DE2915015A1

DE2915015A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines gefalteten und aufgewickelten elektrischen kondensators mit einer metallisierten dielektrischen schicht

Info

Publication number: DE2915015A1
Application number: DE19792915015
Authority: DE
Inventors: Robert Victor Enstrom; Charles Calvin Rayburn
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1979-10-31
Also published as: JPS54142566A; IT1112854B; GB2019463A; FR2423428A1; US4181552A; NL7903140A; GB2019463B; IT7922046A0

Description

ILLINOIS TOOL WORKS INC.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
eines gefalteten und aufgewickelten elektrischen
Kondensators mit einer metallisierten
dielektrischen Schicht

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von aus
einem metallisierten, dielektrischen Bandmaterial gefalteten und aufgewickelten elektrischen Kondensator und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Falten von kontinuierlich zugeführtem Bandmaterial zu mindestens einer Falte.

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Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Falten von unterschiedlichen Materialien entwickelt worden, die jedoch grundsätzlich nicht brauchbar sind zum mehrfachen Längsfalten und Aufwickeln von sehr dünnem und sehr brüchigem Material wie beispielsweise von metallisiertem dielektrischem Material, das zur Herstellung von aufgewickelten elektrischen Kondensatoren verwendet wird. Solch ein metallisiertes dielektrisches Material kann eine Dicke von beispielsweise 0,002 mm bis 0,1 mm oder mehr haben und aus Kunststoff wie beispielsweise Polyäthylen, Polyprotylen und Polycarbonat bestehen. Die metallisierten Elektrodenflächen dieses dielektrischen Materials sind mehrere Male dünner als die sie tragende dielektrische Schicht und können infolgedessen sehr leicht beschädigt werden. Weiterhin ist es bei der Konstruktion eines gefalteten und aufgewickelten Kondensators wichtig, daß im wesentlichen alle Knitterungen eliminiert sind, so daß der Faltprozess sehr vorsichtig durchgeführt werden muß, so daß alle Teile des metallisierten Gebietes nicht entfernt oder beschädigt werden. Die vorliegende Erfindung erreicht dieses Ziel auf relativ einfache und unkomplizierte Weise und ist auch anwendbar zum Falten und Aufwickeln von Materialien für verschiedene andere Anwendungen .

Die Herstellung eines elektrischen Kondensators aus einem metallisierten dielektrischen Material, das gefaltet wird, um eine verbesserte Verläßlichkeit und verbesserte elektrische Eigenschaften zu erhalten, ist bereits in der US-Patentschrift 2 470 826 beschrieben worden. Diese Patentschrift zeigt einen Kondensator, der durch ungeradzahliges Falten in Längsrichtung aus einer zweiseitig metallisierten dielektrischen Schicht hergestellt ist. Das gefaltete dielektrische Material wird hierbei derart aufgewickelt, daß

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ein Kondensatorsegment entsteht, wobei die elektrischen Anschlüsse durch Aufsprühen von Metall gegen die Kanten des aufgewickelten Kondensatorsegmentes erzeugt werden. Der in dieser Patentschrift beschriebene Kondensator ist äußerst günstig, da im wesentlichen die gesamte dielektrische Schicht des Kondensators in dem elektrischen Feld liegt. Dieser Kondensatortyp kann auch ohne die Einfügung zusätzlicher dielektrischen Schichten in den Hauptkörper des Kondensators hergestellt werden, obgleich ein kurzer unmetallisierter dielektrischer Anfangsstreifen und ein schützender dielektrischer Endstreifen vorteilhaft bei diesem Kondensator verwendet werden können, falls dieses gewünscht wird. Während diese Patentschrift einen neuen und verbesserten Typ eines Kondensators beschreibt, ist dort kein Verfahren oder eine Vorrichtung angegeben, durch die solch ein Kondensator in kommerzieller Weise hergestellt werden könnte.

Die australische Patentschrift 159 958 befaßt sich ebenfalls mit der Konstruktion eines gefalteten und aufgewickelten metallisierten Kondensators, bei dem unmetallisierte dielektrische Streifen hinter jeder Palte des Kondensators vorgesehen sind. Der Zweck dieser unmetallisierten Streifen besteht darin, ein Verfahren zum Anbringen von Leitungen an den gefalteten metallisierten dielektrischen Kondensator vorzusehen, so daß, wenn leitendes Material auf die Kanten des Kondensators gesprüht wird, das aufgesprühte Material nicht durch die dielektrische Schicht hindurchdringt und dabei einen Kurzschluß der beiden Elektroden miteinander verursacht. Diese australische Patentschrift zeigt jedoch ebenfalls kein Verfahren und keine Vorrichtung zur Herstellung eines so konstruierten Kondensators außer durch manuelles Falten.

