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Verfahren zur Herstellung von elektrischen Plattenkondensatoren oder
ähnlichen elektrischen Bauelementen durch Abtrennen der Bauelemente von einem langgestreckten
Vorratsprodukt Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellun- von
elektrischen Plattenkondensatoren oder ähnlichen elektrischen Bauelementen durch
Ab-
trennen der Bauelemente von einem langgestreckten, z. B. streifenförmigen,
Vorratsprodukt.
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Bei der Anwendung eines derartigen Verfahrens wird häufi- die Forderung
gestellt, daß die abgetrennten elektrischen Bauelemente in ihren Kenngrößen, z.
B. in ihrer Kapazität, nur in sehr geringem Maß voneinander abweichen, daß also
sehr geringe Toleranzen gefordert werden. In nahezu allen Fällen weist jedoch das
langgestreckte Vorratsprodukt, von dem die Bauelemente abc, trennt werden, in seiner
Längserstreckuno, beträchtliche Schwankungen des Proportionalitätsfaktors zwischen
der jeweiligen Kenngröße und der Länaeneinheit des Vorratsproduktes auf. So
C
kann z. B. auf einem streifenförmigen Vorratsprodukt zur Herstellung von
Plattenkondensatoren, das aus streifenförmigen Metallbelägen und einem zwischen
diesen befindlichen streifenförmigen Dielektrikum besteht, die Dielektrizitätskonstante
des Dielektrikums oder auch die Dicke des Dielektrikums, d. h. der
Ab-
stand der Metallbeläge, in der Längserstreckung des Vorratsproduktes schwanken,
so daß die Kapazität pro Längeneinheit in Längsrichtung des Vorratsproduktes nicht
konstant ist. Würden daher von einem solchen Vorratsprodukt Bauelemente gleicher
Längserstreckung abgetrennt, so würden die Kenngrößen der abgetrennten Bauelemente,
z. B. die Kapazität der Plattenkondensatoren, voneinander abweichen, so daß die
geforderten Toleranzen nur von einem Teil der Bauelemente eingehalten würden.
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Zür Vermeidung dieses Übelstandes behalf man sich bisher damit, das
Vorratsprodukt in Abschnitte aufzuteilen, deren Länge erfahrungsgemäß nur geringe
Schwankungen des erwähnten Proportionalitätsfaktors erwarten ließ, die Kenngrößen
eines jeden solchen vollständigen Abschnittes zu messen und danach die für einen
einzelnen Abschnitt konstante Längserstreckung der abzutrennenden Bauelemente zu
bestimmen. Dieses Verfahren ist jedoch unvollkommen und nachteilig, da einerseits
infolge der Aufteilung des Vorratsproduktes in Einzelabschnitte ein erheblicher
Schnittverhist auftreten kann und andererseits Schwankungen des Proportionalitätsfaktors
innerhalb der Einzelabschnitte nicht erfaßt werden können. Je geringer die vorgeschriebenen
Toleranzen sind, desto kleiner muß die LängserstreckunC der Ab-
schnitte
gewählt werden und desto größer ist der Schnittverlust. Zur wirtschaftlichen Herstellung
von Einzelkörpern mit geringer geforderter Toleranz sind diese Maßnahmen nicht geeignet.
