DE1489732A1 - Ultraduennes metallisiertes Band fuer Wickelkondensatoren - Google Patents
Ultraduennes metallisiertes Band fuer WickelkondensatorenInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORi DlPL.-lNG. GRALFS DR. MANITZ
U89732
17. März 1965
M/Gl - 0 582
COMPAGNIE GEKERALE D'ELECTRICITE
54-, Rue La Bo'e'tie, Paris 8e
FRAEKREIOH
Ultradünnes metallisiertes Band für Wickelkondensatoren
Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von dielektrischen ultradünnen Bändern zum Gegenstand, die wenigstens auf einer Seite mit
einer Metallschicht überzogen sind, sowie die aus diesen Bändern gewickelten, eine "besonders grosse Kapazität
pro Volumeneinheit aufweisenden Wickelkondensatoren.
Die zur Herstellung der Wickelkondensatoren dienenden metallisierten Bänder bestehen oft aus einer Mindeststärke
von vier Mikron besitzendem Papier, PoIy-Äthylenglykolterephtalat (oder "Mylar") oder Polydiphenolcarbonat.
Es ist ausserdem bekannt, dünnere, weniger als zwei Mikron Stärke aufweisende Bänder, sogenannte
"ultradünne" Bänder zu verwenden, die manchmal als "Lacke" bezeichnet wurden und z.B. aus auf
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einer Seite metallisierten Polycarbonaten bestehen. Die Dünne solcher Bänder bedingt eine Zerbrechlichkeit,
so dass besondere Vorsichtsmassnahmen bei deren Anwendung für die Herstellung von Wickelkondensatoren
erforderlich sind. Es ist z.B. bekannt, die Aufwicklungskraft an ein viel stärkeres Hilfsband anzulegen,
das dem ultradünnen Band als Träger dient, welches sich vom Träger loslöst und sich auf einen Wickelkörper
aufrollt.
Die Erfindung sieht Verbesserungen gegenüber bekannten ultradünnen Bändern vor, indem sie wenigstens
auf einer Seite metallisierte Bänder erzeugt. Gemäss der Erfindung ist bei dem Aufwicklungsverfahren für
ein ultradünnes Band, das auf einem als Träger dienenden Band angeordnet ist, vorgesehen, dass das
ultradünne Band im Laufe der Aufwicklung durch zwei beiderseits des Randes verlaufende Längsschnitte
von seinem Träger befreit wird, wobei sich das ultradünne Band unter Einfluss einer Zugkraft, die auf
das von dem ultradünnen Band getrennte Trägerband ausgeübt wird, aufrollt; dabei ist das ultradünne
Band während des Vorganges keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die es beschädigen könnte.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig.1 Querschnitte des metallisierten ultradünnen Bandes gemäss der Erfindung in
vergrössertem Masstab während verschiedener Herstellungsphasen,
Fig.2 den Wicklungsvorgang eines Kondensators
gemäss der Erfindung, der aus zwei erfin-
dungsgemässen ultradünnen Bändern besteht,
Fig.5 zeigt einen Schnitt einiger Windungen
eines derartigen Kondensators und Fig.4 im Längsschnitt eine bestimmte Länge
des erfindungsgemässen Bandes.
In Fig.1 bezeichnen 1 ein als Hilfsträger dienendes Papierband und 2 ein Band aus Mylar oder ähnlichem
Werkstoff, das dem ultradünnen Band j> als Träger
dient und z.B. aus Polycarbonat besteht. Die Bänder 1 und 2 besitzen eine Stärke von 4- bis 20
Mikron, die nicht kritisch ist, denn diese Bänder werden vom Fertigprodukt entfernt. 4 und 5 bezeichnen
aufgebrachte Metallschichten.
Das Polycarbonat hat eizi relativ ^utes Haftvermögen
auf porösem Papier, während es auf porenfreiem Hylar mittelmüssig ist.
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Man geht von einem zusammengesetzten aus Mylar bestehenden
Band (a) aus, das auf einem überlappenden Papierstreifen liegt.
