DE2639184B2

DE2639184B2 - Verfahren zur Herstellung elektrischer Stapel- oder Schichtkondensatoren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2639184B2
Application number: DE2639184A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 8400 Regensburg Kessler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1978-08-24
Also published as: BR7705788A; IT1084510B; FR2363877A1; SE7709737L; US4129929A; GB1547681A; SE416359B; FI772558A; DE2639184C3; DE2639184A1; ES461996A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Stapel- oder Schichtkondensatoren, bei

dem Mutterkondensatoren von der mehrfachen Länge eines Einzelkondensators hergestellt werden, die auf gereckte und entreckbare Kunststoffolien aufgebrachte Metallschichten der Beläge, die zumindest teilweise gegeneinander seitlich versetzt sind, aufweisen, und bei dem die Seitenflächen der Mutterkondensstoren durch Spritzmetallschichten vollständig bedeckt und dadurch auf jeder Seitenfläche die Metallschichten eines Belages kontaktiert werden, bei dem die Einzelkondensatoren von den Mutterkondensatoren so abgesägt werden, daß durch die Erwärmung beim Sägen die Kunststoffolien im Bereich der Sägekanten entdeckt die Metallschichten dadurch in gegeneinander isolierte Inseln aufgerissen und so die Beläge voneinander isoliert werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 17 64 548 bekannt

In der DE-AS 17 64 541 ist ein ähnliches Verfahren aufgezeigt Dort wird eine Kondensatorfolie auf eine Trommel mit großem Durchmesser gewickelt Wenn die erforderliche Lagenzahl für den Mutterkondensator erreicht ist, werden Deckfolien und Trennfolien darübergewickelt worauf ein zweiter Mutterkondensator auf dem ersten hergestellt wird. Der so entstandene Ausgangskondensator wird an seinen Stirnseiten durch eine Spritzmetallschicht vollständig bedeckt und dadurch kontaktiert Er wird in Umfangsrichtung entlang den Trennlagen und in radialer Richtung durch Sägeschnitte in Einzelkondensatoren zertrennt.

Gemäß der DE-PS 9 76 229 wird ein Kondensatorband in Folien der im Kondensator benötigten Breite zertrennt. Jede Folie wird auf eine gesonderte Vorratsrolle aufgewickelt.

Gemäß der GB-PS 8 58 973 werden zwei Metallbiinder und Dielektrikumsfolien so zusammengeführt und miteinander verklebt, daß ein Kondensatorband mit seitlich überstehenden Belagfolien entsteht. An diesen Belagfolien werden unmittelbar Anschlußdrähte befestigt, die so entstehenden Kondensatoren werden vom Kondensatorband abgetrennt. Dieses Verfahren ist allerdings nur für kleinste Kapazitätswerte und geringe elektrische Spannungen anwendbar, da nur eine Folie auf jeder Seite einfach kontaktiert ist und die Isolation im Bereich der Kanten nur durch Luft erfolgt.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht in einer Rationalisierung der Herstellung derartiger Schichtkondensatoren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein metallisiertes Kunststoffband von der mehrfachen Breite des herzustellenden Einzelkondensatois in seiner Längsrichtung in Kondensatorfolien von der im Kondensator benötigten Breite geschnitten wird, daß diese Kondensatorfolien jeweils über mindestens eine erste Umlenkrolle oder einen ersten Umlenkstift und mindestens eine zweite Umlenkrolle oder einen zweiten Umlenkstift, deren Achsen aufeinander senkrecht stehen, geführt und daher um 90° gedreht werden, und daß die so umgelenkten Kondensatorfolien übereinandergestaffelt und durch eine Sammelscheibe oder eine Sammelstrecke mit oder ohne eine zusätzliche Sammelschiene zusammengeführt und gegeneinandergedrückt und dadurch zu einem Folienpaket vereinigt werden.