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C
Es ist bei der Herstellung von Wickelkondensatoren bekanntgeworden,
die von der Längserstrekkung des Bauelementes abhängige Kapazität zu messen, mit
einem Sollwert zu vergleichen und entsprechend dem auf diese Weise ermittelten Unterschied
die Längserstreckung des Kondensatorwickels zu bestimmen. Dabei ist es auch möglich,
die Längst' C
erstreckung kontinuierlich abhängig von einer Kenngröße des
vorhergehenden Wickelteiles zu steuern. Diese bekannten Verfahren sind jedoch zur
Lösung des geschilderten Problems nicht geeignet, da sie sich im Herstellungsprinzip
von dem eingangs angegebenen Verfahren völlig unterscheiden. Der prinzipielle Unterschied
besteht darin, daß bei den bekannten Wickelverfahren der endgültige Wickelkondensator
erst bei dem Wickelvorgang selbst erzeugt wird, die eigentliche Kapazität als Kenngröße
beim Wickelvorgang erst kontinuierlich gebildet wird. Die Vorratsprodukte bei den
bekannten Verfahren, also die metallischen und dielektrischen Folien, weisen selbst
die gewünschte Kapazität noch nicht auf. Der Ausgangspunkt für Messung und Steuerung
ist also mit dem des eingangs geschilderten Verfahrens nicht vergleichbar. Im Fall
der Herstellung von Wickelkondensatoren kann nämlich bis zum Entstehen der gewünschten
Kapazität gewickelt werden, dagegen ist bei dem eingangs angegebenen Verfahren die
Kapazität von vornherein bereits vorgegeben, sie wird nur durch Auftrennen in die
gewünschten Einzelkapazitäten aufgeteilt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
angegebenen Art zu schaffen, das eine wirtschaftliche Herstellung von elektrischen
Bauelementen mit einem Höchstmaß an
Sicherheit für die Einhaltuna
der aeforderten Toleranzen und mit einem Mindestmaß an Schnittverlust ermöglicht.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß eine von der Längserstreckung
des zuletzt abgetrennten Bauelementes abhängige Kenngröße bei einem Plattenkondensator
die elektrische Kapazität gemessen, mit dem Sollwert der Kenn-or lichen und abhängig
von dem auf diese t# r öße verg Weise ermittelten Unterschied (Vergleichswert) die
Längserstreckung des nächsten abzutrennenden Bauelementes bestimmt wird. Es gelingt
dadurch, die Bestimmung der Längserstreckung der abzutrennenden Bauelemente auf
das jeweils zuletzt abgetrennte Bauelement zu beziehen und somit Schwankungen des
erwähnten Proportionalitätsfaktors zwischen der Kenn ' größe und der Längeneinheit
des Vorratsproduktes bis zurück auf die Längserstreckung eines Bauelementes zu erfassen.
Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß das Vorratsprodukt unmittelbar verarbeitet
werden kann und der Schnittverlust auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird und daß
zugleich die geforderten Toleranzen der Bauelemente trotz der Schwankungen des
genannten Proportionalitätsfaktors im Vorratsprodukt mit großer Genauigkeit
C t2 eingehalten werden können. Ein besonderer Sortiervorgang nach
dem Abtrennvorgang kann daher entfallen, der Ausschuß bei der Herstellung der Bauelemente
wird ebenfalls auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
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Nach einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden
die Längserstreckung und der Vergleichswert in einer gemeinsamen Bezugsgröße dargestellt.
Mit Hilfe dieser gemeinsamen Bezugs-,-röße wird die Durchführung des Verfahrens
wesentlich erleichtert.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird nach einer weiteren Ausführungsform
dadurch vervollkommnet, daß nach Einstellung der Längserstreckung des nächsten abzutrennenden
Bauelementes mit Hilfe des Vergleichswertes unter Beibehaltung dieser Einstellung
die die Längserstreckung darstellende Be-C el zugsgröße durch eine multiplikativ
auf sie einwirkende Zusatzgröße so verändert wird, daß bei der Messung des bei dieser
Einstellung abgetrennten Bauelementes die ursprüngliche, dem Sollwert entsprechende
Einstellung des Vergleichswertes eingehalten wird, wenn die gemessene Kenngröße
dieses Bauelementes gleich ihrem Sollwert ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Zusatzgröße
angezeigt und dazu eine C CD
Anzeigeskala verwendet, die in Quotienten
aus Einheit der Kenngröße und Längeneinheit geeicht ist. Dadurch wird auf einfache
Weise ermöglicht, die Schwankungen des Proportionalitätsfaktors zwischen der Kenn-röße
und der Längeneinheit des Vorratsproduktes anzuzeigen oder auch aufzuzeichnen und
daraus Rückschlüsse auf die Güte des Vorratsproduktes zu ziehen.