Bei (b) ist die aufgetragene "Lack"-Schicht gezeigt, z.B. Polycarbonat auf Mylar. Dieses Auftragen kann
durch jedes bekannte Verfahren erzielt werden, z.B. durch eine Polycarbonatlösung, die mit einer sogenannten
"Auftragwalze" aufgetragen wird. Das Polycarbonat bedeckt die äussere Fläche des Mylars (j>)
sowie die Papierränder (5')·
Die Parameter des Vorganges sind so bestimmt, dass die Dicke der Lackschicht z.B. 1 Mikron beträgt.
Danach wird das Mylarband abgetrennt, und man erhält
bei (c) ein Mylarband 2, das mit einer ultradünnen Polycarbonatschicht 3 versehen ist.
Bei (d) ist eine metallisierte Schicht 4- auf das
Polycarbonatband aufgetragen, z.B. durch Aufdampf
ung im Vakuum. Diese Schicht lässt einen Rand, und zwar auf der linken Seite in der Figur.
Bei (e) wird das "lackierte" und metallisierte Mylarband gewendet und auf ein Papierband gelegt.
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Bei (f) wird eine Polycarbonatschicht 3a auf die
freie Mylarseite sowie die freien Papierränder aufgetragen. Das Polycarbonat fliesst über die Papierränder
und bildet eine Kehlnaht 3a1, die die Ränder
der Schicht 3 an dem Mylarband festhaften lässt.
Bei (g) ist das Mylarband abgetrennt. 3ei (g) wird das die Lackschicht 3a aufweisende Mylarband 2 aufgespult.
Bei (h) lässt das die ultradünne, durch die Kehlnähte 3a1 verbundene Schicht 3 tragende
Papierband mit einer Metallisierung 4· zwischen Lack
und Papier einen Rand an einer Seite frei, der im Fall derFigur rechts ist. Die Spaltung des Bandes,
(f) in zwei Bänder (g) und (h) wird durch die Pfeile F1 und F2 symbolisiert.
Do3 !"üylarband (g) wird dann von neuem in einem weiteren
Arbeitsgang anst'elle des Bandes (c) verwendet.
Bei (j) ist der Lack 3 auf seiner freien Seite mit einer metallisierten Schicht 5 versehen, wobei ein
Hand auf der anderen Seite als bei der Metallisierung 4, d.h. im Fall der Figur links, vorgesehen ist,
i (k) schneiden im folgenden Wicklungsvorgang
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zwei geschliffene Rändelwerkzeuge 6 und 7 (oder 2 Messer) das Papier und die Ränder der Lackschicht
rechts der metallisierten Ränder der Schichten. Man erhält dadurch bei (m) zwei seitliche Papierabfälle
1b und 1c, während der Mittelteil des Papiers 1a noch immer die die Doppelmetallisierung 4 und 5
aufweisende Lackschicht 3 besitzt, aber von nun an ohne Haftvermögen. Bei (n) wird im Wicklungsvorgang
der metallisierte Lack vom Papierträger 1a getrennt, wobei sich die Wicklungskraft auf das Band 1a auswirkt,
während das ultradünne metallisierte Band 3 bei 4·
und 5 sich seinerseits aufrollt, um die Wicklung eines
Kondensators zu bilden. Diese Trennung wird durch die Pfeile F3 und F4· veranschaulicht.
Fig. 2 veranschaulicht in perspektivischer Ansicht einen Wicklungsvorgang mit Schnitt und die Herstellung
einer Kondensatorwicklung mit erfindungsgemässen Bändern. Wie aus dem folgenden anhand der Fig.3
ersichtlich wird, benötigt der Kondensator mit maximaler Volumenkapazität zwei erfindungsgemässe
Bänder, wobei der Wechsel der Ränder in den beiden Bändern umgekehrt verläuft. Darum zeigt Fig.2 ein
Anwendungsbeispiel der erfindungsgemässen Bänder bei einer zwei Bänder verwendenden Kondensatorwicklung.
