DE1564559C - Kapazitätsabgleich stirnkontaktierter Wickelkondensatoren aus metallisierten dünnen Kunststoffolien bzw. Dünnfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kapazitätsabgleich stirnkontaktierter Wickelkondensatoren aus metallisierten dünnen Kunststoffolien bzw. Dünnfolien.

Die Herstellung engtolerierter elektrischer Wickelkondensatoren erfolgt, soweit die Belegungen aus selbständigen Metallfolien bestehen, die durch eingelegte Anschlußstreifen kontaktiert werden, in der Regel in der Weise, daß während des Wickelvorgangs laufend die Kapazität gemessen und bei Erreichen des Kapazitätssollwertes der Wickelvorgang abgebrochen wird. Die Anwendung dieses Verfahrens bei der Herstellung von Kondensatoren, deren Belegungen aus auf die Dielektrikumsbänder niedergeschlagenen, z.B. aufgedampften, Metallschichten bestehen, die durch aufgespritzte Stirnkontaktschichten kontaktiert sind, ist nicht ohne Überwindung großer Schwierigkeiten möglich. Die Schwierigkeiten werden praktisch unüberwindlich bei der Herstellung von elektrischen Dünnfolienkondensatoren. Bei diesen Kondensatoren. werden die Kondensatorbänder auf Hilfsträgern hergestellt, von denen sie bei der Verarbeitung zum Wickelkörper abgelöst werden. Die Belegungen sind zwischen Lackschichten eingebettet, und erst durch Aufspritzen der Stirnkontaktschichten wird eine ausreichend leitende Verbindung zu den Belegungen hergestellt. Es muß bei solchen Kondensatoren daher auf den Kapazitätsabgleich an der Wickelmaschine verzichtet werden. Ohne Kapazitätsüberwachung erhält man an der Wickelmaschine Kondensatoren mit Kapazitätsabweichungen von bestenfalls etwa ± 10%.

Hierfür sind verschiedene Umstände verantwortlich, z. B. die Tatsache, daß auf Grund der geringen Stärke des Dielektrikums und der dadurch erzielten hohen Volumenkapazität ein relativ kurzes Stück des Kondensatorbandes bereits einem großen Kapazitätswert entspricht. Ein Messen der Kapazität während des Wickelvorgangs und Abbrechen des Wickelvorgangs beim Erreichen des Sollwertes ist zumindest dann nicht möglich, wenn mindestens eine der Belegungen zwischen Dielektrikumsschichten eingebettet ist. Dies trifft insbesondere für eine Form der Dünnfolienwickelkondensatoren zu, bei der der Wickelkörper ζ. B. aus mindestens vier Kondensatorbändern besteht, die je aus zwei Isolierschichten und einem dazwischenliegenden Metallbelag bestehen, wobei die Bänder so angeordnet und kontaktiert sind, daß ein Teil der Isolierschichten im feldfreien Raum liegt, während der andere Teil dielektrisch wirksam ist. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei eine Kondensatorbauform erwiesen, bei der die im feldfreien Raum liegenden Isolierschichten aus Acetylcellulose , bestehen, während die dielektrisch wirksamen Schichten aus Polystyrol bestehen. Bei derartigen regeneriersicheren Kondensatoren ist es erwünscht, eine besonders enge Kapazitätstoleranz zu erreichen. Ein Abgleich während des Wickeins ist aus den angegebenen Gründen nicht möglich.

Es muß daher, wenn engtolerierte Kondensatoren herzustellen sind, nach Beendigung des Wickelvorgangs ein Kapazitätsabgleich erfolgen. Ein dementsprechendes Verfahren ist bereits aus der deutschen Auslegcschrift 1 085 260 bekannt. Dabei wird durch spanabhebende Bearbeitung an der Mantelfläche des Wickelkörpers das Volumen des kapazitiv wirksamen Kondensatorkörpers reduziert. Dieses Verfahren läßt sich normalerweise jedoch nur auf Kondensatoren anwenden, die mit einem härtbaren Imprägniermittel getränkt sind und deren Festigkeit unter der spanabhebenden Bearbeitung nicht leidet. Das definierte Abtragen der Wickelspäne erfordert große Geschicklichkeit, und ein genauer Kapazitätsabgleich ist nur unter großem Zeitaufwand möglich.

Aus der schweizerischen Patentschrift 238 587 ist ein Kapazitätsabgleichverfahren für einen elektrischen Kondensator bekannt, bei dem in den aktiven Rohwickel ein Abreißstreifen eingelegt wird. Ist der Wickel mit Uberkapazität hergestellt, dann werden die überflüssigen Kondensatorlagen mittels des Abreißbandes entfernt. Dieses Abgleichverfahren läßt sich nicht ohne weiteres automatisieren.