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Zweckmäßig dient nach einer Ausführungsform der Erfindung als gemeinsame
Bezugsgröße eine elektrische Spannung. Es kann dann die nach dem Vergleichswert
maßgebende Längserstreckung durch ein Rechenpotentionneter dargestellt werden; ferner
kann die Zusatzgröße durch ein gesteuertes Potentiorneter erzeugt werden, das die
Oberspannung für das Rechenpotentiometer liefert.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung. Diese Vorrichtung weist eine Vorschubeinrichtung
für das Vorratsprodukt, einen Anschlag zur Vorschubbegrenzung und eine Trenneinrichtung
auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag mittels eines Stellmotors verschiebbar
und mit dem beweglichen Teil des Rechenpotentiometers zur Darstellung der Längserstreckung
des zuletzt abgetrennten Bauelementes mechanisch verbunden ist, daß die die gemessene
Kenngröße des abgetrennten Bauelementes mit seinem Sollwert vergleichende Einrichtung
auf ein weiteres Potentiometer einwirkt und daß das Rechenpotentiometer und das
zweite Potentiometer mit einem Vergleichsspannungsteiler zu einer Brückenschaltung
zusammengeschaltet sind, in deren NulInveig der Steuerkreis des Stellmotors für
den Anschlag eingeschaltet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind
das Rechenpotentiometer, das zweite Potentiometer und der Vergleichsspannungsteiler
mit einem zweiten Vergleichsspannungsteiler und dem gesteuerten Potentiometer zu
einer doppelten Brückenschaltung zusammengeschaltet, und in dem zweiten Nullzweia
der doppelten Brückenschaltung ist ein Steuerelement zur Verstellung des gesteuerten
Potentiometers eingeschaltet.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens nach der Erfindung wird im
folgenden an Hand der Herstellung von elektrischen Plattenkondensatoren erläutert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der
wesentlichsten Teile der Trennvorrichtung, F i g. 2 eine schematische Darstellung
einer Vergleichseinrichtung, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel verwendet wird,
F i g. 3 ein Schaltschema der wesentlichsten elektrischen F i 1 Teile
zeigt der im Vorrichtung' wesentlichen den mechanischen Aufbau der Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens. Das langgestreckte, streifenförmige Vorratsprodukt
1 besteht bei dem Ausführungsbeispiel aus einem Streifen eines Dielektrikums,
der beidseitig mit einem Metallbelag versehen ist. Die von der Längserstreckung
abhängige Kenngröße ist die Kapazität. Das Vorratsprodukt 1 wird durch die
Vorschubrollen 2 und 3, die z. B. mit Rutschkupplungen versehen sein können,
gegen den Anschlag 4 bewegt. Das Vorratsprodukt 1 liegt auf der Unterlage
5 auf; durch das Messer 6 wird der elektrische Plattenkondensator
8 abgetrennt. Der Anschlag 4 ist mittels der Spindel 7, die durch
den Elektromotor M, angetrieben wird, in beiden Bewegungsrichtungen einstellbar.
Mit dem Anschlag 4 ist der Schleifer 15 des Rechenpotentiometers
P, mechanisch verbunden. Mit Hilfe des Rechenpotentiometers P, wird
die jeweilige Stellung des Anschlags 4 in einen elektrischen Spannungswert umgesetzt.
Der gestrichelt und schraffiert daraestellte Plattenkondensator 8 befindet
sich in seiner Meßposition. C, stellt den elektrischen Meßanschluß für die
Messung der Kenngröße des Plattenkondensators, also seiner Kapazität, dar.
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In F i 2 ist schematisch die Vergleichseinrichtung zum Vergleich der
gemessenen Kenngröße C,
mit dem Sollwert, hier mit der Kapazität
C" dargestellt. Die Vergleichseinrichtung ist als kapazitive Meßbrücke ausgebildet.
Die in den F i g. 1 und 2 mit C#, gezeichneten Anschlüsse werden miteinander
ver-C
bunden. Das Ergebnis des Vergleichs wirkt auf das Rechenpotentiometer
P# derart ein, daß sich das Verhältnis C#, : C., in einer bestimmten
Stellung des Schleifers 9 des Potentiometers P., äußert. Bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel mög e sich der Schleifer 9 bei Gleichheit von gemessener
Kenngröße und Sollwert (C., = C") in seiner Mittelstellung befinden.