Das Folienpaket wird vorteilhaft auf die Sammelscheibe zu mehreren übereinanderliegenden Mutterkondensatoren aufgewickelt, wobei zwischen übereinanderliegenden Mutterkondensatoren jeweils eine Windung von Trennlagen und erforderlichenfalls Decklagen eingewickelt wird, wobei der so gebildete Ausgangskondensator mittels die Stirnseiten des Ausgangskondensators vollständig bedeckenden Spritzmetallschichten stirnkontaktiert wird, wobei die Mutterkondensatoren in Umfangsrichtung entlang den Trennlagen voneinander und darauf jeder Mutterkondensator durch Sägeschnitte in radialer Richtung in Einzelkondensatoren zertrennt werden.

Eine besonders rationelle Fertigung von Kondensatoren mit größeren Kapazitätswerten wird ermöglicht,

ίο indem zwei oder mehr Kondensatorbänder in Kondencatorfolien geschnitten werden, indem diese um 90° gedreht und durch dieselbe Sammeischeibe oder Sammelstrecke zusammengeführt übereinandergelegt und aneinandergedrückt werden, so daß sich ein

ii Folienpaket bildet, welches die Folien von mehreren Kunststoffbändern enthält

Eine genaue Einstellung der gewünschten Zahl von Windungen ist möglich, indem nur ein Teil der Kondensatorfolien auf die Sammelscheibe gewickelt,

2(i der andere Teil aber z. B. über eine Umlenkrolle einer Vorratsrolle oder einer zweiten Sammelscheibe zugeführt wird.

Eine größere Zahl von Typen wird vorteilhaft unter Verwendung der üblichen Radwickelmaschinen erzeugt

2j In diesem Fall wird das erfindungsgemäß hergestellte Folienpaket von der Sammelschiene bzw. nach einer teilweisen Umschlingung der Sammeischeibe von dieser abgenommen und zunächst auf Vorratsrollen aufgespult. Von diesen wird es in einem späteren Arbeitsgang

ίο abgewickelt und zu Mutterkondensatoren verwickelt aus denen dann die Einzelkondensatoren hergestellt werden. Für hohe Kapazitätswerte werden bei diesem Verfahren vorteilhaft zunächst mehrere Folienpakete auf Vorratsrollen aufgewickelt und in einem weiteren

i) Arbeitsgang die Folienpakete gleichzeitig von den Vorratsrollen abgewickelt und auf eine Sammelscheibe aufgewickelt, worauf die Einzelkondensatoren gefertigt werden. Durch das Verwickeln von Folienpaketen statt Einzelfolien wird die Windungszahl je Mutterkondensa-

Hi tor bei den üblichen Kondensatorstärken und Kunststoffbandbreiten auf etwa vier bis vierzig Windungen reduziert. Beim gleichzeitigen Einspulen von vier Folienpaketen werden nur noch etwa eine bis zehn Windungen für die üblichen Kondensatorhöhen benö-3 tigt So können auch auf den üblichen Radwickelmaschinen spiralförmige Mutterkondensatoren in der beschriebenen Art hergestellt werden. Außerdem können die Vorratsrollen günstig einer weiteren Behandlung, z. B. einer Lagerung in erhöhter Umgebungstemperatur,

μ unterzogen werden. Das Aufwickeln auf Vorratsrollen ist auch günstig, wenn das Folienpaket auf zwei oder mehrere Vorratsrollen aufgeteilt werden soll, um die Windungszahl im Mutterkondensator mit der erforderlichen Genauigkeit einstellen zu können.

Ein Lösen der aufgespulten Windungen des Folienpakets wird vermieden, indem die Sammelscheibe vor dem Abtrennen des Folienpakets oder der Folienpakete nach der Bewicklung aus ihrer Wickelstellung herausgeschwenkt wird, indem eine zweite Sammelscheibe in die

bo Wickelstellung eingeschwenkt wird, indem das Folienpaket bzw. die Folienpakete an der bewickelten und an der noch nicht bewickelten Sammelscheibe festgeklemmt werden und indem erst dann der die beiden Sammelscheiben verbindende Abschnitt des Folienpa-

tvj ket?s bzw. der Folienpakete abgetrennt wird. Eine besonders rationelle Fertigung ergibt sich, wenn das Folienpaket bzw. die Folienpakete in der für den Kondensator erforderlichen Lagenzahl hergestellt wer-