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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Falten von kontinuierlich zugeführtem Bandmaterial zu schaffen, wobei das Bandmaterial sehr dünn und empfindlich sein kann und dieses Verfahren und diese Vorrichtung insbesondere geeignet sind zur Herstellung von gefalteten und aufgewickelten Kondensatoren, wie sie in den genannten Patentschriften oder den deutschen Offenlegungsschriften 28 30 423 und 28 30 471 beschrieben sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht verfahrensgemäß darin, daß das Bandmaterial dergestalt unter Spannung über drehbare Scheiben gezogen wird, deren Anzahl gleich der gewünschten Anzahl von Falten ist, daß sich eine Seite des Bandmaterials fest auf den Umfang der Scheiben legt und so die Falten eingeleitet werden, und das Bandmaterial mit den eingeleiteten aber nicht ausgeführten Falten unter Spannung um einen Teil des Umfanges einer drehbaren Wickelrolle dergestalt geführt wird, daß die Falten an dem Punkt vollendet werden, an dem das Bandmaterial zuerst in Kontakt mit der Wickelrolle kommt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens sieht die Erfindung dabei eine Vorrichtung vor, die sich kennzeichnet, durch eine Einrichtung zum Zuführen des Bandmaterials, eine Anzahl drehbarer Scheiben, die gleich der Anzahl der gewünschten Falten des Bandmaterials ist und über die das Bandmaterial dergestalt unter Spannung ziehbar ist, daß eine Seite des Bandmaterials sich fest auf die Umfange der Scheiben legt und so das Falten einleitet, und eine drehbare Wickelrolle, die mit einem Teil ihres Umfanges das noch nicht endgültig gefaltete Bandmaterial dergestalt aufnehmen kann, daß die Faltung an dem Punkt vollendet wird, an dem das Bandmaterial zuerst mit der Wickelrolle in Kontakt kommt.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Lösungen sind in den Unteransprüchen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Pig. T eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit einer ortsfesten Wickelrolle und einer beweglichen Aufwickelspindel,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit einer ortsfesten Aufwickelspindel und einer zweiten, beweglichen Wickelrolle,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer

erfindungsgemäßen Ausbildung, bei der eine einzige Falte in einem dielektrischen Material gebildet wird,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer

erfindungsgemäßen Ausbildung, bei der

zwei Falten in einem dielektrischen Material

gebildet werden, und

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./la.

Pig. 7 eine schematische Darstellung einer

erfindungsgemäßen Ausbildung, bei der fünf Palten in einem dielektrischen Material gebildet werden, das dann um eine Wickelrolle läuft.

In den Fig. 1 und 2 ist die Vorder- und Seitenansicht einer Maschine dargestellt, mit der ein dünnes, doppelseitig metallisiertes, dielektrisches Material zur Herstellung eines elektrischen Kondensators gefaltet und aufgewickelt werden kann. Die Maschine besteht aus einem Rahmen 10, der die anderen Konstruktionsteile der Maschine trägt. Am oberen Ende des Rahmens befinden sich zwei Arme 12 und 14, die jeweils ein Lagergehäuse 16 bzw. 18 tragen. Die Lagergehäuse 16 und 18 umfassen Lager, die eine Welle 20 aufnehmen, die eine Zuführrolle 22 aus metallisiertem dielektrischem Material trägt. Die rechte Seite der Welle 20 erstreckt sich durch das Lagergehäuse 18 hindurch und trägt eine Riemenscheibe 26. Die Riemenscheibe 26 wirkt zusammen mit einem Strang oder elastischem Schlauch 28, der um sie herumgewunden ist und mit einem Ende an einem Bolzen befestigt ist, der wiederum an dem Rahmen 10 festsitzt. Das andere Ende des Schlauches ist mit einem frei herunterhängenden Gewicht 32 verbunden, durch das eine Spannung auf den Strang oder Schlauch 28 ausgeübt wird. Die auf den Schlauch 28 so ausgeübte Spannung ist groß genug, damit das metallisierte, dielektrische Material von der Zuführrolle 22 in kontinuierlicher und im wesentlichen knitterfreier Weise zugeführt wird. Wenn die Zuführrolle aus metallisiertem, dielektrischem Material entleert ist, wird die Spule 34, auf die es ursprünglich aufgewickelt war, von der Welle 20 entfernt und eine neue Spule und eine neue Rolle aus metallisiertem, dielektrischem Material auf die Welle aufgesetzt.

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Das metallisierte, dielektrische Material läuft nach dem Verlassen der Vorderseite der Zuführrolle 22 hinter und unter einer Führungsrolle 36 hindurch, wie es am besten aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Die Führungsrolle besitzt einen wesentlich geringeren Durchmesser als der ursprüngliche Durchmesser der Zuführrolle 22 und unterstützt das Unterspannunghalten des dielektrischen Materials. Die Führungsrolle 36 wird von Achsen 38, 40 getragen, die wiederum durch vorstehende Ränder 42, 44 gehalten werden, von denen aus sich die Arme 12 und 14 erstrecken. Das metallisierte dielektrische Material von der Zuführrolle 22 wird dann nach dem Passieren der Führungsrolle 36 hoch und gemäß der Ausbildung der Fig. 1 und 2 über drei drehbare Scheiben 46, 48 und 50 gezogen, um so den Faltprozess einzuleiten. Nach dem Ziehen des metallisierten, dielektrischen Materials hoch und über die drehbaren Scheiben 46, 48 und 50 verläuft dieses dann nach unten zwischen voneinander getrennte Führungsrollen 52 und 54, die das dielektrische Material führen aber nicht zwischen sich einklemmen. Die Scheiben 46, 48 und 50 sind in ihren Lagern 56, 58 und 60 frei drehbar. Die beiden äußeren Scheiben 46 und 50 sind bezüglich der zentralen Scheibe unter spitzen Winkeln zu dieser ausgerichtet. Die zentrale Scheibe 48 ist vorzugsweise so positioniert, daß der oberste Punkt 62 (am besten aus Fig. 2 ersichtlich) ihres Umfangs sich über den obersten Punkt 63 des Umfangs der geneigt angeordneten Scheiben 46 und 50 hinauserstreckt. Dies dient dazu, daß das Material, das über jede der Scheiben läuft, zwischen dem Punkt 90 (Fig. 2) und dem Punkt 87 (Fig. 7) gleiche Länge besitzen kann, um so das Falten und Knittern des dielektrischen Materials zu minimalisieren.