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Das erste Band 51 (Hilfsträger, der eine metallisierte
Lackschicht auf beiden Seiten aufweist) läuft von einer Abrollwalze 52 ab, die sich in der Pfeilriehtung
63 dreht. Diese Walze, die von dem sich in der Richtung des Pfeiles 64- abrollenden Band 51 angetrieben wird, wird so gebremst, dass das Band 51
gespannt bleibt. Das Band 51 läuft über die Walze 54, hinter der zwei mittels einer Achse 57 verbundene
Randschnittwerkzeuge 56 und 56' die Seitenenden des Trägers (z.B. Papier) abtrennen, und
zwar längs der gestrichelten Linien 53>53>'· Der
Abfall der linken Seite gemäss dem Pfeil 65 wikkelt sich auf eine Walze 55 auf, die sich in der
Richtung des Pfeiles 66 dreht. Dergleichen wickelt sich der Abfall der fechten Seite auf die Walze 55'
auf. Das nun aus Papier mit metallisiertem Lack ohne Haftvermögen bestehende Band 58 läuft über
die Walze 59· Bei 69 rollt sichder mit einer Doppelmetallisierung
versehene, den Oberteil des Bandes 58 bildende Lack auf, um einen Teil einer
Wicklung eines Kondensators zu bilden. Das Papier 61 seinerseits läuft über die Walze 60 und wird
von der Auffangwicklung 52 semäss dem Pfeil 67
herabgezogen, wobei diese im Sinne des Pfeiles 68 durch einen Antriebsmotor angetrieben wird.
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Zur gleichen Zeit bildet ein zweites mit dem Band 58
identisches Band 72, aber mit unterer Lackmetallisierung und mit umgekehrt metallisierten Bändern, einen
anderen Teil einer Kondensatorwicklung 69 mittels seines metallisierten Lackbandes, wobei das Papier 64-danach
über die Walze 73 läuft. Um die Figur nicht zu überlasten, wurden die anderen Organe zur Behändlung
der verschiedenen Elemente des zeiten Bandes 72 nicht dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass
das zweite Band ebenfalls und genauso wie das erste mit denselben mechanischen Organen' behandelt wird.
Das vorerwähnte Verfahren des Transportes auf einem Hilfsträger (z.B. Papier) und zur Trennung der
Ränder kann ebenfalls für ein, nur eine metallisierte Schicht aufweisendes Lackband angewendet werden.
Gegenüber dem bekannten Verfahren liegen folgende Vorteile vor:
1) Es erlaubt die Trennung der ultradünnen Schicht und ihres Trägers mit gut kontrollierbaren und
völlig wiederholbaren Bedingungen.
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2) Es übt keine Kraft auf das Dielektrikum im Augenblick der Wicklung aus.
Wie weiter oben erwähnt, wird die Herstellung eines Wickelkondensators mit erfindungsgemässen Bändern
vorteilhafterweise mit zwei Bändern vorgenommen, bei denen der Wechsel der Ränder umgekehrt verläuft.
Diese Anordnung ist in Fig.5 ersichtlich, die einen Schnitt einiger Windungen eines Wickelkondensators
mit zwei erfindungsgemässen Bändern darstellt, ein Band p, das einen oberen Rand links und den unteren
Rand rechts besitzt und ein Band q, das den oberen Rand rechts und den unteren Rand links besitzt. Der
Anschluss der Beläge des Kondensators erfolgt bei 21 und 22. 23 stellt die Zwischenluftschichten dar.
Wie ersichtlich, weisen in allen Fällen die eine Luftschicht umgebenden metallisierten Schichten dasselbe
Potential auf. Folglich spielt die Kapazität der Luftschichten keine Rolle bei der Bestimmung der
Kondensatorkapazität„
Daraus folgt, dass ein Wicklungskondensator aus erfindun^sgemässen
Bändern mit einer 1 Mikron nicht überschreitenien Stärke und Doppelmetallisierung so
hergestellt int, dass die Kapazität der Luftschichten
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aufgehoben wird und eine Volumenkapazität aufweist,
die die der schon bekannten Wickelkondensatoren weit überschreitet.
