DE2101788C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Wickelkondensators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen emes Wickelkondensators mit einem einzigen Streifen aus dielektrischem Werkstoff und aus an dessen beiden Oberflächen vorgesehenen Metallschichten der Beläge und mit zwei in der Mitte des Wickels befindlichen AnschluGdrähten, nach dem zu Beginn des Wickeins der Isolierstoffstreifen mit den beiden Metallschichten im mittleren Teil, der für den jeweiligen Kondensator erforderlichen Streifenlänge, zweimal auf sich selbst zurückgefaltet wird, nach dem in die beiden durch das Zurückfalten gebildeten Schlaufen jeweils ein Wickelkörper eingebracht wird und nach dem zum Aufwikkeln des Streifens die beiden Wickelkörper zusammen um eine Achse senkrecht zur Bandlänge gedreht werden. Nach einem bekannten Verfahren dieser Art (DT-PS 8 79 569) sind die beiden Anschlußdrähte je mit einem den Wickelkörper bildenden halbierten Kern elektrisch leitend verbunden, so daß durch die große Oberfläche der Wickelkörper die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Anschlußdraht und dem Wickel sichergestellt ist. Ein nach diesem bekannten Verfahren hergestellter Wickelkondensator hat jedoch den Nachteil, daß durch den im Kondensatorwickel verbleibenden Kern der Geam'durchmesser des Wikkelkondensators wesentlich erhöht ist, so daß derartige Wickelkondensatoren für engräumige, unter Verwendung von gedruckten Schaltungen gefertigte Schaltelemente nicht mehr verwendet werden können. Bei einem anderen bekannten Verfahren (DTPS 8 86 634) werden die Anschlußdrähte durch Punktschweißungen mit Kontaktfahnen verbunden, die beiderseits des einzigen Streifens aus dielektrischem Werkstoff liegen. Nach dem Aufwickeln des Streifens zum Kondensatorwickel werden die beiden Wickelkörper axial aus dem Kondensatorwickel herausgezogen, so daß zwei Hohlräume entstehen. Obwohl man versucht hat, diese Hohlräume von den Seiten her aufzufüllen, weisen nach diesem bekannten Verfahren gefertigte Kondensatoren den Nachteil auf, daß sich im Laufe der Zeit, insbesondere durch Temperaturschwankungen die Festigkeit des Wickels ändert, wodurch erhebliche Kapazitätsänderungen auftreten. Solche bekannten Kondensatoren können aus diesem Grunde nur dort verwendet werden, wo es auf keine große Kapazitätsgenauigkeit ankommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, daß weder ein zu voluminöser Kondensatorwickel entsteht, noch ein Hohlraum im Kondensatorwickel vorhanden ist, der sich im Laufe der Zeit zu schließen trachtet und

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damit die Festigkeit der Windung verändern kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zuerst in die erste Schlaufe des doppelt gefalteten Bandes der erste Anschlußdraht gebracht wird und in die zweite Schlaufe, vom ersten Anschlußdraht beabstandet, ein Hilfswickelkörper eingeführt wird, daß dann durch Drehen des Hilfswiekelkörpers um den ersten Anschiußdraht — so lange, bis mindestens 3 Lagen über einem Teil des ersten Anschlußdrahtes liegen — ein Ausgangswickel Rebildet wird, daß dann der zweite Anschlußdraht so in fester Berührung mit der äußeren Oberfläche der letzten Windung der Lagen in die zweite Schlaufe, in der sich der Hilfswickelkörper befindet, gebracht wird, daß die Lagen zwischen den beiden Anscr.lußdrähten liegen, daß darauf der Hilfswickelkörper entfernt wird und daß dann beide Ansculußdrähie als eine Einheit einer zweiten, beide Anschlußdrähte unu die zweite Schlaufe umgebenden Wicklung in Umlauf versetzt werden und somit die Funktion der Wickelkörper ausüben und daß nach Fertigstellung der Wicklung schließlich die Enden des Streifens auf den vorher aufgewundenen Teilen festgelegt werden. Durch die einzelnen Verfahrensschritte dieses erfindiingsgemäßen Verfahrens wird ein Kondensalorwickel gebildet, bei dem nicht nur der mit seinen Nachteilen bekannte Hohlraum im Innern des Wickels vermieden wird, sondern bei dem darüber hinaus im Unterschied zu den nach dem bekannten Verfahren hergestellten Kondensatoren zwischen den beiden Anschlußdrähten mindestens 3 Lagen vorgesehen sind, so daß auch bezuglieh der elektrischen Sicherheit höhere Anforderungen erfüllt werden.