Bei dem Kondensator der erwähnten deutschen Offenlegungsschrift 28 30 423 weist die zentrale Falte vorzugsweise

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einen in Längsrichtung verlaufenden, unmetallisierten Streifen auf, der dergestalt hinter der Falte verläuft, daß, wenn metallisches, leitendes Material gegen die Kanten der Falte gesprayt wird, die innere und äußere Elektrode nicht durch durch das dielektrische Material an der Falte durchdringendes Spray kurzgeschlossen wird. Bei der dargestellten Ausbildung erstreckt sich der vorderste Teil 49 der zentralen Scheibe über den vordersten Teil 53 der Scheiben 46 und 50 hinaus, damit die zentrale Falte des Kondensators sich ebenfalls über die beiden anderen Falten eines gem. der genannten Offenlegungsschrift hergestellten Kondensators hinauserstreckt. Der vorderste Teil 49 des Umfangs der zentralen Scheibe 48 könnte bei der dargestellten Maschine deshalb auch auf der gleichen Linie liegen, wie der vorderste Teil 53 der Scheiben 46 und 50, wenn dieses gewünscht wird. Eine Mikrometerschrauben-Einstellvorrichtung 64 ist vorgesehen, die einen Kopf 65 trägt, der gegen einen schwenkbaren Stab 66 drückt, der an einem Schwenkpunkt 67 angelenkt ist und die Scheibe trägt, so daß die vertikale Position dieser zentralen Scheibe akkurat eingestellt werden kann.

Die Winkel, die die Scheiben 46 und 50 gegenüber der zentralen Scheibe 48 aufweisen, können einstellbar sein, sind in dem bevorzugten Äusführungsbeispiel jedoch fest. Der relative Abstand der Scheiben 46 und 50 von der zentralen Scheibe 48 ist jedoch für verschiedene Materialbreiten einstellbar. Der linstellmechanismus für die Scheibe 46 besteht aus einer Mikrometerschrauben-Iinstellvorrichtung 68, die einen Kopf trägt, der gegen einen schwenkbaren Arm 72 drückt, der die Scheibe 46 trägt. In gleicher Weise trägt eine Mikrometerichraüöen-linstellvorriehtung 74 ©inen Kopf 76, der gegen einen schwenkbaren Arm 78 drückt, der die Scheibe 50 trägt, se daß auch dies© ©initellbar ist.

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Di® Führunfirellen 12 und S4 dienen da^u, dai gefaltet© Material ^u führen, wenn ei naeh Virlanen der iebeiban 4β, 48 und SO naeh unten geführt wird. Dien© Führungirollen sind derart voneinander getrennt, daß dai dielektrisehe Material sieh frei gwiaehen ihnen bewegen kann und dabei nieht gugaramengsquetseht wird. Die Führungsrolle 52 ist awisehen Achsen 80 montiert, während die Führungsrolle swisehen identischen (nicht gezeigten) Achsen gelagert ist, wobei jedoch beide dieser Führungsrollen aufgrund der Reibung dee dielektrischen Materials bei dessen Passieren gedreht werden, dabei aber aufgrund ihres¹ relativ weiten Abstandes voneinander keinerlei Faltkraft auf das dielektrische Material ausüben.

Das dielektrische Material legt sich beim Passieren der drehbaren Scheiben 46, 48 und 50 dicht auf diesen fest. Auf diese Weise wird ein akkurater Abstand zwischen den Falten des fertigen Kondensators erreicht. Schmale Bereiche der Kanten 84, 86 des metallisierten dielektrischen Materials überlappen die äußeren Scheiben 46 und 50, wie es in Fig. gezeigt ist, wenn das spezifische in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet wird. Diese Bereiche der Kanten 84 und 86 ergeben eine gleichmäßige,ebene Kante bei dem fertig gefalteten Kondensator, da das dielektrische Material nach dem Passieren der Führungsrollen 52 und 54 unter Spannung um die Wickelrolle 88 mit relativ großem Durchmesser gezogen wird. Genau an dem Punkt 87, an dem das dielektrische Material zuerst in Kontakt mit der Wickelrolle kommt, wird die Faltung des dielektrischen Materials endgültig vervollständigt aufgrund der Spannung die auf das dielektrische Material beim Ziehen um die Wickelrolle 88 ausgeübt wird. Es hat sich gezeigt, daß ein Vervollständigen der Faltung durch Verringerung des Abstandes zwischen den

