DE1489732A1

DE1489732A1 - Ultraduennes metallisiertes Band fuer Wickelkondensatoren

Info

Publication number: DE1489732A1
Application number: DE19651489732
Authority: DE
Inventors: George Gallet; Claude Guenel
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1964-03-17
Filing date: 1965-03-17
Publication date: 1969-05-14
Also published as: FR1412410A; LU48197A1; NL6503365A; GB1087096A; BE661041A

Description

DR. MÜLLER-BORi DlPL.-lNG. GRALFS DR. MANITZ

PATENTANWÄLTE

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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

- 11 -Patentansprüche

1· 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,

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g) die ein relativ gutes Haftvermögen besitzenden Ränder des Trägers abgeschnitten werden, und

h) 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, dadurch

gekennzeichnet , dass die Ränder der

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Metallisierung der beiden Seiten eines ultradünnen

Bandes 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.

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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 Aufwickeln

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wenigstens 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,

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