DE1764542A1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schicht- bzw. Stapelkondensators - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines elektrischen -- Schicht--bzw._Stapolkondensator- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schicht- bzw. Stapelkondensatorn, bei dem Kondensatorbänder zu einem Mutterkondensator aufeinander geschichtet werden, insbesondere auf einer Trommel aufgewickelt werden, und bei dem der Mutterkondensator in die gewünachten Teilkapazitäten aufgeteilt wird.
• Allgemein ergibt sich bei der Herstellung von Wickelkondensatoren das Problem der Einhaltung einer möglichst engen Toleranz der Kapazität. Die Kapazität hängt ab von der dielektriech wirksamen Flächeg der Dicke den Dielektrikums, der Dicke der Luftspalte zwischen den kapazitiv wirksamen lagen und der Dielektrizitätskonstanten den Dielektrikume. Von diesen GrP'£'ier. kann nur die Dielektrizititakonstante als Konstant angeaonen worden. Die wirksame Fläche kann bei nicht zu kleinen Bahnbreiten durch ent";prochende Ilaßriahmen, z.B. mit Hilfe von L-ingen,."-'ililern sowie durch exakte Führung der Folien und - bei metallbedampften Folien - durch exakten Schnitt der Folien noch relativ genau eingehalten werden. Bei kleinen Bahnbreiten, beispielsweise bei 10 nn Bahnbreite, und entsprechend kleinen Überdeckungen (dielEk, trisch wirksame Breite), beispielsweise 7,5 mm, gehen jedoch schon kleinste Schi-#iankungen der Breite des Freirandes (belagfreier Randstreifen) oder kleirnte Anderungen der Folienversetzung relativ stark ein.
• Eine weitere Ursache für die Streuung der Kapazitätswerte gleich hergestellter Wickel ist die teilweise stark schwankende Foliondicke, die von den Polienherstellern nur mit + 10-/'» bz-,ri. mindestens + 0,5 i garantiert #.vird, was bei den dünnsten derzeit erWiltlichen Folien (2 um) relative Schwankungen von + 2 #' bedeutet. 5/) Eine große Rolle spielt schließlich die Dicke der Luftspalte zwischen den kapazitiv ",iirksamen Lagen, die einerseits von den Wickelbedingungen (Polienzug, Andruckkraft).andererseits von W;'trnebehandlungen (Trocknen, ?empern, Vergießen) der aus gereckten thernoplai;ti#:chen Folien hergestellten Ziiekel abhängt. Die bisher angewandten Methoden zur Herstellung eng tolerierter Wickelkondensatoren beschränken sich im wesentlichen auf einen Au,-gleich der Poliendickenschwankung durch kombinierte*Lz;-'»ngen-und INindungszahlennesser oder auf das Messen der Kapazität -während des Wickelvorganges. Das sind hIeßarbeiten, die an jedem einzelnen Kondensator vorgenommen werden müssen. Bei beiden 3,1ethoden werden Anderungen nach dem '"J'iclcelvorgang, z.B. durch das Plachpreosen bei Plachwickeln oder/und durch lillärmebehandlungen nicht erfaßt, wodurch die Treffsicherheit vermindert und die Streubreite erhöht wird.

  Auch bei den aus der deutsälen Patentschrift 892 321 und der

  Lekaiiiit_rer.,-1--chten holländischen Patentanmeldung 165 760 belKarn-

  ten Ochicht- bzw. Stapelkondensatorci, erheben sieh .-ihnliche

  -#7c"--#,-ierigkeiten bei der Herstellung eng tolerierter Kiapazit#Uts-

  Die Aufgabe der Erfindung bestellt darin, einen hinsicht-

  lic',-, der '!'.apazit.;-t -2ng tolerierten Schicht- bz-#-". Stapelkonden-

  .3"-t.ir, welcher nach dem eingangs geschilderten Verfahren her-

  ist, zu schaffen.

  fli,O.ungsgem'i-ß v.,ird dies dadurch erreicht, daß ii-, li der Her-

  -to!--'Lurig dec! Tutterviiekels M alle die die Kapazit*,lt des Konden-

  sat-rs teeinflußenden Schritte, wie stirnseitige Beschoopung

  -i-'t einen Kontaktmetall, Alterung durch Tempern, vor-,-ioggeliom-

  inen werden und daß dann die Kapazit.-it und die L.*-..nge des gesam-

  ten 1,:utterivickels oder größerer Teilstücke davon gemessen wird

  und hieraus die flir die ge,.-iünschte Kapazit:zit der einzelnen

  'i"eil;-""(-,ndensatoreii ric14ige Schnittl."nge ermittelt wird.

  Die eingangs aufgezeigten Schvi:i#rigkeiten -ixerden somit durch die

  ri-chtige Reihenfolge der vielen vorzunehmenden Verfahrens-

  schritte beseitigt. Die Erfindung ergibt sich im wesentlichen

  aus folgenden #-berlegungen.