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Pührungsrollen 52 und 54 und ein tatsächliches Zusammendrücken des Materials dazwischen statt an dem Punkt 87 Knitterungen und Fältelungen in dem dielektrischen Material erzeugt, die um die Wickelrolle 88 herumgetragen werden und infolgedessen in dem fertigen Kondensator auftreten und nachteilig die elektrischen Eigenschaften des fertigen Produktes beeinträchtigen. Es soll auch erwähnt werden, daß der unterste Punkt 90 des ümfangs der Führungsrolle 36 (Fig. 2) unterhalb des obersten Punktes 63 der unter einem Winkel ausgerichteten Scheiben 46 und 50 liegt, so daß, wenn das dielektrische Material nach oben und über die Scheibe gezogen wird, diese Höhendifferenz zwischen dem untersten Punkt der Führungs rolle und den obersten Punkten der Scheiben 46, 48 und 50 dazu dient, das dielektrische Material zu strecken und fest auf den Umfang dieser Scheiben zu legen.

Bevor das dielektrische Material zwischen den Führungsrollen 52 und 54 hindurchläuft, bewegt es sich an zwei Zuführungsrohren 94 und 96 vorbei, die mit einem Lufteinlaß 98 einer (nicht gezeigten) Luftquelle verbunden sind. Diese Kombination von Luftzuführungsrohren 94 und 96 und einer Luftquslie hilft dabei, Runzeln in dsm dielektrischen Material durch Richten ©in©§ Ni©d©rdruek-Gaastrom©§ gegen das Material zu eliminieren, wenn diesei nah© an den Inden der Zuführungsr©hr© 94 und 96 vorbeibewegt wird. Die öffnung des einen 2u£ührungsrohr©§ 94 ist auf dae Gebiet zwischen den Seheiben 46 und 48 gerichtet, während die öffnung des anderen Zu« führungsrohrs 96 auf dai Qebiat zwiiehen d©n Scheiben 48 und §0 gerichtet iit, Die LuftgufühKungi3?ehr© 94 und 9β können a© gekrümmt sein, daß lie, wie in Fig. 2 gereift, leieht aufwärtigeriehtit linö, ed©£ iit können all f©3?ad© E©hre au§- gebildtt iein, die naeh unten auf ©inen Punkt direkt unterhalb der ieheiben, denen lie 2Uf©©i?dnet lind, gesiehtet

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Luftit£©m kann vaffiit^tn v©n sinem Druek v©n wmalgmn !»uftdeuek pa?© Quadrat ζ ©nt isi©.t©£ bii auf unfsflhä? 10Θ ρε© Quateatgiatimmttr. Bieier Betrag de§ Lufttaiek®g £gfc 3©d©eh nieht ©ntiehsidtnd.

das Aufwiekeln dti KeadeniafceEi wird v©rgug§w@ii© sia© k©av©nti©n©lle g©-iehlitzt© Spindel 100 varwandtt. Wen» #is# fmtehlitgte Spind©! bünutzt wird, kann lie g©öf£n©t w#M©ö, \aa das frtis Ind© dei di©l©ktriiehsn Material! v©n äm£ Euführroll© 22 aufiun©hm©n. Die Spindel wird dann gedreht, w& das Aufwickeln d@s Kondensators zu vervollständigen. Bei eiß@r alt©rnativ©n Version kann die Spindel dureh einen Plastik» k©rn ©d©r ©in Röhr ersetzt werden und der Kondensater d£r©Jct auf den Plastikkern aufgewickelt werden, so daß der K#rn in dam fertigen Kondensator verbleibt. Bei der dargestellten Ausführung gem. Fig. 1 und 2 ist die Wickelrolle 88 mit ©in@r Handkurbel 102 verbunden, der eine Anzeigemarkierung 104 zugeordnet ist. Bin Anzeigefinger 106 ist auf einem Bleck montiert, so daß die Bedienungsperson die Anzahl von Windungen verfolgen kann, um die er die Wickelrolle gedreht hat. Eine zweite Zuführungsrolle 108 aus unmetallisiertem dielektrischem Material, die ebenfalls bei der Produktion des Kondensators benutzt werden kann, wird von einem Arm 110 getragen. Material von dieser Zuführrolle 108 kann benutzt werden, um eine Anfangswicklung um die Spindel zu wickeln, damit der Anfangsteil des metallisierten dielektrischen Materials, der darauf aufgewickelt wird, geschützt wird. Zusätzlich kann von der Zuführrolle 108 auch eine äußere, hitzeversiegelbare Schutzschicht zugeführt werden, durch die das aufgewickelte Kondensatorsegment vervollständigt wird.