Um die mechanische Festigkeit und die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlußdrähten und den Belagen zu erhöhen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß der Streifen aus schrumpfendem Werkstoff besteht und daß dieser nach dem Wickeln durch Erwärmen fest gegen die beiden Anschlußdrähte geschrumpft wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich eine Vorrichtung als besonders geeignet gezeigt, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine Vorratsspule zur ununterbrochenen Zufuhr des besagten an beiden Oberflächen mit Mctallschichten versehenen Streifens, durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bremskraft auf die Vorratsrolle, durch einen Wickelkopf mit einem länglichen Schlitz zur Aufnahme eines Paares von Anschlußdrähien. durch mindestens einen Hilfswickelkörper, der exzentrisch am Wickelkopf angebracht ist und axial in die Bewegungsbahn des Streifens hinein und aus dieser heraus sowie radial relativ zum Schlitz bewegbar ist. durch Einrichtungen zum Drehen des Wickelkopfes, durch einen in einer Führung gleitenden Aufnahmeblock, der mit dem vorderen Ende des Streifens verbindbar ist. durch eine Einrichtung, die auf den Aufnahmeblock eine vom Wikkelkopf wegführende Kraft ausübt und durch eine Führung zum Führen des Aufnahmeblockcs. Mit einer derartigen Vorrichtung können alle Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Schwierigkeil in So gewünschter Aufeinanderfolge durchgeführt werden.

Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten zur Weiterbildung der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbcispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung, an Hand der das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert wird, sind in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt

F i B. IA eine schaubildliche Ansicht der Vorrichtung, Fig. IB eine schaubildliche Ansicht der Rückseite dtr in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung,

F i g. 2 bis 8 schematische Darstellungen, aus denen die aufeinanderfolgenden Phasen des Wickelvorgaugs ersichtlich sind,

F i g. 9 eine Draufsicht auf den Kondensatorwickel nach Beendigung des Wickels,

Fig. 10 eine der F i g. 9 entsprechende Darstellung des Kondensators mit gespreizten Anschlußdrähten,

F i g. 11 eine der F i g. 10 entsprechende Darstellung eines fertigen Wickelkondensators, nachdem die Anschlußdrähte an einer Stirnseite des Kondensatorwikkels abgetrennt und an der anderen Stirnseite des Wikkels verformt worden sind.

Fig. 12 eine Draufsicht auf den in F i g. 11 dargestel.tcn Kondensator, nachdem eine Isolierschicht auf die Enden aufgebracht worden ist,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Wickelvorrichtung und

Fig. 14 einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgcmäßcn Verfahren gewickelten Kondensator.

In Fi^. IA und IB ist eine einfache, von Hand bedienbare Vorrichtung zum Herstellen eines Wickelkondensators mit einem einzigen Streifen aus dielektrischem Werkstoff dargestellt. Ein Gestell 10 trägt eine Vorratsspule 12. auf der ein durch Wärme schrumpfender Isolierstreifen, beispielsweise aus Polyester- oder Polypropylenfolie, aufgewickelt ist, der auf beiden Seiten mit Metallschichten 15 und 15' versehen ist. die die Beläge des Kondensatorwickels bilden. Der Streifen 14 läuft von der Vorratsspule über eine Umlenkrolle 16 ab längs eines Zuführungsschachtes 17 durch eine Wickelstation 18 zu einem Aufnahmeblock 20, an dem dieser wahrend des Wickelvorgangs durch ein Stück Klebeband 21 befestigt ist. Der Aufnahmeblock 20 ist in einem Schacht 22 geführt und weist einen Handgriff 24 auf. Am Fiihrungsschacht 22 sind Skalenmarkierungen 26 vorgesehen, so daß der Aufnahmeblock 20 mittels des Handgriffs 24 in jede vorbestimmte, einer gewünschten Kapazität des Kondensators entsprechende Sollage gebracht werden kann. Nachdem der Aufnahnieblock 20 durch das Klebeband 21 mit dem Streifen 14 verbunden ist, verbleibt er in dieser Sollage, bis der Wickelvorgang beginnt, sofern alle Zugkräfte ausgeglichen sind. Zum Ausgleich der Zugkräfte sind Gewichte 30 und 40 vorgesehen. Das Ausgleichsgewicht wirkt über ein Seil 32 und Umlenkrollen 34, 36 auf den Aufnahmeblock, während das Ausgleichsgewicht 40 über ein Seil 42 auf die Vorratsspule 12 einwirkt, um eine gewisse Bremsung zu bewirken. Durch Einstellung der Spannungen kann auch die gewünschte Wickclspannung bestimmt werden.