den, wenn ein Strang aus den erforderlichen Deckfolien und der Trennfolie gleichzeitig mit eingewickelt und so ein spiralförmiger Mutterkondensator hergestellt wird und wenn nach dem Kontaktieren der Stirnflächen die oberste Lage des spiralförmigen Mutterkondensators durch einen Druck in axialer Richtung gegen die Stirnseiten entlang den Trennlagen von den darunterliegenden Lagen gelöst und dann in Einzelkondensatoren zersägt wird. Der Druck in axialer Richtung wird auf einfache Weise durch eine seitliche Führung des spiralförmigen Mutterkondensators auf dem Weg zur Sägevorrichtung bewirkt Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung sehr großer Stückzahlen von gleichartigen Mutterkondensatoren.

Bei Kondensatoren der üblichen Bauart werden je Mutterkondensator etwa hundert bis dreitausend einseitig metallisierte Kunststoffolien benötigt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden etwa zwanzig bis dreizig Doppellagen aus einem metallisierten Kunststoffolienband hergestellt, so daß nur etwa drei bis fünfzig Lagen von Folienpaketen erforderlich sind. Diese Zahlen lassen sich durch Zusammenspulen von zwei oder mehr Folienpaketen auf eine Vorratsrolle weiter reduzieren.

Aufgrund dieser Möglichkeiten ist es vorteilhaft, wenn das Folienpaket bzw. die Folienpakete mit Deckfolien zusammen und nach einer Sammelstrecke als gerader Strang geführt werden, wenn auf dessen Seitenflächen Spritzmetallschichten aufgebracht werden und wenn der gerade Strang dann in Einzelkondensatoren zersägt wird. Auch bei dieser kontinuierlichen Herstellungsweise von Schichtkondensatoren kann die gewünschte Lagenzahl durch Zusammenspulen von Folienpaketen mit unterschiedlichen Lagenzahlen eingestellt werden.

Insbesondere spiralförmige Mutterkondensatoren werden vorteilhaft in einer Vorrichtung hergestellt, welche eine Sammelscheibe enthält, deren Umfangslinie annähernd die Form einer Spirale von einer Windung aufweist.

Zur Führung der Folien, insbesondere zur Herstellung einer Versetzung der Metallschichten der gegenpoligen Beläge, ist es vorteilhaft, wenn eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar vor der Sammelscheibe Führungsstifte enthält, deren Achsen parallel zur Achse der Sammelscheibe bzw. senkrecht zur Achse der davor angeordneten Umlenkrolle verlaufen, und wenn die Führungsstifte seitliche Anschläge aufweisen, die so aufeinander ausgerichtet sind, daß sie die Kondensatorfolien in eine Lage mit gewünschter seitlicher Versetzung zueinander bringen. Aber auch die Stifte nach der Umlenkstrecke (»zweiter Umlenkstift« gemäß S. 2) können allein oder zusätzlich als Führungsstifte mit seitlichem Anschlag ausgeführt sein.

Zur Verfestigung des Folienpakets können Klebemittel oder eine Wärmebehandlung in Verbindung mit Druck eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise auf der Sammelscheibe erfolgen.

'i Beim Zertrennen insbesondere der spiralförmigen Mutterkondensatoren kann die Trennfolie herausgespult werden, oder, wenn es sich um eine einseitig gut haftende Kunststoffolie handelt, am Ring und damit an den Einzelkondensatoren belassen werden und als

H) mechanischer Schutz dienen.

Die Erfindung wird nun beispielsweise anhand von zwei Figuren näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Verfahren schematisch anhand einer Vorrichtung, die eine Sammelscheibe enthält,

F i g. 2 zeigt das Verfahren schematisch anhand einer Vorrichtung, die eine Sammelschiene enthält.