Bei der Ausbildung gem. den Fig. 1,2 und 3 wickelt die

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Maschine das gewünschte Kondensatorsegment auf, während die Spindel gegen die Wickelrolle 88 gedrückt wird, so daß das metallisierte, dielek^trische Material unter Spannung um die Wickelrolle läuft und in Kontakt mit der Wickelrolle 188 bis zu dem Punkt bleibt, an dem es von der geschlitzten Spindel 100 aufgenommen wird. Die äußere Schicht des dielektrischen Materials, die auf die Spindel aufgewickelt wird, berührt dabei beim Aufwickeln des Kondensators die Wickelrolle 88. Auf diese Weise wird das metallisierte, dielektrische Material immer unter Spannung gehalten und die Bildung von Runzeln und Knitterungen minimalisiert. Bei der Benutzung einer Wickelrolle 88 mit relativ großem Durchmesser wird eine Dickendifferenz zwischen der inneren Schicht des dielektrischen Materials, die in Kontakt mit dem Umfang der Wickelrolle 88 ist, und der äußeren Schicht, die aufgrund der Dicke des aufzuwickelnden dielektrischen Materials eine etwas größere Strecke zu überwinden hat, minimalisiert. Dies eliminiert im wesentlichen den Einfluß dieser Differenz (die als "2irt-Fehler" bekannt ist, wobei t die Dicke der Schicht des dielektrischen Materials angibt) in Längenrichtung auf das metallisierte, dielektrische Material zwischen den Scheiben 46, 48 und 50 und dem Berührungspunkt 87 des Materials mit der Wickelrolle 88. Die Spindel 100 wird während des Aufwickeins durch eine Vorspannungsfeder 112 in Kontakt mit dem Umfang der Wickelrolle 88 gehalten. Somit wird der "2 ΰt-Fehler", der ansonsten bei der Spindel auftreten würde, in den Kondensator hineingewickelt und nicht in Rückwärtsrichtung weitergegeben. Ein Ende der Vorspannungsfeder 112 ist mit einem· an dem Rahmen 10 angebrachten Bolzen 114 befestigt, während das andere Ende mit einem Haken 116 auf einem Schwenkarm verbunden ist, der die Spindel 100 trägt.

Ein Motor 120 zum Antrieb der Spindel 100 ist an der Basis

des Rahmens 10 montiert. Die Wickelrolle 88 wird durch das über sie hinweggezogene dielektrische Material angetrieben. An der Welle 125 des Motors ist eine Riemenscheibe 124 befestigt, durch die ein Riemen 126 angetrieben wird, der wiederum eine Riemenscheibe 128 antreibt, die auf einer Welle 130 befestigt ist, um die der Schwenkarm 118 verschwenkbar ist. Ein zweiter, durch die Riemenscheibe 128 angetriebener Riemen 132 ist sowohl mit einer Spannscheibe 134, die von einem Arm 136 getragen wird, als auch mit einer Führungsrolle 138 gekoppelt, die wiederum die geschlitzte Spindel 100 antreibt. Ein Kurbelmechanismus 133 dient dazu, in konventioneller Weise die Spannung des Riemens 132 zu verstärken oder zu ermäßigen. Eine Steuereinheit 140 ist mit dem Motor 120 verbunden und steuert die Geschwindigkeit des Motors durch Einstellung eines Geschwindigkeitseinstellknopfes 142. Ein Ein/Aus-Schalter 144 ist im unteren Teil der Steuereinheit 140 vorgesehen. Außerdem zeigen dort Anzeigelampen 146 und 148 an, wenn die Maschine in Betrieb ist.

In Fig. 4 ist eine alternative Version dargestellt, bei der die Wirkungsweise der Maschine bis zu dem Punkt 87, an dem das dielektrische Material mit der Wickelrolle 88 in Kontakt kommt, mit der bisher beschriebenen identisch ist. Bei der Ausbildung gem. Fig. 4 ist die geschlitzte Spindel 100 in einer ortsfesten Position montiert, und es wird das unmetallisierte dielektrische Material von der Zuführrolle 108 über Führungsrollen 150, 152 und 154 der geschlitzten Spindel zugeführt. Der Hauptunterschied zwischen den Ausführungen gem. Fig. 4 und Fig. 3 besteht jedoch darin, daß eine zweite Wickelrolle 156 in Fig. 4 benutzt wird, die von zwei verschwenkbaren Armen 158 und 160 getragen wird. Bei dieser Ausbildung verläuft das metallisierte, dielektrische Material

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von der Zuführrolle 22 unter der Wickelrolle 88 hindurch und über die Wickelrolle 156 herüber. Das dielektrische Material von der Wickelrolle 88 wird unter Spannung gehalten, bis es den Punkt erreicht, an dem die Spindel 100 gegen die Wickelrolle 156 gedrückt wird. Bei dieser Ausführung ist eine Vorspannungsfeder 162 mit einem Ende mit einem Bolzen 164 verbunden, der an dem Rahmen 10 befestigt ist, während das andere Ende der Vorspannungsfeder mit einer Verbindung 166 zwischen den Armen 158 und 160 verbunden ist, so daß die Wickelrolle 156 derart gegen die Spindel gedrückt wird, daß die Wickelrolle 156 sich nach rechts bewegt, wenn der Kondensator auf der Spindel 100 aufgewickelt wird, wobei die äußere Schicht des Kondensators in Kontakt mit der Wickelrolle 156 gehalten wird.

