DE1564111B2 - Wickelkondensator aus dielektrischem werkstoff und belagfolien - Google Patents

Description

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Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenan- handelt, die über. die. Kanten der zwischenliegenden

sieht, bei der jedoch die ganzen Randbereiche der dielektrischen Streifen hinausragen. In F i g. 3 sind

Belagfolien an den Kondensatorwickel angedrückt die Stromzuführungen 14 und 15 an den' Randbe-

worden sind, und reichen der Belagfolien 11 und 13 verschweißt, wie

F i g. 4 einen Teilschnitt im größeren Maßstab, aus 5 das auch in F i g. 2 der Fall ist. Allerdings sind hier

dem die einzelnen Windungslagen der Belagfolien nach Einschweißen der Stromzuführungen in . die

und der dielektrischen, Streifen sowie das Verschwei- Randbereiche der Folie durch ein axiales Eindrücken

ßen der Stromzuführung zu ersehen sind. in Richtung der Wickelachse des Kondensatorkörpers

Bei dem in F i g. 1 der Zeichnung dargestellten die Randbereiche der Belagfolie eingedrückt. Wickelkondensator überdeckt das Ende des dielek- io Der Aufbau des Kondensators gemäß der vorliegentrischen Streifens 10 das Belagfolienband 11 und den Erfindung geht im einzelnen aus F i g. 4 hervor, bildet die Außenfläche des Kondensatorwickels vor in der gezeigt ist, wie die elektrische Stromzuführung dem Aufbringen einer Oberschicht, die nach Bedarf 14 mit den Randbereichen der Belagfolie 11 vor dem vorgesehen werden kann. Ein zweiter dielektrischer axialen Eindrücken der fertigen Kondensatoreinheit Streifen 12 (Fig. 4) trennt die gegenüberliegende 15 verbunden ist. Fig. 4 ist nicht maßstabsgerecht ge- oder innere Fläche der Belagfolie 11 von der Belag- zeichnet, denn es ist lediglich beabsichtigt, die ReIafolie 13, die ihrerseits durch den dielektrischen tivlagen anzudeuten, nicht aber die Maße der Belag-Streifen 10 von der Belagfolie 11 getrennt ist, nach- folie, des dielektrischen Bandes und der elektrischen dem der Schichtstreifen, der abwechselnd aus dielek- Stromzuführung. Der unterste der den Kondensatortrischen Streifen und Belagfolien besteht, spiral- ao körper bildenden Streifen wird von dem dielektrischen förmig aufgewickelt ist. Die Stromzuführungen 14 Streifen 10 gebildet, der hier als einfache äußere Lage und 15 bestehen aus einem Metall oder einer Metall- gezeigt ist, während er im allgemeinen eine ausreilegierung, die eine gute elektrische Leitfähigkeit chende Überlange umfaßt, um mehrere Schlußwickhaben. Sie werden durch Wärmeeinwirkung mit den lungen zu bilden und damit mehrere außenliegende Belagfolien 11 und 13 verschweißt. 25 Schichten des Kondensatorkörpers zu erzeugen. Ent-Dieses Verschweißen erfolgt nach dem Perkus- sprechend ist die Darstellung der Randbereiche der sionsverfahren, bei dem in Kondensatoren großer Belagfolie 11 in F i g. 4 insofern nicht naturgetreu, Kapazität gespeicherte elektrische Energie beim Be- als notwendigerweise eine erhebliche Verformung rühren von Stromzuführung und Belagfolie entladen der Randbereiche während der Bewegung der elekwird. Diese Entladung erzeugt eine intensive Wärme, 30 irischen Stromzuführung 14 in eine ein Verschweißen was zu einem Schmelzen der Oberfläche der Strom- mit der Belagfolie 11 gestattende Lage erfolgt. Nur Zuführungen und der Elektrodenfolie in demKonden- eine nicht erforderliche genaue Steuerung der Bewesatorkörper führt. Eine fortschreitende Bewegung der gung der Stromzuführung 14 würde zu einer Ver-Stromzuführungen führt die Stromzuführungen und schweißung mit der Folie 11 führen, ohne daß sie an die Ränder der Belagfolie zusammen, während die 35 dem Randbereich gefaltet und gebogen wird. Ferner Oberflächen sich immer noch im geschmolzenen kann eine Verformung der Randbereiche in jedem Zustand befinden. Ein