Das metallisierte Kunststoffband 1 wird über eine Umlenkrolle 2 einem Satz von Schneidklingen 3 zugeführt und dadurch in Kondensatorfolien 4 mit der im Kondensator benötigten Breite aufgetrennt. Diese Kondensatorfolien werden über eine Umlenkrolle oder einen Umlenkstift 5 und einen Satz von Umlenkrollen oder Umlenkstif*.en 6 innerhalb der Wendestrecke 14 um 90° gedreht. Die Achsen der Umlenkrollen bzw. Umlenkstifte 6 liegen in einer Richtung, die zu der Achse der Umlenkrolle bzw. des Umlenkstiftes 5 senkrecht steht. Die umgelenkten Kondensatorfolien 4 werden über Führungsstifte 7 alle unter dem gleichen Winkel einer Sammelscheibe 8 zugeführt. Die Führungsstifte 7 weisen Anschläge 13 auf, die die Kondensatorfolien in die gewünschte gegenseitige Lage bringen. Statt dessen oder zusätzlich können die Umlenkstifte 6 als Führungsstifte mit Anschlägen ausgebildet sein. Die Sammelscheibe 8 besitzt eine spiralförmige Umfangslinie 9, die gerade einer Windung entspricht. Eine Trennfolie 11 wird mit den Kondensatorfolien aufgewickelt. Die Trennfolie 11 steht beidseitig über die Köndensatorfolien vor. Dadurch entsteht ein spiralförmiger Mutterkondensator, welcher nach der Stirnkontaktierung mittels dem Schoopschen Metallspritzverfahren in Einzelkondensatoren zertrennt werden kann. Die Trennfolie 11 kann vor dem Aufwickeln zwischen Deckfolien aus Kunststoff eingebettet werden welche nach dem Zertrennen der Mutterkondensatorer an den Einzelkondensatoren verbleiben.