Obgleich bei der dargestellten Ausführung gem. den Fig. 1, 2 und 3 drei Scheiben benutzt werden, um einen Kondensator mit drei Falten herzustellen, können auch unterschiedliche Anzahlen von Scheiben verwendet werden, wobei die Faltung an den Scheiben beginnt und an einer Wickelrolle relativ großen Durchmessers vervollständigt wird, um die das gefaltete Material unter Spannung gezogen wird. Beispielsweise kann gem. der Teildarstellung in Fig. 5 lediglich eine einzige Scheibe 48 benutzt werden, wobei danach das metallisierte, dielektrische Material auf seinem Weg zu der (nicht gezeigten) Wickelrolle die beiden Führungsrollen 52 und 54 passiert. Obgleich ein gefaltetet Kondensator mit nur einer einzigen Faltung auch ohne die Benutzung der Scheibe 48 gebildet werden könnte, wurden die Kanten des gefalteten Kondensators dann nicht klar definiert sein und sich frei relativ zueinander während des Wickelprozesses bewegen können. Die Benutzung der Scheibe 58 erlaubt somit, daß das dielektrische Material unter Spannung gehalten und fest auf der Scheibe 48 aufliegen

kann, so daß die zentrale Falte des gefalteten und aufgewickelten Kondensatorsegmentes relativ zu den Kanten des Materials präzise lokalisiert wird. Die Faltscheibe 48 stellt somit eine beachtliche Verbesserung bei der Herstellung von Kondensatoren Verschiedener Typen mit nur einer einzigen Faltung dar, wie beispielsweise bei dem Kondensatortyp gemäß der US-Patentschrift 2 565 301, bei der die Herstellung einer einzigen Faltung ohne Benutzung einer Faltscheibe gezeigt ist, so daß dort wandernde Kanten auftreten können.

Bei der Ausbildung gem. Fig. 6 ist die Scheibe 48 entfernt. Dafür sind aber die unter einem Winkel angeordneten Scheiben

46 und 50 beibehalten worden, so daß ein gefalteter Kondensator gebildet wird, der zwei akkurat lokalisierte Falten entsprechend der Lokalisierung der Scheiben 46 und 50 aufweist. Während bei der Ausbildung gem. Fig. 5 keine Luftzufuhr und die entsprechenden Zuführrohre notwendig sind, könnte bei der Ausbildung gem. Fig. 6 wirksam eine Luftzufuhr und ein einziges Luftzuführungsrohr verwendet werden, das auf das Gebiet zwischen den Scheiben 46 und 50 gerichtet ist.

Bei der Ausbildung gem. Fig. 7 ist dargestellt, wie.die Vorrichtung auf eine ungeradzahlige Anzahl von Faltungen, die größer als drei ist, erweitert werden kann. Dies wird erreicht durch die Hinzufügung von zwei zusätzlichen Scheiben

47 und 51, die unter einem größeren Winkel gegenüber der zentralen Scheibe 48 verlaufen als die Scheiben 46 und 50. Natürlich kann, wenn eine geradzahlige Anzahl von Faltungen, beispielsweise 4, gewünscht wird, die zentrale Scheibe aus der Ausbildung gem. Fig. 7 entfernt werden, um so zu einer anderen Ausbildung der Erfindung zu kommen. Das dielektrische

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Material kommt nach seinem Passieren der Führungsrollen 52 und 54 am Punkt 87 in Kontakt mit der Wickelrolle 88. Bei dieser Ausbildung gem. Fig. 7 können eine Luftzufuhr und Luftzuführungsrohre vorteilhaft verwendet werden, um einen Luftstrom gegen die Oberfläche des dielektrischen Materials zu richten, die zwischen jedem Paar von benachbarten Scheiben 46 und 47, 46 und 48, 48 und 50 und 50 und 51 liegt. Es sei auch bemerkt, daß der oberste Punkt 62 der zentralen Scheibe höher liegt als die obersten Punkte 6 3 der Scheiben 46 und 50, während die Punkte 63 wiederum höher liegen als die obersten Punkte 69 der Scheiben 47 und 51, um so die Länge des Teils des dielektrischen Materials, das über jede der Scheiben läuft, im wesentlichen zwischen den Punkten 90 und 87 gleichzuhalten, wie es weiter vorne bereits erwähnt wurde.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen wird das metallisierte, dielek-'trische Material fest über die drehbaren Scheiben gezogen, so daß es sich sicher auf diesen festlegt, so daß die äußeren Kanten des Kondensatorsegmentes akkurat und kontinuierlich bestimmt werden und eine präzise Lokalisierung der gewünschten Anzahl von Falten beibehalten wird. Die Anordnung aller drehbaren Scheiben auf einer Seite des dielektrischen Materials und dergestalt, daß die äußeren Scheiben unter einem Winkel in bezug auf die Mittellinie des dielektrischen Materials und auf eine zentrale Scheibe, wenn eine solche benutzt wird, angeordnet sind, bewirkt das Falten des dielektrischen Materials in einer sehr kompakten Weise und mit einer Minimalisierung an Oberflächenbeschädigungen der metallisierten Elektrodenflächen des Kondensators. Die dargestellte Maschine gestattet auch die Produktion von Kondensatoren mit einer Anzahl unterschiedlicher Falten, wobei die Maschine modifiziert werden kann, um Kondensator-