Vor dem Beginn des Wickeins des Streifens 14 wird ein erster Anschlußdraht 48 mit seinem einen Ende in einen Schlitz 50 eingeschoben, der sich im Wickelkopf 52 befindet. Das andere Ende des Anschlußdrahies 48 wird von einem mit Abstand liegenden Drahtsupport 58 getragen, der auf einem Schlitten 60 frei drehbar gelagert ist. Der Supporlschlitten 60 kann darüber hinaus auf einer Führungsschiene 62 eine Bewegung /um Gestell 10 hin und von diesem Weg ausführen.

Ist der erste Anschlußdraht 48 in den Schiit/ 50 eingeführt und der Support 58 an den Streifen bewegt, kann durch eine Kurbel 68 eine Welle 66 zur Drehung einer Riemenscheibe 70 in Umlauf versetzt werden, die über einen Riemen 72 und eine Riemenscheibe 74 den Wickelkopf 52 in Umlauf versetz!. Ein Umlaufen des Wickelkopfes 52 nach rechts um dessen Drehachse 50

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bewirkt, daß ein vom Wickelkopf verschiebbar getragener Hilfswickelkörper 54, der einen Durchmesser hat, der größer als derjenige des Anschlußdrahtes ist, den Streifen 14 zu einer Schlaufe 14' um den ersten Anschlußdraht 48 herum formt, wie dies in F i g. 3 der Zeichnung veranschaulicht ist. Nach einem Umlauf liegt der Streifen in der in F i g. 4 gezeigten Form, wobei der Anschlußdraht 48 zu dem Ende des Schlitzes 50 gezogen worden ist, das der Drehachse 49 des Wickel kopfes 54 abgewandt ist. Eine weitere Drehung des Wickelkopfes 52 um mindestens einen halben Urnlauf oder mehrere Umläufe in die in F i g. 5 gezeigte Relativlage ermöglicht das Einführen eines zweiten Anschlußdrahtes 75 in den Schlitz 50 an dessen mit der Drehachse 49 fluchtenden Ende, in das ursprünglich auch der erste Anschlußdraht 48 eingeführt worden ist/ Da beide Anschlußdrähte in der gleichen Lage eingeführt werden, können sie auch von der gleichen Drahtvorratsspule, die jedoch nicht dargestellt ist, abgezogen und abgetrennt werden. Durch das Einsetzen des zweiten Anschlußdrahtes 75 in der Mitte eines Umlaufs des Wickelkopfes 52, wie in F i g. 5 dargestellt ist, liegt dieser Anschlußdraht am zweiten Belag 15' an. Nach dem Einsetzen des zweiten Anschlußdrahtes 75 kann der Hilfswickelkörper 54 um seine Achse 76 im Wickelkopf 52 gedreht werden (F i g. 6), so daß der Hilfswickelkörper 54 näher an den Schlitz 50 im Wickelkopf 52 heranwandert. Dies ist möglich, da der Hilfswickelkörper 54 exzentrisch angeordnet ist. Eine Heranbewegung des Hilfswickelkörpers 54 an den Schlitz 50 führt ferner dazu, daß er aus der engen Berührung mit der Schlaufe 14' herauswanderl, die von dem Hilfswickelkörper mit dem Streifen 14 gebildet worden war. In der Lage, in der sich der Hilfswickelkörper nicht mehr in enger Berührung mit der Schlaufe befindet, kann dieser vom Streifen 14 zurückgezogen werden. Nach dem Zurückziehen des Hilfswickelkörpers 54 bewirkt eine weitere Drehung des Wickelkopfes 52 ein Aufwickeln der Schlaufe 14' auf den Wickel des Kondensators, wie dies in F i g. 7 und 8 veranschaulicht ist.

