DE2415409A1

DE2415409A1 - Vorrichtung zur herstellung von metallfreien mustern auf metallisierten isolierstoffolien

Info

Publication number: DE2415409A1
Application number: DE2415409A
Authority: DE
Inventors: Franz Behacker; Gerhard Dr Phil Seebacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1975-10-02

Description

Vorrichtung zur Herstellung von metallfreien Mustern auf metallisierten Isolierstoffolien.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von metallfreien Mustern auf metallisierten Isolierstoffolien, insbesondere für die Verwendung in elektrischen Kondensatoren, in der die Metallisierung einer metallisierten Isolierstoffolie mit einer Ausbrennrolle zeitweise in elektrisch leitendem Kontakt steht und ein elektrischer Strom über die Ausbrennrolle in die Metallisierung der metallisierten Isolierstoffolie geleitet wird, welcher zur Zerstörung der Metallisierung im Bereich der Berührung mit der Ausbrennrolle ausreicht, und in der die Ausbrennrolle mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, die der Vorschubgeschwindigkeit der anliegenden Isolierstoffolie entspricht.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-PS 647.573 bekannt.
Die elektrische Spannung, die in dieser Patentschrift erforderlich ist, ist durch die Verunreinigung der Ausbrennelektroden infolge Niederschlagens von Metalloxyden bestimmt; sie muß relativ hoch sein, um die sich bildenden Oxydschichten zu durchschlagen. Derart hohe Spannungen haben aber relativ breite und nicht sauber begrenzte Ausbrennspuren zur Folge.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, schmale und sauber begrenzte Ausbrennspuren mit einfachen Mitteln und bei hoher Vorschubgeschwindigkeit der Folie herzustellen.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Metallisierung über eine Umlenkrolle mit dem einen Pol einer Spannungsquelle elektrisch leitend und/oder kaDazitiv verbunden ist, daß die Spannungsquelle hochfrequente Spannungsimpulse geringer Amplitude abgibt, daß die Metallisierung im Bereich einer weiteren Umlenkrolle, die eine elastisch verformbare Oberfläche aufweist, gegen die Ausbrennrolle gedrückt wird, daß die Ausbrennrolle eine oder mehr Ausbrennelektroden der gewünschten Form enthält, die über die Mantelfläche der Ausbrennrolle vorstehen, und daß eine Schleifvorrichtung angebracht ist, welche an der bzw.
den Ausbrennelektroden mit einem gerade so großen Druck anliegt, daß die Ausbrennrolle durch Friktion von der metallisierten Isolierstoffolie ohne eine unzulässige Verschiebung der Ausbrennelektroden gegenüber der Metallisierung gedreht wird.
Die bereits an anderer Stelle vorgeschlagene Verwendung eines porösen Bor-Ditan-Nitrats und die Reinigung einer derartigen Elektrode mittels rotierender Bürsten läßt sich zur Lösung des vorliegenden Problems nicht anwenden, da ohne eine Relativgbewegung der Elektrode gegenüber der Metallisierung auf Grund der Prosität der Elektrode in diesem Fall keine einwandfreien Ausbrennstreifen entstehen.
Auf einer nicht porösen Elektrodenoberfläche haftet der Niederschlag von Metall und Metalloxyd so fest, daß er durch Bürsten nicht sauber entfernt werden kann, ohne daß in der Elektrodenoberfläche schnell Vertiefungen entstehen, welche wiederum eine gleichmäßige Entmetallisierung verhindern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat dagegen den Vorteil, daß die Verwendung von nicht porösen Materialien ermöglicht wird, da gemäß der Erkenntnis, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, durch eine Schleifvorrichtung eine einwandfreie Reinigung der Elektrode von dem niedergeschlagenen Metalloxyd möglich ist. Hierbei wird durch den kleinen Druck, dessen zulässige Größe durch den Friktionsantrieb begrenzt ist, die Elektrodenoberfläche nicht unzulässig beschädigt.
