DE2451863B2

DE2451863B2 - Verfahren zur herstellung elektrischer schichtkondensatoren

Info

Publication number: DE2451863B2
Application number: DE19742451863
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. 8300 Landshut Petrick
Original assignee: Ernst Roederstein Spezialfabrik für Kondensatoren GmbH, 8300 Landshut
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1976-08-19
Also published as: DE2451863A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Schichtkondensatoren, bei dem nur eine einzige langgestreckte bandförmige Kunststoffolie verwendet wird, die beidseitig derart mit Metallschichten versehen ist daß in ihrer Längsrichtung auf ihrer einen Oberfläche an der einen Seite und auf der anderen Oberfläche an der anderen Seite jeweils ein isolierender Randstreifen frei bleibt, bei dem diese Folie mäanderförmig zu einem Schichtstapel gefaltet wird und bei dem jeweils alle an der einen Stirnseite und alle an der anderen Stirnseite bis an den Rand der dielektrischen Schicht reichenden Metallschichten durch durch Schoopen aufgebrachte Metallschichten miteinander verbunden werden.

Bei einem nach der DT-OS 20 15 j72 bekannten Verfahren dieser Art wird die Kunststoffolie im Zickzack gefaltet und anschließend zusammengedrückt. Dieses Verfahren ist bei der praktischen Durchführung sehr aufwendig.

Nach der DT-OS 17 64 541 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem zwei mit jeweils einer Metallschicht versehene Bänder fortlaufend auf ein sich drehendes Rad zur Bildung eines Mutterkondensators aufgewikkelt werden. Abgesehen davon, daß keine mäanderförmige Faltung erfolgt, sind zur Durchführung dieses Verfahrens zwei Bänder erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren eingangs genannter Art anzugeben, das also mit nur einem Band auskommt, jedoch einfach und wirtschaftlich durchfuhrbar ist.

Zui Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer Kunststoffolie mit durchgehenden Metallschichten auf beiden Seiten der Folie auf ein pendelnde Drehbewegungen ausführendes Rad aufgebracht wird und dabei durch die pendelnde Bewegung des Rades einen Schichtstapel bildend, der einer. Mutterkondensator darstellt, aufgefaltet wird, daß der Schichtstapel auf dem Rad getempert wird, und daß dieser Stapel vor oder nach dem Aufbringen der Schoopschichten durch senkrecht zur Längsrichtung des Bandes und zu seiner Oberfläche durchgeführte Schnitte in Einzelkondensatoren aufgeteilt wird.

Gemäß diesem Verfahren hergestellte Schichtkondensatoren besitzen einen definierten Kapazitätswert, der unabhängig vom Faltvorgang bereits vor diesem festliegt, was sich daraus ergibt, daß die metallische Belegungen beidseitig auf der Kunststoff-Folie vorgesehen sind.

Durch die durch das Pendelrad bedingte Krümmung des mäanderförmig gefalteten Mutterkondensators ergibt sich aufgrund des bei einer Temperung auftretenden hohen Preßdrucks durch Schrumpfen eine hohe mechanische Festigkeit. Die Temperung kann dabei bei einer Temperatur erfolgen, die über dem Temperaturwert liegt, bei dem 80 % der Schrumpfung der Kunststoff-Folie auftritt.

Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn der

Schichtstapel in Weiterbildung der Erfindung auf seiner Ober- und Unterseite mit einer isolierenden Folie abgedeckt ist oder zusätzlich dazu noch /.ur Trennung von Stapelteillagen eine isolierende Folie zwischen Schichten des Schichtstapels vorgehen ist Die isolierenden Folien können auch als Verbundfolie.", aus zwei verschiedenen Materialien, beispielsweise Polyäthylen und Polyamid ausgebildet sein. Diese isolierenden Folien dier<;n also nicht nur zur Trennung von Stapelteillagen oder zum Außenschutz des gesamten Schichtstapels des Mutterkondensators, sondern auch zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der vom Mutterkondensator abgetrennten Einzelkondensatoren Im letzteren Fall kann die Temperung bei einer Temperatur erfolgen, bei der das die geringere Temperaturfestigkeit aufweisende Material der Verbundfolie schrumpft oder bereits schmilzt.