molekulares Vermengen oder Kondensatorkörper bis zu einem gewissen Maße Verschmelzen der beiden Teile tritt auf, und daran immer auftreten, sei es beabsichtigt oder im Verlauf schließt sich unmittelbar ein Abkühlen der Werk- einer gewöhnlichen Vorbehandlung, so daß ein Verstoffe in einem ausreichenden Maße ein, um sie in 4° schweißen der Stromzuführung mit der Belagfolie an den festen Aggregatzustand zurückzuführen, was zu den Kanten und an den Randbereichen an Punkten einer starken Bindung zwischen den Stromzufüh- erfolgt, die nicht an der Kante liegen, rangen und der Belagfolie führt. Mit geeigneten Die gestaffelte Anordnung der abwechselnden Mitteln zur Steuerung der Bewegung der elektrischen Schichten der Belagfolien 11 und 13 ist im einzelnen Stromzuführungen und damit zur Steuerung der 45 ebenfalls aus F i g. 4 zu ersehen, wobei die Länge des Bogenbildung ist es theoretisch möglich, gleichzeitig Randbereichs der Belagfolie 11 (der Teil der Folie, die beiden Stromzuführungen an dem Kondensator- der über den Rand der dielektrischen Streifen 10 und körper zu befestigen, praktisch jedoch wird in diesem 12 hinausragt) im wesentlichen gleich dem Maß ist, Verfahren eine Stromzuführung angeschweißt, und um das die Belagfolie 13 auf Grund der Tatsache dann wird das gleiche Verfahren für die zweite 50 eingerückt ist, daß ihr Randbereich über die anderen Stromzuführung wiederholt. Kanten der gleichen dielektrischen Streifen hinaus-Die fortschreitende Bewegung der elektrischen ragt, um das gegenüberliegende, in F i g. 4 nicht ge-Stromzuführungen drückt die Stromzuführungen in zeigte Ende des Wickelkondensators zu bilden, den Kondensatorkörper, wie das in F i g. 2 gezeigt ist. Das Verschweißen zwischen den Stromzuführungen Als Folge davon erfolgt ein Verschweißen der 55 und den leitenden Folienbändern erfordert eine Drahtzuführungen mit der Belagfolie über etwa 180° ausreichende Wärme, um innerhalb von Grenzen ein des Umfangs der Stromzuführungen. Die gestaffelte Schmelzen zu gewährleisten, im allgemeinen braucht Lage der Folienbänder 11 und 13 ist aus F i g. 2 zu sie aber nicht notwendigerweise sowohl die Stromzuersehen. Diese gestaffelte Lage wird dadurch er- führung als auch die Folie anzuschmelzen, so daß das reicht, daß die beiden Folienbänder abwechselnd mit ⁶° molekulare Binden erfolgen kann. Die erforderliche Randbereichen über die gegenüberliegenden Ränder Wärmemenge hängt deshalb teilweise von den beder zwischenliegenden dielektrischen Streifen hinaus- treffenden zu verbindenden Werkstoffen ab, worauf ragen, von denen es sich bei dem einen um den im übrigen bereits hingewiesen worden ist. Auf die Streifen 10 handelt. Das Verschweißen der Stromzu- Hitzeempfindlichkeit der dielektrischen Streifen muß führungen 14 und 15 mit den Belagfolien 11 und 13 65 dabei geachtet werden, weil viele dieser dielektrischen erfolgt in Teilen der Randbereiche der Folie und ist Werkstoffe bei relativ geringen Temperaturen zu nicht nur auf die Kanten beschränkt, wobei es sich schmelzen beginnen. Allerdings ist bei einem Verbei den Randbereichen um die Teile der Belagfolien schweißen der Metallteile unter Verwendung des

Perkussionsschweißverfahrens die Wärme in den zu verschweißenden Bereichen im hohen Maße konzentriert und kann damit gering gehalten werden. Ferner verleihen die relativ großen Oberflächen der Randbereiche der Elektrodenfolie dem spiralförmig aufgewickelten Kondensatorkörper gewisse Charakteristiken von Kühlrippen, die eine schnelle Wärmeabgabe an die Umgebungsluft gestatten. Im allgemeinen erweisen sich die . üblicherweise verwendeten dielektrischen Bänder aus Kunststoff, wie sie in Wickelkondensatoren · verwendet werden, z. B. Polyethylenterephthalat öder Kohlenstoff fluorharze, als vollkommen zufriedenstellend.