Als Elektroden verwendet man vorteilhaft dünne Metallbänder oder -platten aus hartem Material, welche an den entsprechenden Stellen in die Ausbrennrolle eingesetzt und darin befestigt sind. Die hervorstehenden Stirnflächen der Metallbänder bzw. -platten werden entsprechend den Anforderungen an ihre Oberflächenqualität durch Abdrehen, Schleifen und Polieren geglättet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Ausbrennrolle aus Isolierstoff und die Ausbrennelektroden aus einem Stahlband bestehen und daß die Ausbrennelektroden über die Achse der Ausbrennrolle mit einem Pol der Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß eine Berührung der Metallisierung mit elektrisch leitenden Teilen der Ausbrennrolle an unerwünschten Stellen nicht möglich ist.
Eine andere Möglichkeit, eine isolierende Rolle herzustellen, nämlich eine Metallrolle außerhalb der Ausbrennelektrode mit Isolierstoff zu überziehen, z.B. zu lackieren, erfordert Einrichtungen, die das Abschleifen der isolierenden Schicht durch die Schleifvorrichtung verhindern. Dies kann z.B. durch entsprechende Dimensionierung der Ausbrennelektroden und durch Abstandsringe geschehen. Für die meisten praktischen Anwendungsfälle eignen sich als Elektroden besonders vorteilhaft Metallplatten von etwa 0,2 - 1 mm Stärke aus Federstahl.
Als Schleifvorrichtung eignen sich langsam rotierende Schleifscheiben, die eine gleichnäßige Abnützung über ihre gesamte Fläche gewährleisten, bei denen ein Eingraben von Rillen infolge des Schleifvorgangs vermieden wird, was eine unzulässige Erhöhung der Reibung zur Polige hätte, so daß der Antrieb durch die Friktion gegenüber der metallisierten Isolierstoffolie nicht mehr einwandfrei erfolgen könnte. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer Diamantfeile als Schleifvorrichtung erwiesen, welche mittels Federdruck gegen die AusbrennwalBe gedrückt wird, da diese Diamantfeile einerseits einen sehr geringen Abrieb aufweist und andererseits bereits bei einem relativ geringen Auflagedruck eine ausreichende Reinigung der Ausbrennelektrode bewirkt. Eine Diamantfeile hat weiterhin den Vorteil, daß der entstehende geringe Abrieb elektriscW isolierend ist, so daß auf eine Entfernung des Abriebs von der Folie verzichtet werden kann. Elektrisch leitender Abrieb würde namlich die Gefahr in sich bergen, daß im elektrischen Kondensator elektrisch leitende Brücken zwischen gegenpoligen Belägen entstehen könnten, welche durch einen Regeneriervorgang nicht ohne weiteres zu beseitigen wären. Aus diesem Grund werden zweckmäßigerweise auch stets Schleifscheiben aus nicht elektrisch leitendem Material verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird nun an Hand einer Figur näher erläutert; sie ist nicht auf das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Eine Folie li mit einer schraffiert dargestellten Metallisierung 2 wird über die Umlenkrollen 1 und 10 geführt. Die Umlenkrolle 1 weist eine elastisch verformbare Oberfläche auf, die Umlenkrolle 10 ist elektrisch leitend, steht mit der Metallisierung in Berührung und ist mit einem Pol einer Spannungsimpulaquelle elektrisch leitend verbunden. Eine Ausbrennrolle 4 liegt mit dem Federdruck der elastisch verformbaren Oberfläche der Umlenkrolle 1 an der Metallisierung 2 an und wird durch Friktion von der metallisierten Isolierstoffolie II in Umdrehung versetzt. Auf die Umlenkrolle 4 sind Abstandsringe 6 aufgesetzt, ein Metallband bildet die Ausbrennelektrode spund ist mit der Achse 12 der Umlenkrolle 4 elektrisch leitend verbunden. Der Achse 12 wird über den Kontakt 9 die impulsförmige Ausbrennspannung zugeführt. Eine Schleifvorrichtung 7 wird durch die Feder 8 derart gegen die Elektrode 5 und die Abstandsringe 6 gedrückt, daß die Elektrode 5 von dem beim Ausbrennen entstehenden Niederschlag gereinigt, die Drehung der Ausbrennrolle 4 aber nicht unzulässig gehemmt wird, so daß in der Metallisierung scharf begrenzte Ausbrennspuren 3 der gewünschten Breite entstehen.