Da der Kondensator lediglich aus einer Kunststoff-Folie mit — etwa aufgedampften — Metallschichten der Beläge besteht, ist weiterhin keine Imprägnierung erforderlich, weil bei dieser Ausgestaltung Spalte oder Kapillare beim Faltvorgang keine Rolle spielen und damit Lufteinschlüsse und in diesen sich ausbildende lonisationsvorgänge nicht auftreten können.

Durch die beidseitige Metallisierung der Kunststoff-Folie und geeignete Auswahl des Kunststoffs für diese Folie (etwa Polyester. Polycarbonat. Polypropylen. Polysulfon) ist die Beherrschung der Ausheileigenschaf ten problemlos möglich.

Da bei erfindungsgemäß hergestellten Kondensatoren immer zwei gleichgepolte Meiallschichten parallel zueinander angeordnet sind, ergibt sich darüber hinaus eine deutliche Verbesserung der elektrischen Eigen schäften.

Schließlich ist die Kapazitälstolcranz der in Radialebenen des Pendelrades vom Mutterkondensator abgetrennten F.in/elkondensatoren nur von der mecha nischen Genauigkeit der verwendeten Trennvorrichtung abhängig und damit leicht /u beherrschen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer beidseitig mit Metallschichten versehenen Kunststoff-Folie zur Herstellung von Si-'hichtkondensatoren.

F 1 g. 2 ein Pendelrad /ur Herstellung eines Muttei kondensator-Schichtstapels. und

F i g. 3 eine Schnittdarstellung senkrecht /ur /eichen ebene in f ' ε. 2 gesehen in Richtung von Pfeilen III senkrecht η ^r Schnittebene.

Gemäß F 1 g. I ist eine Kunststoff-Folie, die neispiels weise au* Polvester. Polycarbonat, Polypropylen oder Polysulfon bestehen kann, beidseitig mit Metallschich ten 2 und 3 versehen. (Diese Schichten 2 und 3 sind in F i g. I stark verdickt dargestellt.) Die Metallschicht 2 läßt dabei an dem in F1 g. 1 rechten Rand der Kunststoff-Folie I auf deren Oberseite einen in Längsrichtung verlaufenden isolierenden Randstreifen 4 frei, während die Metallschicht 3 an dem in F i g. 1 linken Rand auf der Unterseite einen entsprechenden Randstreifen 5 freiläßt Diese Metalls:hichten 2 und 3 können beispielsweise im Vakuum auf die Kunststoff-Folie 1 aufgedampft werden.

Eine derartige, mit Metallschichten versehene Kunststoff-Folie wird nun auf einem Pendelrad nach F i g. 2 befestigt, das eine Antriebsachse 6 sowie einen durch Speichen 7 an der Achse befestigten Außenradkranz 8 umfaßt. Dieses Pendelrad wird nach Art einer Uhrenunruh in Richtung eines Doppelpfeils 10 in Drehung versetzt Dadurch wird aus einem Band nach F i g. 1 auf dem Radkranz 8 ein mäanderförmig gefalteter Schichtstapel 9 gebildet, der in Enden 11 ausläuft. In diesen Enden ist schematisch die Schichtung angedeutet. Die Lagen des Schichtstapels 9 werden an den Enden 11 durch eine Klemmvorrichtung durch gegebenenfalls federnde Klammern 15 auf dem Pendelrad befestigt.

Fig. 3 zeigt im Schnitt einen Mutterkondensator-Schichtstapel 9 senkrecht zur Zeichenebene in F i g. 2 in Richtung von Pfeilen III senkrecht zur Schnittebene. Der Schichtstapel 9 umfaßt auf seiner, auf dem Radkranz 8 aufliegenden Unterseite zunächst eine isolierende Deckfolie 12 der oben genannten Art. auf der ein erster Teilstapel 14 des Schichtstapels 9 liegt. Sodann folgt eine isolierende Zwischenfolie 13 der oben genannten Art. auf der sich wiederum ein zweiter Teilstapel 14 und darauf eine weitere Deckfolie 12 befindet.

Es ist zu bemerken, daß die Darstellung nach F i g. 3 weder maßstabsgetreu ist noch hinsichtlich der Schichtenzahl einem praktischen Fall entspricht. Fig. 3 soll lediglich das erfindungsgemäße Prinzip verdeutlichen.