In dieser Kondensatoreinheit, in der der Kondensatorkörper und die Stromzuführungen miteinander verschweißt sind, ist die Bruchfestigkeit der Bindung zwischen der Stromzuführung und der Folie in dem Kondensatorkörper größer als die Reißfestigkeit der Folie. In diesem verbesserten Kondensator führt jeder mutwillige Versuch zur Abnahme der elektrischen Stromzuführungen zu einem Reißen der Belagfolie an der Linie oder an dem Punkt, an dem die Verschweißung erfolgt, wobei keine Trennung zwischen der Stromzuführung und der Belagfolie erfolgt. Elektrische Stromzuführungen, die mittels des Schlagschweißverfahrens mit einer Aluminiumfolie verschweißt sind — es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß sich Aluminiumfolie schlecht durch Löten mit Stromzuführüngen verbinden läßt—, ■erzeugen eine Verbindung, die wesentlich fester ist, als wenn die gleichen Stromzuführungeri an Zinn-Blei-Folie angelötet werden. Am bemerkenswertesten ist die Tatsache, daß diese Bindung zwischen ^:der elektrischen Stromzuführung und dem Aluminium pro Einheit Kontaktfläche so stark ist, daß das derzeitige Verfahren des Anlötens der Stromzuführung über die gesamte Länge der größten Abmessung ties Ende des Kondensatorkörpers aus Zinn-Blei-Folie durch Verschweißen des gleichen Stromzuführungsmaterials mit Aluminium über eine Länge der Stromzuführung ersetzt werden kann, die sich nur über die Hälfte oder sogar weniger als die größte Abmessung des Kondensatorkörpers in gleicher Abmessung erstreckt.

Indem ermöglicht wird, daß sich die elektrischen Stromzuführungen radial von einem Punkt weg erstrecken, der auf der Wickelachse oder in deren Nähe liegt, anstatt daß die Stromzuführüngen das Ende des Kondensatorkörpers gemäß dem Stand der Technik schneiden müssen, ist eine· erhebliche Einsparung im Drahtverbrauch möglich. Bei einer Gesamtlänge der Stromzuführung in der Größenordnung von 50 mm ist eine Einsparung von etwa 6 mm oder mehr für jede der beiden Stromzuführungen ein großer Anteil, wobei diese Einsparung unter gleichzeitiger Erhöhung der Haltefestigkeit erreicht wird, einer Haltefestigkeit, die sich als besonders nützlich insofern erweist, als die Verbindung von Stromzuführungen mit Aluminium ermöglicht

wird. '■''■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 ■ ' . ' 2"■■'■■■■■■■-■■■■·-■·■'-■-■'■ trische Verbindung zwischen der Belagfolie und einer Patentansprüche: Stromzuführung ebenfalls ,-,unter Zwischenschalten eines anderen Werkstoffes, und zwar einer auf ge-

1. Wickelkondensator aus dielektrischem Werk- spritzten Metallschicht (Patentschrift 29 862 des Amstoff und Belagfolien, die diesen stirnseitig über- 5 tes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin), ragen, sowie radial gerichteten und mit den Be- Auch bei diesem bekannten Wickelkondensator ist lagfolien leitend verbundenen Stromzuführungen, zusätzlicher Werkstoff erforderlich und darüber hindadurch gekennzeichnet, daß die aus sogar ein zusätzlicher Arbeitsaufwand.
Stromzuführungen (14,15) etwa über 180° ihres Ferner ist ein Verfahren und eine Vorrichtung be-Umfanges in die Randbereiche der Belagfolien io kannt, nach dem mit der entsprechend gestalteten (11,13) eingebettet und fest mit diesen ver- Vorrichtung längere Anschlußdrähte mit. kurzen schweißt sind, if Stromzuführungen an Kondensatoren verbunden

2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, da- werden. Die Vorrichtung umfaßt eine Anzahl von durch gekennzeichnet, daß der Kondensator- parallelgeschalteten Kondensatoren, die sich im wickel mindestens zwei streifenförmige Belag- 15 Augenblick des Anlegens der Anschlußdrähte an die folien (11,13) uiid die gleiche Anzahl von Strei- kurzen Stromzuführungen entladen. Die in diesem fen (10,12) aus ,dielektrischem Werkstoff umfaßt, Augenblick entladene elektrische Energie erzeugt die die Belagfolieri voneinander trennen. eine intensive Wärme, durch die ein Verschweißen

3. Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, der beiden Teile erfolgt (USA.-Patentschrift dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen 20 3 146 334). Die kurzen Stromzuführungen müssen Belagfolien (11,13) aus Aluminium gefertigt aber vorher mit den Belagfolien verbunden worden sind. sein.