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Segmente mit einer unterschiedlichen Anzahl von Palten in einer schnellen und wirksamen Weise herzustellen, indem lediglich die Anzahl der verwendeten Scheiben geändert wird. Weiterhin erlaubt die Einstellvorrichtung der Maschine zum Bestimmen des Vorspringens des oberen Teils der zentralen Scheibe über die oberen Teile der anderen Scheiben eine weitere Wandelbarkeit, wodurch Kondensatoren entweder mit einer zentralen Falte, die in Ausrichtung mit den äußeren Falten des Kondensators ist oder mit einer zentralen Falte hergestellt werden können, die über die äußeren Falten hervorsteht, wie es in der zitierten deutschen Offenlegungsschrift 28 30 423 dargestellt ist.

Aus dem Vorausgehenden ergibt sich, daß einer der Hauptvorteile der Erfindung darin besteht, daß, wenn zwei oder mehr Falten gewünscht werden, die Faltung durch die Anordnung aller Scheiben auf einer Seite des metallisierten, dielektrischen Materials durchgeführt werden kann und deshalb bei der beschriebenen Ausführung irgendwelche Beschädigungen, die auftreten können, auf eine Seite des metallisierten Dielektrikums beschränkt sind. Dieses Merkmal kann offensichtlich von größerem Vorteil sein, wenn andere Materialtypen für andere Anwendungen benutzt werden, bei denen die Beschränkung einer Beschädigung oder einer Abnutzung auf nur eine Seite des Materials von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Vorteil wird erreicht durch das Vorsehen der äußeren Scheiben wie der Scheiben 46, 47, 50 und 51, wobei diese Scheiben paarweise unter Winkeln angeordnet sind, so daß jede Scheibe eines Paares von Scheiben gegenüber der Mittellinie des dielektrischen Materials unter dem gleichen Winkel angeordnet ist. Die Mittellinie des dielektrischen Materials verläuft dabei entlang der Scheibe 48 (Fig. 7) und ist im wesentlichen in Ausrichtung mit dem Punkt 87 auf der Wickelrolle 88. .

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Falten von kontinuierlich zugeführtem Bandmaterial zu mindestens einer Falte, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial dergestalt unter Spannung über drehbare Scheiben gezogen wird, deren Anzahl gleich der gewünschten Anzahl von Falten ist, daß sich eine Seite des Bandmaterials fest auf den Umfang der Scheiben legt und so die Falten eingeleitet werden, und das Bandmaterial mit den eingeleiteten aber nicht ausgeführten Falten unter Spannung um einen Teil des Umfanges einer drehbaren Wickelrolle dergestalt geführt wird, daß die Falten an dem Punkt vollendet werden, an dem das Bandmaterial zuerst in Kontakt mit der Wickelrolle kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar von drehbaren Scheiben verwendet wird, wobei jede Scheibe eines Paares gegenüber der Mittellinie des Bandmaterials zu deren beiden Seiten unter im wesentlichen gleichen spitzen Winkeln ausgerichtet ist, und zusätzlich die Oberfläche des Bandmaterials, die zwischen zwei benachbarten Scheiben liegt, in Richtung auf die Scheiben beaufschlagt wird, wenn das Bandmaterial über die Scheiben läuft.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Materials in Richtung auf die Scheiben durch einen gegen die Oberfläche zwischen den angrenzenden Scheiben gerichteten Niederdruck-Gasstrom bewirkt wird.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Bandmaterial unter Spannung gehalten wird, bis es durch eine drehbare Wickeleinrichtung von im wesentlichen geringerem Durchmesser als dem Durchmesser der Wickelrolle dergestalt aufgenommen wird, daß das gefaltete Bandmaterial nach dem Falten auf die Wickeleinrichtung aufgewickelt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Zuführrolle 22) zum Zuführen des Bandmaterials, eine Anzahl drehbarer Scheiben (46,47,48,50,51),. die gleich der Anzahl der gewünschten Falten des Bandmaterials ist und über die das Bandmaterial dergestalt unter Spannung ziehbar ist, daß eine Seite des Bandmaterials sich fest auf die Umfange der Scheiben legt und so das Falten einleitet, und eine drehbare Wickelrolle (88), die mit einem Teil ihres Umfanges das noch nicht endgültig gefaltete Bandmaterial dergestalt aufnehmen kann, daß die Faltung an dem Punkt (87) vollendet wird, an dem das Bandmaterial zuerst mit der Wickelrolle (88) in Kontakt kommt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Paar drehbarer Scheiben (46,50 bzw. 47,51) vorgesehen ist, wobei jede Scheibe eines Paares gegenüber der Mittellinie des Bandmaterials zu deren beiden Seiten unter im wesentlichen gleichen spitzen Winkeln ausgerichtet ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Beaufschlagungseinrichtungen (Zuführungsrohre 94,96) vorgesehen sind, die die Oberfläche des Bandmaterials, die zwischen aneinandergrenzenden Scheiben liegt, in Richtung auf die Scheiben beaufschlagen, wenn das Bandmaterial über die Scheiben läuft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, ■ daß die BeaufSchlagungseinrichtungen Einrichtungen (Zuführungsrohre 94,96) umfassen, die einen Niederdruck-Gasstrom gegen die Oberfläche zwischen aneinandergrenzenden Scheiben richten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Scheibe (48) vorgesehen ist, die im wesentlichen parallel zu der Mittellinie des· Bandmaterials ausgerichtet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Aufrechterhalten einer Spannung in dem Bändmaterial vorgesehen sind, die eine derartige drehbare Aufwickeleinrichtung (Spindel 100) umfassen, die das freie Ende des Bandmaterials empfängt und einen geringeren Durchmesser als die Wickelrolle (88) besitzt, daß das gefaltete Bandmaterial auf die sich drehende Aufwickeleinrichtung unter Spannung aufgewickelt wird, nachdem die Faltung vollendet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß Führungseinrichtungen (Führungsrollen 52,54) zwischen den Scheiben (46,47,48,50,51) und der Wickelrolle (88) angeordnet sind, die das Bandmaterial aufnehmen, aber die eingeleitete Faltung noch nicht vervollständigen.