Wie der F i g. 7 klar zu entnehmen ist, liegt der Anschlußdraht 48 am Belag 15 in einem ersten Bereich 14a des Streifens 14 an, während der zweite Anschlußdraht 75 den Belag 15' an einem zweiten Bereich 14£> des Streifens 14 berührt, der in einem Abstand vom Bereich 14a liegt, der größer als das Zweifache des Umfanges des Anschlußdrahtes 48 ist. Dieser Abstand stellt sieher, daß die Anschlußdrähte gegen Kurzschluß gesichert sind und außerdem wird dadurch die Möglichkeil einer Beschädigung des Isolierstoffstreifens 14 verhindert, wenn die Anschlußdrähte 48 und 75 des fertigen Kondensators beim Löten zu heiß werden, da die zugeführte Wärme über einen großen Bereich abgeleitet werden kann.

Hat der Wickelvorgang den Punkt erreicht, an dem der Aufnahmeblock 20 des Streifens 14 zum oberen Ende des Führungsschachtes 22 bewegt worden ist, wird der Wickelvorgang beendet. Es wird dann eine von einer Welle 78 getragene Klemme 77 in Anlage an den Streifen 14 bewegt und ein Messer oder eine sonstige Trennvorrichtung wird verwendet um den Streifen 14 am unteren Rand 17' des Schachtes 17 abzutrennen. Die Klemme 77 wird von einer Feder 80 normalerweise vom Schacht 17 weggedrückt; die kann jedoch mit Hilfe eines Hebels 82 am Streifen 14 anliegend gehalten werden.

Nach dem Abtrennen des Streifens und nach der Entfernung des Klebebandes 21 vom Aufnahmeblock 20 wird der Kondensatorwickel in Umlauf versetzt, bis das Klebeband 21 um dessen Mantelfläche herumgelegt worden ist, um ein Aufwickeln zu verhindern. Nach dem Wickeln des Kondensatorwickels und nach dem Versiegeln mit Hilfe des Bandes 21 kann der Kondensator aus der Wickelstation 18 der Vorrichtung herausgenommen werden, wobei der Schlitten 60 aus einer Führungsschiene 62 soweit verschoben wird, daß der Support 58 die Anschlußdrähte 48 und 75 freigibt.

In F i g. 9 der Zeichnung ist der der Wickelstation 18 entnommene Kondensator in Draufsicht dargestellt. In Abhängigkeit vom Verwendungszweck des fertigen Kondensators können die Anschlußdrähte 48 und 75 gespreizt, einseitig abgetrennt und in spezieller Form gebogen werden. Es ist auch möglich, den Kondensator zu isolieren und zu versiegeln, wobei ein Epoxidharz in dessen Enden eingespritzt wird. Dieser Füllstoff dichtet den Kondensator nicht nur gegen Feuchtigkeit ab, sondern hall auch die Stromzuführungen fest und verhindert deren Relativdrehungen und damit ein Kurzschließen. In F i g. 14 ist ein Schnitt durch den fertiggewickclten Kondensator 88 veranschaulicht. Durch Erwärmen kann der verwendete Streifen geschrumpft werden, so daß die Hohlräume fast völlig ausgefüllt und die Anschlußdrähte 48 und 75 sicher festgelegt werden.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Schlaufen durch zwei Hilfswickelkörper 116 und 118 gebildet werden. Die beiden Anschlußdrähte 148 und 175 können an gegenüberliegenden Seiten des Streifens in Berührung mit diesem gebracht werden, worauf die Hiifswickelkörper 116 und 118 zurückgezogen werden können. Danach wird der Kondensator gewickelt, wobei die Anschlußdrähte 148 und 175 die Funktion der Wickelkörper ausüben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

