der Fig. 3 schließlich" in dem die Gegenbelegungen 4, 5 ebenfalls bis an. den
einen Längsrand der Ausgangsfolie reichen, ist für eine Isolierung der Trägerfolie
1 gegen die Gegenbelegungen 4, 5 dadurch gesorgt, daß in die Trägerfolie 1 ein Isolierstreifen
1' einge,ät:zt oder oxydiert worden ist, so, d@aß an dem in Fig. 3 rechts dargestellten
Rand: der Ausgangsfolie nur ein schmaler Metallstreifen 1" verbleibt, der von der
die Belegung bildenden Trägerfolie 1 durch den Isolierstreifen 1' isoliert ist.
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Nachdem die Ausgangsfolien in der angegebenen Weise vorbereitet sind.,
werden sie dann in die, e,in.-zelnen Streifen. längs der strichpunktierten Linien
I usw. zerschnitten. Die so hergestellten schmale Streifen werden quer zur Längsrichtung
der Ausgangsfolie zum Kondensatorwickel aufgewickelt. In Fig. 4 ist z. B. eitre
Folie gemäß Fig. 3 zum Kondensator aufgewickelt. Die einzelnen. Lagen eines solchen
Wickelkondensators sind dabei in Fig. 4 nicht so dicht aufeinanderliegend gezeichnet,
wie das in Wirklichkeit der Fall ist; auch die Dielektrikumschichten 2, 3 sind der
Übersichtlichkeit halber fortgelassen. In Fig. 4 sind ferner gleiche Teile wiederum
mit glichen Ziffern wie in den Fig. 1 bis 3 bez,,ichnet, wobei die Trägerbelegung
1 und der freigeätzte Randstreifen 1" durch dicke Linien, die Gegenbelegungen 4,
5 dagegen durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Auf das von den Gegerib-legunaen
4, 5 frei gelassene äußere Ende, der Trägerbelegung 1 ist in diesem Ausführungshaispiel
eine Stromzuführungsfahne, z. B. ein flachgeschlagener und verzinnter Kupferdraht
6, aufgelegt oder aufgeschweißt. Zur Kontaktierung der Gegenbelegungzn 4, 5 dient
e:n in den Wickel eingelegter Sti-c:mzuführungsstreifcn 7, der ebenfalls 2:n flachgeschlagcner
und verzinnter Kupferdraht sein kann. Um schließlich noch einen Überschlag vom äußeren
Ende der Trägerfolie 1 zu der Gegenbelegung 5 zu verhindern, ist an diesem Ende
noch ein Isolierstreifen 8 in den Wickel eingelegt. Dieser Wickel wird in geeigneter
Weise mit einer den Wickel zusammenhaltenden und ihn gegen Eindringen von Feuchtigkeit
od. dgl. schützenden Schutzhülle 9 umgeben, z. B. durch Umspritzen des Wickels mit
einem geeigneten Kunststoff. Auch ein: Zusammenhalten dieses Wickels durch um den
Wickel gelegte gereckte Polystyrolbänder, die nachträglich noch einer @,\Tärinebehandlung
unterworfen werden, bei der sie den Kondensatorwickel fest zusammenpressen, ist
gegebenenfalls von Vorteil.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird eine Zusatzfolie,
insbesondere eine gereckte Polystyrolfolie; zunächst zu einer aus mehreren Lagen
bestehenden Kernstütze aufgewickelt. Danach wird die Kondensatorfolie eingelegt
und unter Einfügen der Stromzuführungen mit der Polysty rolfolie zusammen aufgewickelt.
Schließlich erhält dann der Wickel noch mehr als eine, zweckmäßig mehrere Wickellagen
der Polystyrolfolie. Wird dann der so fertiggewickelte Kondensator noch einer Wärmebehandlung
unterworfen, durch die die- gereckten Polystyrollagen schrumpfen und sich dabei
entsprechend dem dem Schrumpfen entgegenwirkenden inneren Druck im Wickel verformen
können, dann können sich innere Spannungen im Wickel ausgleichen, bzw. die Kondensatorenwickel
können sich verfestigen. Wenn ferner Zusatzfolien: verwendet -,werden, die die Kondensatorfoli.en
auf beiden Stirnseiten des Wickels überragen., dann können die Lagen des Wickels
und diel Stirnseiten der Zusatzfolien miteinander verschweißen. Die Zusatzfolie,
die für diesen Zweck vorteilhaft, jedoch nicht notwendig, aus gerecktem, schrumpffähigem
Kunststoff besteht, bildet dann einen allseitig dichten. Absch.luß des Kondensators
und den Wickelkern, und sie erspart gegebenenfalls auch das zusätzliche Einlegen
des Teils 8 in Fig. 4.