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•I.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch zumindest ein Paar drehbarer Scheiben, deren jede gegenüber der Mittellinie des Bandmaterials zu deren beiden Seiten unter im wesentlichen gleichen spitzen Winkeln ausgerichtet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Scheiben (46,47,48,50,51) im Hinblick auf alle anderen Scheiben so angeordnet ist, daß sichergestellt ist, daß die Längen der Abschnitte des Bandmaterials, die über jede der Scheiben laufen, im wesentlichen gleich sind zwischen der Zuführungseinrichtung (Zuführrolle 22) und dem Punkt (87) auf der Wickelrolle (88), an dem das Bandmaterial zuerst mit der Wickelrolle in Kontakt kommt, und wobei die Anordnung der Scheiben dadurch durchgeführt ist, daß jedes Paar der Scheiben zu jedem anderen Paar der Scheiben und zu der zentralen Scheibe (48) versetzt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Scheibe (48) relativ zu allen anderen Scheiben (46,47,50,51) dergestalt versetzt ist, daß eine zentrale Falte in dem Bandmaterial gebildet wird, die über die anderen Falten des Bandmaterials hervorsteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Spannung in dem Bandmaterial vorgesehen ist, die eine drehbare Wickeleinrichtung (Spindel 100) umfaßt, die das freie Ende des Bandmaterials aufnimmt, einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Wickelrolle (88) besitzt und das gefaltete Bandmaterial unter Spannung nach Vervollständigung der Falten aufwickelt.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben (46,47,48,50,51) und der Wickelrolle (88) eine Führungseinrichtung (Führungsrollen 52,54) angeordnet ist, die das Bandmaterial aufnimmt aber nicht die eingeleitete Faltung vollendet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beaufschlagungseinrichtung (Zuführungsrohre 94,96) vorgesehen ist, die die Oberfläche des Bandmaterials, die zwischen irgendwelchen der aneinandergrenzenden Scheiben liegt, in Richtung auf die Scheiben beaufschlagt, wenn das Bandmaterial über die Scheiben läuft.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungseinrichtung Einrichtungen (Zuführungsrohre 94,96) umfaßt, die einen Niederdruck-Gasstrom gegen die Oberfläche zwischen den aneinandergrenzenden Scheiben richtet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Mikrometerschrauben-Einstellvorrichtung (68,74) zum Einstellen des Abstandes zwischen den Scheiben eines Scheibenpaares vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Mikrometerschrauben-Einstellvorrichtung (64) zum unabhängigen Einstellen des Punktes (62) auf dem umfang der zentralen Scheibe (48), der das Bandmaterial berührt, relativ zu den Punkten (63) auf den Umfangen der Scheiben (47,46,50,51) der Paare von Scheiben, die das Bandmaterial berühren, vorgesehen ist.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Scheiben (46,47,48,50,51) gegenüber allen anderen Scheiben so angeordnet ist, daß sichergestellt ist, daß die Längen der Teile des Bandmaterial, die über die Scheiben laufen, zwischen der Zuführungseinrichtung und dem Punkt (87) auf der Wickelrolle (88), an dem das Bandmaterial zuerst die Wickelrolle berührt, gleich sind, wobei diese Anordnung der Scheiben durch Versetzen jedes Paares von Scheiben gegenüber jedem anderen Paar von Scheiben und von der zentralen Scheibe (48) erreicht wird.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Scheibe (48) relativ zu allen anderen Scheiben (46,47,50,51) dergestalt versetzt ist, daß eine zentrale Falte in dem Bandmaterial gebildet wird, die über die anderen Falten des Bandmaterials hinausragt .

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