4. Wickelkondensator nach einem der An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkondensator aus dielektrischem Werkstoff und Stromzuführungen (14,15) von der Mittelachse 25 Belagfolien zu schaffen, bei dem ohne Verwendung des Kondensatorwickels aus radial auswärts mit eines zusätzlichen Verbindungswerkstoffes eine großden streifenförmigen Belagfolien (11,13) verbun- flächige Verbindung zwischen den Stromzuführungen den sind und die einzelnen Windungen der Strei- und der Belagfolie vorhanden ist. Diese Aufgabe wird fen nur an einer Stelle berühren. gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Strom-

5. Verfahren zur Herstellung eines Wickelkon- 3° Zuführungen über etwa 180° ihres Umfanges in die densators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- Randbereiche der Belagfolien eingebettet und fest mit durch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungen diesen verschweißt sind. Durch das Einbetten der mit den Belagfolien durch Perkussionsschweißen Stromzuführungen, die in der Regel aus runden Drähverbunden werden. . : . . ten bestehen, wird eine großflächige Verbindung ge-

35 schaffen. Darüber hinaus ist diese Verbindung

wesentlich sicherer als bei den bekannten, geschweißten Kondensatoren, da sich der geschmolzene Werkstoff der Belagfolie mit der angeschmolzenen, Mantel-

Die Erfindung betrifft einen Wickelkondensator fläche der Stromzuführung gut verbinden kann,
aus dielektrischem Werkstoff und Belagfolien, die 40 In Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Kondiesen stirnseitig überragen, sowie radial gerichteten densatorwickel mindestens zwei streifenförmige Be- und mit den Belagfolien leitend verbundenen Strom- lagfolien und die gleiche Anzahl von Streifen aus Zuführungen. Bei den bekannten Wickelkondensäto- dielektrischem Werkstoff, die die Belagfolien voneinren dieser Art bereitet das Verbinden der Stromzu- ander trennen. Nach einem weiteren Merkmal der führungen mit den Belagfolien insofern Schwierigkei- 45 Erfindung können die streifenförmigen Belagfolien ten, als häufig als Belagfolien Metalle verwendet wer- aus Aluminium gefertigt sein.

den, die nur schwierig mit dem Werkstoff der Strom- Um die induktive Störkomponente des Kondensa-

zuführungen verbindbar sind. Bei den Kondensatoren tors auf ein Minimum herabzusetzen, sind, nach ist es jedoch wichtig, daß eine exakte elektrische Ver- einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Strombindung zwischen· Stromzuführungen und Belagfolien .5° Zuführungen von der Mittelachse des Kondensatorvorhanden ist. Bei einer Art bekannter Wickelkon- wickeis aus radial auswärts mit den streifenförmigen densatoren erfolgte das Verbinden der Stromzufüh- Belagfolien verbunden und berühren die einzelnen rungen mit den Belagfolien durch einen kurzen Windungen der Streifen nur an einer Stelle.
Stromstoß. Der Strömdurchfluß bewirkte ein Zerstö- Zur Herstellung des Wickelkondensators wird ge-

ren der Oxidschicht der Belagfolie und gleichzeitig 55 maß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei ein Schmelzen des auf der als Stromzuführung dienen- dem die Stromzuführungen mit den Belagfolien durch den Anschlußfahne haftenden Zinns. Das geschmol- Perkussionsschweißen verbunden werden,
zene Zinn haftet dann an den oxidfreien Stellen der In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines

Belagfolie, und die Anschlußfahne war auf diese erfindungsgemäßen Kondensators dargestellt. In die-Weise elektrisch leitend und mechanisch fest mit der 60 ser Zeichnung zeigt

Belagfolie verbunden (Patentschrift 17 033 des Amtes F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Wickelfür Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). In kondensators, nach dem Verbinden der Stromzu-Abhängigkeit von der Menge des auf der Anschluß- führungen mit den Belagfolien,
fahne haftenden Zinns wird zwar eine großflächige, F i g. 2 eine Seitenansicht des Kondensators, wobei

also gut leitende Verbindung hergestellt, jedoch wird 65 die elektrischen Stromzuführungen während des Anzum Herstellen der Verbindung ein zusätzlicher legens und des Verschweißens mit den Rändern der Werkstoff, nämlich Zinn benötigt. Bei einer anderer Belagfolien in die Enden des Kondensatorkörpers ein-Art bekannter Wickelkondensatoren erfolgt die elek- gedrückt worden sind,