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Es ist ersichtlich, daß die Kenngröße, die Längserstreckung, der Sollwert
und der Vergleichswert in einer gemeinsamen Bezugsgröße, nämlich in der elektrischen
Spannung dargestellt werden.
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In F i g. 3 ist ein schematisches Schaltbild des elektrischen
Teiles der Vorrichtung dargestellt. Das den Vergleichswert anzeigende Potentiometer
P., ist mit einem ersten Vergleichsspannungsteiler P, aus den Widerständen
10 und 11 und einem zweiten Vergleichsspannungsteiler P4 aus den Widerständen
12 und 13 derart zu einer doppelten Brückenschaltung zusammengeschaltet,
daß die Oberspannung für das Potentiometer l# und den Vergleichsspannungsteiler
P4 über ein gesteuertes Potentiometer P, und das die Längserstreckung darstellende
Rechenpotentiometer P, zugeführt wird, während die Oberspannung für (fen ersten
Vergleichsspannungsteiler 1#, mit der Speisespannung U., identisch ist. In
die Nullzweige der doppelten Brückenschaltung ist jeweils ein Stellmotor M, bzw.
M, mittelbar eingeschaltet, wie es in F i g. 3 schematisch angedeutet wird.
Der Stellmotor M, dient, wie bereits angegeben, zur Verstellung des Anschlags 4,
also zur Veränderung der Längserstreckung der abzutrennenden Plattenkondensatoren.
Der Stellmotor M2 ist mit dem Schleifer 14 des gesteuerten Potentiometers P, mechanisch
verbunden, das in noch zu beschreibender Weise eine Zusatzgröße für die Durchführung
des Verfahrens liefert.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Die
Kapazität C#, des abgetrennten Plattenkondensators 8 wird gemessen und mit
dem Sollwert C., verglichen. Ist C, = C", so greift der Schleifer
9 des Potentiometers P, eine Spannung U,
ab, die gleich der
vom Vergleichsspannungsteiler C p5 erzeugten konstanten Spannung U" ist.
Der Nullzweig mit dem Motor M, ist stromlos, so daß der Motor M, nicht in Tätigkeit
gesetzt wird und der Anschlag 4 in seiner bisheri-en Stelluna, verbleibt. Die übertragung
des nächsten Plattenkondensators erfolgt mit der gleichen Längserstreckung.
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Ist jedoch die -emessene Kenngröße, die Kapazität C#" des abgetrennten
Plattenkondensators 8
nicht gleich dem Sollwert C" so wird der Schleifer
9
des Potentiometers P, verstellt, so daß die Spannung U, nicht gleich
der Spannung U, ist. Der Motor M, erhält Spannung und verstellt den An-schlag
4 (F i g. 1). Durch diese Anschlagverstellung wird das Rechenpotentiometer
l# ebenfalls verstellt und ändert damit die an seinem Schleifer 15 abgegriffene
Spannung U2. Während dieses Vorganges ist der Motor Al#, in nicht dargestellter
Weise arretiert. Die Spannunn, U, wird über den Motor M" den Anschla- 4 und
das Rechenpotentiometer P, so lange geändert, bis die Spannungen U, und 1#,
gleich sind. Dann ist der Nullzweig mit dem Motor M, stromlos, und der Motor wird
still-esetzt.
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Durch die geschilderte Verstellung des Schleifers 15 des Rechenpotentiometers
P, ist der Brückenteil. mit den Vergleichsspannungsteiiern P4 und P" nicht
mehr abgeglichen, da die abgegriffene Spannung U,
auch die Oberspannung für
den Spannungsteiler P-darstellt. Der Stellmotor M2 wird nach dem geschilderten Abgleich
des ersten Brückenteiles freigegeben und der Stellmotor M, arretiert. Der Stellmotor
M2 verstellt den Schleifer 14 des gesteuerten Potentiometers P., gegensinnig zur
Verstellung des Schleifers 15 des RechenpotentiometersI>" bis der Nullzweig
mit dem Motor M, stromlos wird und M2 stiflgesetzt wird. Danach kann der nächste
Meßvorgang durchgeführt werden.
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An einem zahlenmäßigen Verfahrensbeispiel möge die obige Beschreibung
der Wirkungsweise noch näher erläutert werden. Es wird angenommen, der zuletzt gemessene
Plattenkondensator 8 habe eine Kapazität, die gleich dem Sollwert ist (C,#
= CJ. Der Schleifer 9 des Potentiometers P, steht dann in Mittelstellung,
so daß die von ihm abgegriffene Spannung U, der Vergleichsspannung
U, gleich ist. Die Stellung des Schleifers 15 des Rechenpotentiometers
P., entspricht der Längserstreckung des abzutrennenden Plattenkondensators, die
sich aus der geforderten Kapazität C" und der Kapazität pro Längeneinheit
des Vorratsprodukts ergibt. Das gesteuerte Potentiometer P, stellt an seinem Schleifer
14 eine solche Spannung U, als Oberspannung für das Rechenpotentiometer P,
zur Verfügung' daß die am Schleifer 15 des Rechenpotentiometers P, auftretende
Spannung U, gleich der doppelten konstanten Vergleichsspannung
U., ist (U2 = 2 U"). Mit anderen Worten sind in dieser Phase des Steuervorgangs
die Spannungsteilerverhältnisse der Potentiometer P, und P, zueinander reziprok,
abgesehen von einem konstanten Teilerfaktor.
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Es wird nun ferner angenommen, der mit dieser Anschlageinstellung
abgetrennte nächste Kondensator 8 habe infolge der Schwankungen im Vorrats-Produkt
1 eine um 119,70 zu große Kapazität. Bei Messung dieses abgetrennten Kondensators
und dem Vergleich des Meßwertes mit dem Sollwert wird dann der Schleifer
9 des Potentiometers P 3 so verstellt, daß die Spannung U# am Schleifer
9 um 1 11/o steigL In beschriebener Weise wird über den Motor M.,
und den Anschlag 4 der Schleifer 15 des Rechenpotentiometers P, so
weit verschoben, bis die Spannung U2
am Schleifer 15 um 1 %
verkleinert worden ist und damit die Spannung U 3 wieder gleich der konstanten
Vergleichsspannung L#, ist. Dabei ist der Anschlag 4 ebenfalls um 1 % in
Richtun- kleinerer Längserstrekkung des abzutrennenden Plattenkondensators verstellt
worden.
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Mit dieser neuen Anschlageinstellung wird der nächste Plattenkondensator
abgetrennt. Dieser hat, falls keine neue Schwankung im Vorratsprodukt auftritt,
den Sollwert der Kapazität.
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Um nun sicherzustellen, daß bei Messung dieses zuletzt abgetrennten
Kondensators, bei dem, wie vorausgesetzt C#, = C" ist und der Schleifer
9 des Potentiometers P, dementsprechend wieder in seiner Mittelstellung steht,
die Beziehung U 3 = U 5 trotz der vorherigen Verstellung des
Rechenpotentiometers P, eingehalten wird, wird die Oberspannung des Rechenp'otentiometers
P, durch eine Zusatzspannung so weit verändert, daß wieder die Spannung
U2
doppelt so groß ist wie die konstante Vergleichsspannung U#_
(U, = 2 U,-). Dies wird in beschriebener Weise mit Hilfe des Motors
M, durch eine der vorheriaen Verstellung des Rechenpotentiometers P, im C
entsprechende,
jedoch gegensinnig verlaufende Verstellung des Schleifers 14 des gesteuerten Potentiometers
P, erreicht.
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Die vom gesteuerten Potentiometer Pl erzeugte Zusatzspannung kann
angezeigt werden, wozu eine Anzeigeskala verwendet wird, die in Quotienten aus Kapazitätseinheit
(Einheit der Kenngröße) und Längeneinheit geeicht ist.
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An Stelle der Potentiometer P, und P, kann auch ein Rechenverstärker
oder eine andere elektronische Multiplikationseinrichtung verwendet werden. Auch
der Stellmotor M2 kann als Rechenverstärker od. dgl. ausgebildet sein.