21 Ol Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Wickelkondensators mit einem einzigen Streifen aus dielektrischem Werkstoff und aus an dessen beiden Oberflächen vorgesehenen Metallschichten der Beläge und mit zwei in der Mitte des Wickels befindlichen Anschlußdrähten, nach dem zu Beginn des Wickeins der Isolierstoffstreifen mit den beiden Metallschichten im mittleren Teil der für den jeweiligen Kondensator erforderlichen Streifenlänge zweimal auf sich selbst zurückgefaltet wird, nach dem in die beiden durch das Zurückfalten gebildeten Schlaufen jeweils ein Wickelkörper eingebracht wird und nach dem zum Aufwickeln des Streifens die beiden Wikkelkörper zusammen um eine Achse senkrecht zur Bandlänge gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst in die erste Schlaufe des doppelt gefalteten Streifens (14) der erste Anschlußdraht (48) gebracht wird und in die zweite Schlaufe, vom ersten Anschlußdraht (48) beabstandet, ein Hilfswickelkörper (54) eingeführt wird, daß dann durch Drehen des Hilfswickelkörpers (54) um den ersten Anschlußdraht (48) — so lange, bis mindestens 3 Lagen über einem Teil des ersten Anschlußdrahtes (48) liegen — ein Ausgangswickel gebildet wird, daß dann der zweite Anschlußdraht (75) so in fester Berührung mi< der äußeren Oberfläche der letzten Windung der Lagen in die zweite Schlaufe, in der sich der Hilfswickelkörper (54) befindet, gebracht wird, daß die Lagen zwischen den beiden Anschlußdrähten (48, 75) liegen, daß darauf der Hilfswickelkörper (54) entfernt wird und daß dann beide Anschlußdrähte (48, 75) als eine Einheit einer zweiten, beide Anschlußdrähte und die zweite Schlaufe umgebenden Wicklung in Umlauf versetzt werden und somit die Funktion der Wickelkörper ausüben und daß nach Fertigstellung der Wicklung schließlich die Enden des Streifens (14) auf den vorher aufgewundenen Teilen festgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (14) aus schrumpfendem Werkstoff besteht und daß dieser nach dem Wikkeln durch Erwärmen fest gegen die beiden Anschlußdrähte (48, 75) geschrumpft wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 2, gekennzeichnet durch eine Vorratsspule (12) zur ununterbrochenen Zufuhr des besagten an beiden Oberflächen mit Metallschichten versehenen Streifens durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bremskraft auf die Vorratsrolle, durch einen Wicke'kopf (52) mit einem länglichen Schlitz (50) zur Aufnahme eines Paares von Anschlußdrähten, durch mindestens einen Hilfswickelkörper (54) der exzentrisch am Wickelkopf angebracht ist und axial in die Bewegungsbahn des Streifens hinein und aus dieser heraus sowie radial relativ zum Schlitz bewegbar ist. Einrichtungen (68, 70, 72, 74) zum Drehen des Wickelkopfes, durch einen in einer Führung gleitenden Aufnahmeblock (20), der mit dem vorderen Ende des Steifens (14) verbindbar ist, durch eine Einrichtung (30, 32) die auf den Aufnahmeblock (20) eine vom Wickelkopf (52) wegführende Kraft ausübt und durch eine Führung (22) zum Führen des Aufnahmeblockes.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen der Vorratsrolle (12) und dem Wickelkopf (52) angeordnete Klemme (77), die zum Festlegen des Streifens (14) dient

5 Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (45) des Wickelkopfes (52) durch das Ende des zur nachemanderfolgenden Aufnahme der Anschlußdrähte (48, 75) dienenden Schlitzes (50) verläuft, das am weitesten von dem Hilfswickelkörper (54) entfernt ist.

6 Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (60,58) zum Lagern der beiden Anschlußdrähte (48, 75) an ihren dem Schlitz (50) abgewandten Enden, wobei die Einrichtung (58) zu den beiden Anschlußdrähten axial verschiebbar angeordnet i?t.