Um einen Kurzschluss zwischen den Metallisierungen entlang eines Schnittes zu vermeiden, wird die Metalliasierung
wenigstens auf einer Seite in regelmässigen Abständen unterbrochen, z.B. alle 10 cm auf einer
Länge von 3 mm. Dies kann aus Fig.4- entnommen werden,
die einen Längsschnitt einer Bandlänge darstellt, wobei die Bezugszahlen dieselbe Bedeutung wie in
den vorangehenden Zeichnungen besitzen. Wenn man entlang einer Unterbrechung der Metallisierung 11
einen Schnitt vornimmt, entsteht kein Kurzschluss. Dabei bleibt die Länge des Bandes ausreichend bestimmt,
und es ergibt sich eine vernachlässigbare Verringerung der Kapazität.
- Patentansprüche -
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Claims (12)
- - 11 -Patentansprüche1· Yerf ehren aar Herstellung eines ultradünnen (s.B. wenigsten« eine Stärke in der aröasenordnung τοη liikron) dielektrischen, wenigstens eine metallisierte Seite aufweisenden Bandes * dadurch g e -kennseiohnet , dass:a) ein ultradünnes Laokband auf einen, ein geringes Haftvermögen gegenüber dem Lack besltsenden Träger aufgebracht wird, s.B. Itflsx«b) das Laokband metallisiert wird,c) die bei b) erhaltene Anordnung gewendet wird und auf einen ein relativ gutes Haftvermögen gegenüber dem Laek besitsenden Träger, s.B· Papier, aufgebracht wird, der eine überstehende Breite aufweist,d) auf die freie Seite des lfylarbandes eine Lackmenge aufgebracht wird, die wenigstens die Sander der Anordnung bedeckt, so dass auf den Träger mit relativ gutem Haftvermögen das Lackband aufgeklebt werden kann,e) der Träger mit schwachem Haftvermögen entfernt wird,f) eventuell «ine sweite Metallisierung auf die freie Seite des Lackbandes aufgetragen wird,BAD ORIGINAL 909820/0503H89732g) die ein relativ gutes Haftvermögen besitzenden Ränder des Trägers abgeschnitten werden, undh) die Trennung des ultradünnen metallisierten Bandes vom Träger mit gutem Haftvermögen sich bei geringer Kraftbeanspruchung vollzieht.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallisierung nur einen Teil der Breite des ultradünnen Bandes bedeckt, so dass auf einer Seite ein Rand frei wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurchgekennzeichnet , dass die Ränder deren
Metallisierung der beiden Seiten eines ultradünnenBandes abwechseln. - 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallisierung wenigstens auf einer Seite in regelmässigen Abständen kurz unterbrochen wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass sich ein ultradünnes metallisiertes Lackband unter dem Einfluss einer Zugkraft aufwickelt, die auf den Träger mit relativ gutem Haftvermögen wirkt.«AD909820/0503
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Träger mit sdwachem Haftvermögen bei dem Herstellungsverfahren nochmals" angewandt wird.
- 7. AufWicklungsvorrichtung für metallisierte ultradünne Lackbänder, die aus einem dickeren ultradünnen Band gemäss einer der vorhergehenden Ansprüche hergestellt sind, dadurch g e k e η η zeichnet , dass sie Mittel zum Trennen wenigstens eines Randes des Trägerbandes entlang eines Randes der Metallisierung besitzt.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η zeichnet , dass sie Aufwicklungsmittel für wenigstens einen durch die Trennung entstandenen seitlichen Abfall enthält.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 7i dadurch g e k e η η zeichnet , dass sie Mittel besitzt, die auf den mittleren Teil des Trägerbandes eine Zugkraft ausüben und die diesen mittleren Teil aufrollen.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η zeichnet , dass sie Mittel zum AufwickelnBAD ORIGiNAi909820/0503wenigstens eines metallisierten ultradünnen Bandes "besitzt, damit wenigstens ein Teil der Kondensatorwicklung gebildet wird.
- 11. Metallisiertes ultradünnes Band, dadurch gekennzeichnet , dass es nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist.
- 12. Kondensator, dadurch gekennzeichnet , dass er aus wenigstens einem ultradünnen Band gemäss Anspruch 11 gewickelt ist und zwar mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,909820/0503
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