  Statistisch gesehen stellt jeder einzelne Schichtkondensator

  eincn repr.:Isentativen .'uerschnitt des Ringe,.- dar, aus dem er

  ges '..gt .-;ird. Treten ni:-Imlich kurzperiodische Schwankungen der

  ibliendicke, dez, Preirandes, der Versetzung und des Polienzuges

  (und damit der Luftspalte zwischen den kapazitiv wirksamen La-

  gen) auf, dann werden diese durch die relativ große jInzahl der

  --i> #--eInen Lagen ausgenittelt. Dabei bedeutet kurzporiodijcli,

  C äl- -

  d--r,# die Ferioden kleiner als der Ringumfang sind. Ebenso wer-

  dcii 1--iigperiodi--,che Schwankungen ausgeglichen. Lediglich

  ,#Dchwcnkuiigerl, deren Periode gleich dem Ringumfang ist, können

  alo KaDzizit:jtssch-#,jaiikungen der einzelnen Sellielltkondensatoren

  in --#Irucheinung treten. Die 71Nahrscheitilichkeit von Schwankungen

  gleicher Periodizität dUrfte sehr gering sein.

  Die Schnittlii.nge kann auf dem Schneidwerkzeug, z.B. der Sägeg beispielsweise durch einen mittels einer Mikrometerschraube verschiebbaren Anschlag eingestellt werden. Die Toleranz der Schnittlänge liegt bei dieser Methode bei etwa + 0,05 mm, betrt;##gt bei einer Schnittlänge von beispielsw eise 5 mm also + 1%e so daß selbst bei so kurzen Schnittlhngen nach dieser Methode eng tolerierte Kondensatoren hergestellt werden können.
• Durch Tempern der Ringe auf der Scheibe vor dem Zersägen werden SchrumpfvorgünCe vorweggenommen, so daß eine beispielsweise durch den Einbau bedingte W.ärmebehandlung nach dem Sägen mit einer unter der Tempertemperatur liegenden Arbeitstemperatur die Kapazität der Schichtkondensatoren praktisch nicht mehr beeinflußt. Damit wird die durch das Sägen nach Maß erzielte hohe Treffsicherheit und enge Toleranz der Kapazität auch bei einem I',intau des Kondensators voll an den fertigen Kondensator weitergegeben.
• Der Erfindungsgedanke läßt sich allgemein auf eng tolerierte elektrische Bauelemente, z.B. Kondensatoren, ',(iderstf-7-*tnde usw., anwenden.
• 1. Aus möglichst vielen gleichartigen aber in ilren Eigenschaften streuenden Einzelclementen (z.B. aus einzelnen Lagen bedanpfter Policn) wird ein Kollektiv (z.B. mehrlagiger Mutterwickel) zusammengesetzt (z.B. aufgewickelt).
• 2. An diesem Kollektiv werden alle zur Funktionsf,;-.ihigkeit notwendigen ArbeitsgirInge (z.B. Stirnkontaktieren und Rohaufschließen bei Ringkondensatoren aus metallisierter Folie) durchgeführt.
• 3. An diesem Kollektiv werden alle die interessierende physikalische Größe (z.B. die Kapazität) beeinflussenden ArbeitsgL-nge durchgeführt oder bezüglich dieser Beeinflußutig nachahmend vorweggenommen (z.B. Tempern als Vorwegnahme der Wärmebeanspruchung beim Einbau, Alterung).
• 4. Danach worden der Wert der interessierenden physikalischen Größe des Kollektivs soaie dessen wesentliche geometrische Atr.cssungen (z.B. die Liinge bei Ringkondensatoren) bestimmt und daraus aufgrundbekannter Zusammenhänge (z.B. Kapazität proportional zur Länge) die Abmessungen für einen gewilnschten Wert der interessierenden physikalischen Größe (z.B. Kapazität) des Einzelstilckes (Kondensator, 7.1fliderstand usw.) errechnet.
• 5. Die Einzelstücke worden so aus dem Kollektiv getrennt (z.B. gesägt), daß die prozentuale Zusammensetzung aus den Einzelelementen die gleiche bleibt wie beim Kollektiv, so daß also jedes Einzelstück einen reprdsentativen "juorselinitt seines Kollektivs darstellt. Damit wird die Toleranz (z.B. der Kapazit;-;t) praktisch nur noch von der Toleranz der Abmessungen beßtir,int5 die durch geeignete Maßnahmen ohne großen Aufwand klein (z.B. + lc,1,) gehalten werden kann.
• In vorliegenden Fall kann der Mutter-xickel auch in größere Ringteile aufgeteilt werden und an diesen Ringteilen können alle zur Funktion-of:!higkeit V' eines Kondensators notwendigen Arbeit-gschritte vorgenommen -aerden und dann die Schnittlängenbestimmung durchgeführt werden. Es v;erden dann Nachteile, welche sich aus j'ch#.-iankungen mit gleicher Periodizität im Mutterwickel ergebeng beseitigt.

Claims (1)

1. P_g_I_e n t a n e_p_# h ----------- Verfahren zur Herstellung eines Schicht- bzw. Stapelkondeneatorog bei den Kondensatorb4näer zu einem Mutterkondensator aufe#panjer geschichtet werden, insbesondere auf einer Trommel zu qipcm 11lutterwickel au:fgewickelt werden, und bei dem der Mutterkondensator in die gevi Unachten Teilkapazitäten aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, d44 nach der Herstellung des Mutterkpndpneators 411p die die Kapazität des Kondensators beainflu-#er#den Schritte, viie stirneeitige Besqhoopung mit einem Kontektmptqll, Alterung durch Tempern, vorweggenommen worden und 4a0 d4nn die Kaj#agitilt des gesamten Mutterkondensators oder greßerer Teilstücke davon gemessen wird und hieraus die für die gpwUnschte Kapeziti,it der einzelnen Teilkondensatoren righ-.#ige Schnittliinge ermittelt *«wird.