In F i g. 2 werden die Kondensatorfolien 4 mittel! einer Sammelschiene 12 geführt und gegeneinandei gedrückt und so zu einem Folienpaket 10 vereinigt Dieses kann beispielsweise auf Vorratsrollen aufgewikkelt und auf den üblichen Radwickelmaschinen zi Mutterkondensatoren verarbeitet werden. Bei der ir F i g. 2 eingezeichneten Folienabzugsrichtung kann die Sammelschine auch entfallen. Die Stiftreihe odei Rollenreihe 7 dient dann als Sammelstrecke 15, in dei die Folien zu einem Folienpaket vereinigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Stapeloder Schichtkondensatoren, bei dem Mutterkondensatoren von der mehrfachen Länge eines Einzelkondensators hergestellt werden, die auf gereckte und entreckbare Kunststoffolien aufgebrachte Metallschichten der Beläge, die zumindest teilweise gegeneinander seitlich versetzt sind, aufweisen, und bei dem die Seitenflächen der Mutterkondensatoren durch Spritzmetallschichten vollständig bedeckt und dadurch auf jeder Seitenfläche die Metallschichten eines Belages kontaktiert werden und bei dem die Einzelkondensatoren von dem Mutterkondensator is so abgesägt werden, daß durch die Erwärmung beim Sägen die Kunststoffolien im Bereich der Sägekanten entreckt, die Metallschichten dadurch in gegeneinander isolierte Inseln aufgerissen unci so die Beläge voneinander isoliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein metallisiertes Kunststoffband (I) von der mehrfachen Breite des herzustellenden Kondensators in seiner Längsrichtung in Kondensatorfolien (4) von der im Kondensator benötigten Breite geschnitten wird, daß diese Kondensatorfolien (4) jeweils über mindestens eine erste Umlenkrolle oder einen ersten Umlenkstift (5) und mindestens eine zweite Umlenkrolle oder einen zweiten Umlenkstift (6), deren Achsen aufeinander senkrecht stehen, geführt und dabei um 90° gedreht werden, und daß die umgelenkten Kondensatorfolien (4) übereinandergestaffelt und durch eine Sammelscheibe (8) oder eine Sammelstrecke (15) mit oder ohne einer zusätzlichen Sammelschiene (i2) zusammengeführt j5 und gegeneinandergedrückt und dadurch zu einem Folienpaket (tO) vereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienpaket (10) auf einer Sammelscheibe (8) zu mehreren übereinanderliegenden Mutterkondensatoren aufgewickelt wird, daß zwischen übereinanderliegenden Mutierkondensatoren jeweils eine Windung von Trennlagen (11) und erforderlichenfalls Decklagen eingewickelt wird, daß der so gebildete Ausgangskondensator mittels die Stirnseiten des Ausgangskondensators vollständig bedeckenden Spritzmetallschichten stirnkontaktiert wird, daß die Mutterkondensatoren in Umfangsrichtung entlang den Trennlagen voneinander und darauf jeder Mutterkondensator durch Sägeschnitte in radialer Richtung in Einzelkondensatoren zertrennt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Kondensatorbänder (1) in Kondensatorfolien (4) geschnitten werden, daß diese um 90° gedreht und durch dieselbe Sammelscheibe (8) oder Sammelstrecke (15) zusammengeführt, übereinandergelegt und aneinandergedrückt werden, so daß sich ein Folienpaket (10) bildet, welches die Folien von mehreren Kunststoffbändern (1) enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der erhaltenen Kondensatorfolien (4) auf die Sammelscheibe (8) gewickelt, der andere Teil aber über eine Umlenkrolle einer Vorratsrolle oder einer zweiten Sammelscheibe zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Folienpakete (10) zunächst auf Vorratsrollen aufgewickelt und in einem späteren Arbeitsschritt von den Vorratsrollen abgewickelt und zu Mutterkondensatoren verwickelt werden, aus denen dann die Einzelkondensatoren hergestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mehrere Folienpakece (10) auf Vorratsrollen aufgewickelt werden und daß in einem weiteren Arbeitsgang die Folienpakete gleichzeitig von den Vorratsrollen abgewickelt und auf eine Sammelscheibe (8) aufgewickelt werden und dann die Einzelkondensatoren gefertigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelscheibe (8) vor dem Abtrennen des Folienpaketes oder der Folienpakete (10) nach der Bewicklung aus ihrer Wickelstellung herausgeschwenkt wird, daß eine zweite Sammelscheibe (8) in die Wickelstellung eingeschwenkt wird, daß das Folienpaket bzw. die Folienpakete (10) an der bewickelten und an der noch nicht bewickelten Sammelscheibe (8) festgeklemmt werden und daß erst dann der die beiden Sammelscheiben verbindende Abschnitt des Folienpaketes bzw. der Folienpakete (10) abgetrennt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienpaket bzw. die Folienpakete (10) in der für die Kondensatoren erforderlichen Lagenzahl hergestellt werden, daß ein Strang aus den erforderlichen Deckfolien und der Trennfolie (11) gleichzeitig mit eingewickelt und so ein spiralförmiger Mutterkondensator hergestellt wird und daß nach dem Kontaktieren der Stirnflächen die oberste Lage des spiralförmigen Mutterkoiidensalors durch einen Druck in axialer Richtung gegen eine Stirnseite entlang den Trennlagen von den darunterliegenden Lagen gelöst und dann in Einzelkondensatoren zersägt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienpaket bzw. die Folienpakete (10) mit Deckfolien zusammen und nach einer Sammelstrecke (15) als gerader Strang geführt werden, daß auf dessen Seitenflächen Spritzmetallschichten aufgebracht werden und daß der gerade Strang dann in Einzelkondensatoren zersägt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Sammelscheibe (8) enthält, deren Umfangslinie annähernd die Form einer Spirale von einer Windung aufweist.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen der Wendestrecke (14) und der Sammelscheibe (8) bzw. der Sammelstrecke (15) Führungsstifte (7) enthält, deren Achsen parallel zur Achse der Sammelscheibe (8) bzw. senkrecht zur Achse der Umlenkrolle (5) verlaufen, und daß die Führungsstifte (7) seitliche Anschläge (13) aufweisen, die so aufeinander ausgerichtet sind, daß sie die Kondensatorfolien in eine Lage mit gewünschter seitlicher Versetzung zueinander bringen.