Fin derartiger Schichtstapel 9 wird auf dem Pendelrad 6, 7, 8 getempert, woraus sich aufgrund der Krümmung ein großer Preßdruck und damit eine hohe mechanische Festigkeit ergibt. Der große Preßdruck wird insbesondere auch durch Wahl der Materialien für die Kunststoff-Folie 1 und die isolierenden Folien 12 und 13 im oben erläuterten Sinne erreicht.

Nach der Temperung kann ein Schoopieren des Schichtstapels 9 an den freien Stirnflächen in Ebenen senkrecht /ur Achse des Pendelrades 6,7,8 erfolgen.

Der Mutierkondensator kann in Radialebenen des Pemlelrades 6, 7, 8 beispielsweise durch Sägen in Fin/elkondensatoren getrennt werden.

Andererseits kann die Teilung in Einzelkondensatoren .weh vor dem Schoopieren erfolgen, wobei dann die klöt/chenformigen Einzelkondensatoren getrennt schoopiert werden.

Das Schoopieren erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. mit verschiedenen Metallschichtfolgen aus Zink. Aluminium, Kupfer, Zinn oder Zinnlegierungen.

Die F.inzelkondensatoren können im Bedarfsfall nach einer Kontaktierung auf den schoopierten Seiten, etwa durch Vergießen in Gehäuse eingebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Schichtkondensatoren, bei dem nur eine einzige langgestreckte bandförmige Kunststoffolie verwendet wird, die beidseitig derart mit Metallschichten versehen ist daß in ihrer Längsrichtung auf ihrer einen Oberfläche an der einen Seite und auf der anderen Oberfläche an der anderen Seite jeweils ein isolierender Randstreifen frei bleibt bei dem diese to Folie mäanderförmig zu einem Schichtsiapel gefaltet wird, und bei dem jeweils alle an der einen Stirnseite und alle an der anderen Stirnseite bis an den Rand der dielektrischen Schicht reichenden Metallschichten durch durch Schooper. aufgebrachte Metallschichten miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer Kunststoffolie (1) mit durchgehenden Metallschichten (2,3) auf beiden Seiten der Folie die Folie auf ein pendelnde Drehbewegungen ausfüh- «> rendes Rad (6, 7, 8) aufgebracht wird und dabei durch die pendelnde Bewegung des Rades einen Schichtstapel (9) bildend, der einen Mutterkondensator darstellt, aufgefaltet wird, daß der Schichtstapel auf dem Rad getempert wird, und daß dieser Stapel vor oder nach dem Aufbringen der Schoopschichten durch senkrecht zur Längsrichtung des Bandes und zu seiner Oberfläche durchgeführte Schnitte in Einzelkondensatoren aufgeteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des mäanderförmig gefalteten Schichtstapels (9) an freien Enden (11) auf dem Pendelrad (6, 7, 8) durch eine Klemmvorrichtung (15) gehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Klemmvorrichtung eine gegebenenfalls federnde Klammer (15) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten (2, 3) im Vakuum auf die Kunststoff-Folie (1) aufgedampft werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstapel (9) auf seiner Ober- und Unterseite mit einer isolierenden Folie (12) abgedeckt wird.

b. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß im Schichtsiapel (9) zur Trennung von Stapelteillagen (14) isolierende Folien(13) verwendet werden. so

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis b. dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Folier. (12, 13) Verbundfolien aus zwei Materialien, beispielsweise Polyäthylen und Polyamid verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperung bei einer Temperatur erfolgt, die über dem Temperaturwert liegt, bei dem 80 °/o der Schrumpfung der Kunststoff-Folie (1) auftritt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Verbundfolien (12, 13) als Abdeckung des Schichtstapels (9) und Trennung von Stapelteillagen (14) die Temperung bei einer Temperatur erfolgt, bei der das die geringere Temperaturfestigkeit aufweisende Material der Verbundfolie schrumpft oder bereits

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die vom Schichtstapel (9) abgetrennten Einzelkondensatoreir nach einer Kontaktierung mit elektrischen Zuleitungen, beispielsweise durch Vergießen in ein Gehäuse eingebaut werden.