Die bekannten Verfahren erweisen sich für die praktische Anwendung beim Kapazitätsabgleich insbesondere von Dünnfolienkondensatoren als ungeeignet. Bisher kam bei derartigen Kondensatoren folgendes Verfahren zur Anwendung: Der fertige Wickelkörper wurde an den Stirnseiten nur leicht vorgeschoopt um einerseits die Belegungsränder kontaktieren zu können und eine Messung des Kapazitätswertes durchführen zu können und andererseits zwecks Abgleich die äußeren Lagen oder Teile davon entfernen zu können. Mit einer Pinzette wurden aus den äußeren Wickellagen so viele Folienteile abgezogen, bis der Kapazitätssollwert erreicht war. Durch dieses Verfahren wird zwar nicht, wie im obengenannten, die mechanische Festigkeit des Wickelkörpers beeinträchtigt, aber dieser Arbeitsgang erfordert viel Zeitaufwand und entsprechende Geschicklichkeit des Arbeitspersonals. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Fertigschoopen der Stirnkontaktflächen nach dem Kapazitätsabgleich dem Wickel Schoopwärme zugeführt wird, die durch Schrumpfung der Dielektrikumsfolien od. dgl. eine Undefinierte Kapazitätsänderung bewirkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Kapazitätsabgleich bei stirnkontaktierten Wickelkondensatoren, die aus metallisierten dünnen Kunststoffolien bzw. Dünnfolien aufgebaut sind, ohne besonderen Aufwand an Zeit und Arbeit genau durchzuführen und eine weitgehende Automatisierung dieses Arbeitsschrittes zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der fertig kontaktierte Wickelkörper mit beiden Anschlußdrähten in einer Vorrichtung eingeklemmt, die mittels Schleifkontakten an einer Meßbrücke angeschlossen ist, und in Drehung versetzt wird, und daß auf die Wickeloberfläche ein Preßluftstrom, der aus den außenliegenden Wickellagen kapazitiv wirksame Folienstücke ablöst, so lange gerichtet wird, bis der Kapazitätssollwert erreicht ist. Der Preßluftstrom kann vorteilhaft intermittierend eingestellt sein. Dadurch wird seine Ablösewirkung von den äußeren Wickellagen gesteigert.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich der Kapazitätsabgleich weitgehend automatisieren. Sobald der behandelte Wickelkörper den Kapazitätssollwert erreicht hat, wird von Hand eine Abstellvorrichtung betätigt, die den Preßluftstrom abschaltet. Die Abschaltung des Preßluftstromes kann, gegebenenfalls über einen Verstärker, von der. Meßbrücke gesteuert werden. Damit ist ein vollautomatischer Kapazitätsabgleich ermöglicht.

An Hand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Mit den PfeilenA in Fig. 1 ist die Richtung des Preßluftstroms bezeichnet. Die Preßluft

kann einer parallel zur Wickelkörperachse geschlitzten Düse oder mehreren in der gleichen Richtung angeordneten Düserrjffnungen entweichen. Die Düsen sind schwenkbar gelagert, so daß die Richtung des Preßluftstromes auf den Wickelkörper von radial bis tangential verstellbar ist. Dadurch läßt sich, wie in Fig. 2 dargestellt wird, ein Grob^ und ein Feinabgleich bewerkstelligen. Diese Figuren zeigen den Prüfling 1, der drehbar mit seinen Anschlußdrähten 3 in den Vorrichtungen 2 gelagert ist. Der Pfeil C gibt die Drehrichtung des Wickelkörpers 1 an. Bläst die Preßluft mehr in Richtung der Tangente auf den Wickelkörper, so findet ein Abgleich des Kondensators in größerem Umfang statt. Bläst die Preßluft mehr in Richtung des Wickeldurchmessers, findet ein Feinabgleich statt. In die Vorrichtungen 2 sind Schleifkontakte eingebaut, die mit einer Kapazitätsmeßbrücke verbunden sind.

. Mit Hilfe eines Kanals 4 werden abgetrennte Folienstücke in Richtung B abgesaugt. Die ganze Vorrichtung kann auch so gestaltet sein, daß der Wickelkörper 1 sich vollständig innerhalb des Kanals befindet. Das Einsetzen und Herausnehmen des Prüflings in die Vorrichtung kann von Hand geschehen; dazu ist weder besondere Geschicklichkeit noch ein hoher Zeitaufwand notwendig. Aber auch automatisch arbeitende Zusatz- und Auswurf vorrichtungen sind anwendbar.

Auf der Wickelmaschine erhalten die Kondensatorkörper mehr Wickellagen, als ihrem Sollwert entspricht. Überschüssige Lagen werden durch die Preßluft abgetrennt. Vor dem Abgleich kann der Wickelkörper vollständig beschoopt und kontaktiert werden. Dadurch ergeben sich noch folgende Vorteile: Da ein Nachbeschoopen nicht mehr stattfindet, tritt keine unkontrollierbare Kapazitätsänderung nach dem Abgleich auf. Außerdem weist ein Wickelkörper, dessen Stirnseite während eines Schoopvorgangs vollständig mit Kontaktmaterial ausreichend dick beschichtet wurde, einen geringeren Verlustwinkd auf als ein solcher, der in zwei getrennt durchgeführten Beschoopungen kontaktiert wurde. Dies ist von besonderer Bedeutung, da man bei der Verwendung von Kunststoffkondensatoren auf niedrige Verlustfaktoren Wert legt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kapazitätsabgleich stirnkontaktierter Wickelkondensatorcn, die aus metallisierten dünnen Kunststoffolien bzw. Dünnfolien aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig kontaktierte Wickelkörper mit beiden Anschlußdrähten in einer Vorrichtung eingeklemmt, die mittels Schleifkontakten an einer Meßbrücke angeschlossen ist, und in Drehung versetzt wird, und daß auf die Wickeloberfläche ein Preßluftstrom, der aus den außenliegendcn Wickellagen, kapazitiv wirksame Folienstücke ablöst, so lange gerichtet wird, bis der Kapazitatssollwert erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßluft intermittierend

strömt: .

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom zum Grobabgleich in tangentialer Richtung auf den Kondensator gerichtet wird und zum Feinabgleich in die radiale Richtung umgeschwenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Kapazitätssollwertes mittels einer Abstellvorrichtung der Preßluftstrom abgeschaltet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellung des Preßluftstromes, gegebenenfalls über einen Verstärker, von der Meßbrücke gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen