DE2541111A1

DE2541111A1 - Verfahren zur herstellung von elektrischen stapel- oder schichtkondensatoren

Info

Publication number: DE2541111A1
Application number: DE19752541111
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Phys Behn; Hermann Dr Ing Heywang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2541111B2; DE2541111C3

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Stapel- oder Schichtkondensatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Stapel- oder Schichtkondensatoren, bei dem auf eine Trommel mit großem Durchmesscr mehrere durch kapazitiv nicht wirksame Zwischenlagen voneinander getrennte Mutterkondensatoren aus einer oder mehreren Kondensatorfolien mit gegenpoligen Belägen und Freirandzonen im Bereich der entsprechende-n Folienkanten aufeinander aufgewickelt werden, wobei in der Mitte der Zwischenlagen eie Niindwng eines beidseitig über die Stirnflächen des Kondensators vorstehenden Trennbandes eingespult wird, bei dem der so entstandene Ausgangskondensator mittels Schoopverfahrens über seine ge3arwten Stirnflächen stirnkontaktiert, zur mechanischen Verfestigung getempert und dann zumindest in einer Ebene, die.seine Rotationsachse enthält, zertrennt wird und bei dem die so entstandene-a Mutterkondensatoren oder Teilstücke von Mutterkondensatoren entlang dem Trennband getrennt und durch weitere Schnitte senkrecht zur Folienlaufrichtung in Einzelkondensatoren aufgeteilt werden.
Ein ähnliches Verfahren ist aus der 3T-PS 1.764.541 bekannt. Dort wird auf den kapazitiv wirksamen Teil eines jeden Mutterkondensators nach dem Abtrennen der Kondensatorfolie eine Schicht von Deckfolien aufgewickelt, welehe aus mehreren Windungen einer njchtmetalli si crt en Kunststoffolie gebildet wird. Auf diese Zwischenlagen werden dann Trennlagen, vorzugsweise in Form eines Metallbandes, aufgewickelt. Erst darauf wird eine zweite Zwischenlage aus nichtmetallisiertem Kunststoff und dann der nächste Mutterkondensator gewickelt. Jede dieser Lagen muß abgetrennt bzw.
neu eingespult werden. Hierfür ist ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich. An anderer Stelle wurde bereits vorgeschlagen, nur eine Windung einer Trennlage zwischen den beiden Wicklungen von Zwischenlagen anzubringen.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht in einer Verminderung des Zeitaufwandes für die Herstellung derartiger Kondensatoren und in einer Verbesserung der Abschirmung gegen Störstrahlungen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Bildung der kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen die Kondensatorfolien derart rait metallfreien Längsstreifen in den Belägen versehen werden, daß gegenpolige Beläge keine kapazitiv wirksamen Überdeckungsbereiche mehr aufweisen.
Hierzu genügt es, in den Belägen metallfreie Streifen durch Einschleifen oder anderseitig zu erzeugen, welche gewährleisten, daß die ,it gegenpoligen Schoopschichten verbundenen Teile der Beläge si-cjl gegenseitig nicht überdecken. Die metallfreien Ssreifen könnea bei entsprechender. Breite die Beläge vollständig verschwinden lassen; dies ist.-3:edoch nicht erforderlich.
Ein besonders geringer Aufwand reicht aus, wenn nur von der Schoop-Schicht einer Polarität im Bereich der Freirandzonen der Beläge der entgegengesetzten Polarität die zugehörigen Beläge durch in Folienlängsrichtung verlaufende entmetallisierte Streifen isoliert werden. Diese Ausführungsform hat außerdem den Vorteil, daß die außenliegenden Belagsflächen alle an einer Schoopschicht kontaktiert bleiben, wodurch eine Abschirmung des Kondenw sators besonders vorteilhaft erreicht wird.
Besonders wenig Zwischenlagen reichen aus, wenn die Zwischenlagen durch Auftragen eines Lösungsmittels oder eines Klebers während des Wickelvorgangs miteinander verklebt werden. In diesem Fall ist sichergestellt, daß keine einzige der Zwischenlagen bei der Weiterverarbeitung des Kondensators sich vom Kondensator löst.
In diesem Fall kann auch die oberste Zwischenlage zur Eennzeichnung des Kondensators vor dem Zertrennen der Mutterkondensatoren gestempelt werden.
Eine besonders einfache Fertigung wird -erreicht, indem das Wickeln der Trennlagen und der aus den Kondensatorfolien gebildeten Zwischenlagen aller übereinander angeordneter Mutterkondensatoren jeweils über derselben Stelle der Trommel begonnen bzw. beendet wird. Hierdurch erhalten alle Kondensatoren die gleiche Anzahl von Zwischenlagen. Außerdem ist der übergang von einem Mutterkondensator zum nächsten stets an derselben Stelle. Der Wickelbeginn für die Trennbänder ist daher besonders einfach zu steuern.
Eine besonders genaue Lage der metallfreien Streifen auf den Bolien wird erreicht, wenn die metallfreien Streifen direkt auf der Trommel erzeugt werden.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist gegeben, wenn der Ausgangskondensator aus zwei einseitig metallisierten Kunst stofffolien aufgebaut wird, wenn nach dem Erreichen der gewünschten Kapazität eines Mutterkondensators zunächst zwei Umdrehungen von kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen aufgewickelt werden, wenn dann eine Umdrehung' einer Trennfolie zwischen die Z'ischenlagen eingewickelt und schließlich eine weitere Umdrehung von kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen aufgewickelt wird und wenn danndie Wicklung der kapazitiv wirksamen Lagen des nächster Mutterkondensators beginnt. Hierdurch erhält der erste Mutterkondensator vier Zwischenlagen, die als Decklagen dienen. Der zweite Mutterkondensator erhält ebenfalls vier Zwischenlagen, die als Decklagen an seiner Unterseite dienen, da die Trennlage unter die kapazitiv nicht wirksamen Kunststoffolien eingespult wurde, die kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen also bereits für den nächsten Matterkondensator als Decklagen zur Verfügung stehen.
Ein gegen Störspannungen abgeschirmter Kondensator wird durch eine Ausgestaltung des Verfahrens erreicht, bei der beide gegenpolige Beläge durch metall freie Streifen von der zugehörigen Stirnkontaktschicht getrennt werden, bei der jedoch einer der beiden Beläge erst eine Umdrehung später von der Stirnkontaktschicht getrennt wird als der andere. Dies ist in einem Eondensator, welcher nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, vorteilhaft verwirklicht, welcher Decklagen enthält, auf denen sich Beläge befinde, die den kapazitiv wirksamen Bereich des Kondensators überdecken, und wobei dessen beide äußerste mit den Schoopschichten verbundene Beläge mit derselben Schoopschicht verbonden sind.
Durch die vorliegende Erfindung wird der Zeitaufwand für die Herstellung von Ausgangskondensatoren wesentlich verringert, was sich besonders stark bei kleinen Kapazitätswerten mit nur wenigen kapazitiv wirksamen Lagen auswirkt.
Die Erzeugung der metallfreien Streifen kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, z.B. durch Fankenerrosion, durch Errosion mittels Hochfrequenz oder Impulse, welche über rollende Rader oder schleifende Metallbänder zugeführt wird, oder auch durch mechanische Abriebmethoden, wie z.B. rotierende, schleifende Räder.
Die Isolierstreifen werden zweckmäßigerweise möglichst nahe an der Wickelmaschine erzeugt, z.B. auf einer der Trommel nahegelegenen Umlenkrolle, wenn eine Erzeugung auf der Trommel selbst nicht möglich ist. Die Zahl der Zwischenlagen richtet sich nach der Notwendigkeit, ausreichenden Schutz vor der Initierung von Durchschlägen durch äußere Beschädigung oder Verschmutzung zu gewahrleisten und nach dem Abstand der kapazitiv wirksamen Lagen von der Trennfolie, der notwendig ist, um eine einwandfreie Kontaktierung der kapazitiv wirksamen Lagen zu erreichen, dh. nicht in die Abschattung durch die Trennfolie hineinzugeraten. Diese besteht zareckmäßig aus einem Metallband.
Besonders bei der Erzeugung kleiner Kapazitätswerte kann die Anzahl der kapazitiv wirksamen Lagen aufgewickelt und nach Abschluß der letzten Windung dieser Anzahl eine vorgegebene Gesamtdicke oder Gesamtlagenzahl des Kondensators durch kapazitiv nicht wirksame Lagen aufgefüllt werdt:n, ohne GaB hierzu komplizierte Steuerungsvorgänge notwendig wären.
Werden Lösungsmittel oder Kleber aufgetragen, so wird die Dosierung zweckmäßig so gewählt, daß die Folien nicht verzogen werden.
Das Lösungsmittel bzw. der Kleber soll möglichst dicht an der Einspulung auf die Trommel aufgetragen werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun an Hand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt die Schichtenfolge in einem der Mutterkondensatoren, von denen mehrere gemeinsam einen Ausgangskondensator gemäß der Erfindung bilden. Die Figur zeigt eine nichtmaßstäbliche, geschnittene Darstellung.
Zwischen zwei Trennbändern 8 und 9 liegen die kapazitiv wirksamen Lagen 4 und die kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen 1. Angrenzend an das Trennwand 8 liegen vier kapazitiv nicht wirksame Zwischenlagen 1, deren Metallbeläge 2 durch metallfreie Streifen 3 in zwei Teile geteilt sind. Die mit den nicht dargestellten Stirnkontaktschichten in Verbindung stehenden Teile der Beläge 2 Uberdecken sich gegenseitig insoweit nicht, als sie an verschiedenen Stirnflächen 10 bzw. 11 des Mutterkondensators reichen. Die kapazitiv wirksamen Lagen 4 sind mit den kapazitiv nicht wirksamen hagen 1 einstückig verbunden. Über den kapazitiv wirksamen Lagen 4 sind wiederum kapazitiv nicht wirksame Lagen 1 angeordnet. Auf diesen wurden die an die eine Stirnfläche 11 reichenden Beläge 5 durch metalifreie Streifen 6 von der Stirnfläche 11 abgetrennt, wobei die Streifen 6 im Bereich der Freirandzonen 12 der gegenpoligen Beläge 7- liegen. Die Schoopschlchten können somit die Beläge 5 nicht kontaktieren. Über diesen Schichten ist die Trennlage 9 angeordnet. Über der Trennlage 9 beginnt im Ausgangskondensator die Schichtenfolge von vorne.
8 Patentansprüche 1 Figur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Stapel- oder Schichtkondensatoren, bei dem auf eine Trommel mit großem Durchmesser mehrere durch kapazitiv nicht wirksame Zwischenlagen voneinander getrennte Mutterkondensatoren aus einer oder mehreren Kondensatorfolien mit gegenpoligen Belägen und Freirandzonen im Bereich der entsprechenden Folienkanten aufgewickelt werden, wobei in der Mitte der Zwischenlagen eine Wicklung eines beidseitig über die Stirnflächen des Kondensators vorstehenden Trennbandes eingespult wird, bei dem der so entstandene Ausgangskondensator mittels Schoopverfahren über seine gesamten Stirnflächen stirnkontaktiert, zur mechanischen Verfestigung getempert und dann zumindest in einer Ebene, die eine Rotationsachse enthält, zertrennt wird und bei dem die so entstandenen Mutterkondensatoren oder Teilstücke von Mutterkondensatoren entlang dem Trernband getrennt und durch weitere Schnitte senkrecht zur Folienlaufrichtung in Einzelkondensatoren aufgeteilt werden, d a a d u r c h g e k e n n z e i O !t n e t, daß zur Bildung der kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen (1) die Kondensatorfolien derart mit metallfreien Längsstreifen (3, 6) in den Belägen (2, 5, 7) versehen werden, daß gegenpolige Beläge keine kapazitiv wirksamen Überdeckungsbereiche mehr aufweisen.
2. Verfahren 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 nur von der Schcopschicht einer Polarität im Bereich der Freirandzone (12) der Beläge dar entgegengesetzten Polaritat (7) dl zugehörigen Beläge (5) durch in Folienlaufrichtung verlaufende ent:aetallisierte Streifen (6) isoliert. werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Zwischenlagen (12) durch Auftragen eines Lösungsmittels oder Klebers während des Wickelvorgangs -miteinander verklebt werden.
4. Verfahren nach einem <ier Ansprücne 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 das Wickeln der Trennlagen (8, 9) und der aus den Kondensatorfolien gebildeten Zwischenlagen (1) aller übereinander angeordneter Mutterkondensatoren jeweils über derselben Stelle der Trommel begonnen und beendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die metallfreien Streifen direkt auf der trommel erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgangskondensator aus zwei einseitig metallisierten Kunststoffolien aufgebaut wird, daß nach dem Erreichen der gewünschten Kapazität eines Mutterkondensators zunächst zwei Umdrehungen von kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen (1) aufgewickelt werden, daß dann eine Umdrehung einer trennfolie (8, 9) zwischen die Kunststoffolien eingewickelt und schließlich eine weitere Umdrehung von kapazitiv nicht wirksamen Zwischenlagen (1) aufgewickelt wird und daß dann die Wicklung der kapazitiv wirksamen Lagen (4) des nächsten Mutterkondensators beginnt.
7. Verfahren nach einem der Ansprtiche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß beide gegenpolige Beläge durch metallfreie Streifen von der zugehörigen Stirnkontaktschicht getrennt werden, daß jedoch einer der beiden Beläge erst eine Umdrehung später von der Stirnkontakwtschicht getrennt wird als der andere.
8. Nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7 hergestellter Kondensator, welcher Decklagen enthält, auf denen sich Beläge befinden, die den kapazitiv wirksamen Bereich überdecken, und dessen beide äußerste mit einer der Schoopschichten verbundene Beläge mit derselben Schoopschicht verbunden sind.

L e e r s e i t e