Die Umlenkrolle 1 ist vorteilhaft aus einem Metallkern 13 und einem Gummimantel 14 zusammengesetzt. Die Schleifvorrichtung 7 besteht vorteilhaft aus einer Diamantfeile.
Der elektrische Kontakt zwischen der Umlenkrolle 10 und der Metallisierung 2 setzt sich aus einer galvanischenund einer kapazitiven Komponente zusammen, da Impulse mit hoher Impulsfrequenz zum Ausbrennen verwendet werden, so daß der kapazitive Widerstand der teilweise auf dem Metallbelag vorhandenen Oxidschichten nicht wesentlich größer ist als der Ohm'sche Widerstand im Bereich der galvanischen Kontaktierung.
5 Patentansprüche 1 Figur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zur Herstellung von metallfreien Mustern auf metallisierten Isolierstoffolien, insbesondere für die Verwendung in elektrischen KondensatoreI, in der die Metallisierung einer metallisierten Isolierstofffolie mit einer Ausbrennrolle zeitweise in elektrisch leitendem Kontakt steht und ein elektrischer Strom über die Ausbrennrolle in die Metallisierung der metallisierten Isolierstoffolie geleitet wird, welches zur Zerstörung der Metallisierung im Bereich der Berührung mit der Ausbrennrolle ausreicht, und in der die Aesbrennrolle mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, die der Vorschubgeschwindigkeit der anliegenden Isolierstofffolie entspricht, d a d u r c h -g e k e n n z e i c hn e t, daß die Metallisierung über eine Umlenkrolle (10) mit dem einen Pol einer Spannungsquelle elektrisch leitend und/oder kapazitiv verbunden ist, daß die Spannungsquelle hochfrequente Spannungsimpulse geringer Amplitude abgibt, daß die Metallisierung im Bereich einer weiteren Umlenkrolle, die eine elastisch verformbare Oberfläche aufweist, gegen die Ausbrennrolle (4) gedrückt wird, daß die Ausbrennrolle (4) eine oder mehr Ausbrennelektroden (5) der gewünschten Form enthalt, die über die Mantelfläche der Ausbrennrolle vorstehen, und daß eine Schleifvorrichtung angebracht ist, welche an der bzw. den Ausbrennelektroden (5) mit einem gerade so großen Druck anliegt, daß die Ausbrennrolle (4) durch die Friktion gegenüber der metallisierten Isolierstoffolie (11)- ohne eine unzulässige Verschiebung der Ausbrennelektrode (5) gegenüber der Metallisierung (2) der metallisierten Isolierstoffolie (11) gedreht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ausbrennrolle (4) aus Isolierstoff und die Ausbrennelektrode (5) aus einem Stahlband besteht und daß die Ausbrennelektrober die Achse (12) der Ausbrennrolle (4) mit einem Pol der Spannungsquelle elektrisch leitend verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Ausbrennelektrode (5) Metallplatten von etwa 0,2 - 1 mm Stärke aus Federstahl verwendet werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schleifvorrichtung (7) aus einer Diamantfeile besteht, die durch eine Beder(,2gegen die Ausbrennelektrode (5) gedrückt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Mantelfläche der Ausbrennelektrode (5) Abstandsringe (6) aus elektrisch nichtleitendem Material angebracht sind, welche ein Schleifen der Schleifvorrichtung (7) oder der Metallisierung (2) an der Mantelfläche der Ausbrennrollerverhindern.

L e e r s e i t e