DE2943671C2

DE2943671C2 - Verfahren zum Verfestigen des Wickels bei der Herstellung von Wickelkondensatoren

Info

Publication number: DE2943671C2
Application number: DE19792943671
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 5208 Eitorf Wettgen
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2943671A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen des Wickels bei der Herstellung von Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus einer thermoplastischen Kunststoffolie, deren Längsränder die Kondensatorbeläge an den Wickelstirnseiten überragen, bei dem durch gleichzeitige Einwirkung von Druck und Temperatur die Lagen der Kunstoffolie und die über die Beläge überstehenden Folienränder miteinander verschweißt werden.

Dieses Verfahren findet vorzugsweise Anwendung für die Herstellung von hochspannungsfesten Kondensatoren.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung formbeständiger Flachwickelkondensatorenelemente mit einem Dielektrikum aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die dielektrischen Bänder mit den aus selbständigen Metallfolien oder aus auf den Bändern aufgebrachten Metallisierungen bestehenden Belägen auf einen verformbaren Hohldorn zunächst aufgewikkelt werden, wonach der Wickel zwischen Druckkörpern, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, flach gepreßt und innerhalb der Preßvorrichtung einer solchen Erwärmung ausgesetzt wird, daß eine Verschweißung der aufeinanderliegenden Kunststoffteile erfolgt (DE-PS 8 92 325). Bei diesem bekannten Verfahren wird zwar eine Verschweißung der aufeinanderliegenden Kunststoffteile angestrebt, es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Ziel an den Rändern der Kunststoffbänder nur unvollkommen erreicht wird, da hier der Druck der Preßvorrichtung wegen der hier fehlenden Metallschichten der Beläge nicht ausreichend ist.

Bekannt ist weiter ein Verfahren zur Herstellung formbeständiger Flachwickelkondensatorenelemente mit einem Dielektrikum aus Kunststoff, bei dem die dielektrischen Bänder mit den aus selbständigen Metallfolien oder aus auf den Bändern aufgebrachten Metallisierungen bestehenden Beläge zunächst zu einem Rundwickel aufgewickelt werden und dann bei der nachfolgenden Flachpressung, vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung, die dielektrischen Bänder ohne Verwendung eines Klebemittels mittelbar oder unmittelbar, mindestens teilweise über die gesamte Fläche zur ίο Haftung miteinander gebracht werden (DE-PS 8 98 477).

Zu diesem bekannten Verfahren wird in der genannten Patentschrift zugegeben, daß die dielektrischen Bänder nur zu einer Haftung miteinander gebracht werden können, eine Verschweißung ist hier nicht angesprochen.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines flachen elektrischen Wickelkcndensatorkörpers, dessen dielektrische Zwischenlagen aus Kunststoffolien bestehen und der in bekannter Weise zunächst als Rundwickelkörper hergestellt und durch Pressen in die gewünschte flache Form übergeführt wird, bei dem vor dem Flachpressen Maßnahmen vorgesehen werden, die ein oberflächliches Aneinanderhaften der aufeinanderliegenden Wickelwindungen herbeiführen (DE-PS 8 98 483).

Auch bei diesem bekannten Verfahren wird nur von einem oberflächlichen Aneinanderhaften der Windungen gesprochen. Die in dieser Schrift weiter genannten Maßnahmen reichen aber erfahrungsgemäß nicht aus, um insbesondere an den die Beläge überragenden Bandrändern eine durchgehende, die Kanten der Beläge sicher von der Umwelt abschließende Verschweißung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen Weg zur Herstellung von hochspannungsfesten Kondensatoren anzugeben, bei dem das Dielektrikum aus der langen Reihe von thermoplastischen Kunststoffen frei gewählt werden kann, bei dem

■to Lufteinschlüsse im Wickel insbesondere an den Kanten der Kondensatorbeläge sicher vermieden werden können und somit die Teilentladungs-Eigenschaft der Kondensatoren verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kondensatorwickel in eine druckfeste Form eingelegt wird, deren Dimensionen so an die des nicht erwärmten Wickels angepaßt sind, daß die Form allseitig an diesem anliegt, daß dann der Wickel in der Form auf eine wenig unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoff-Bandes liegende Temperatur aufgeheizt und dadurch gleichzeitig infolge der Behinderung seiner temperaturbedingten Ausdehnung durch die Form unter Druck gesetzt wird, daß der Wickel in der Form gelassen wird, bis unter der Temperatur- und Druck-Einwirkung die Lagen der Kunststoffolien und die überstehenden Folienränder miteinander verschweißt sind, und daß schließlich der Wickel abgekühlt und aus der Form entnommen wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Werkstoffwahl des Dielektrikums ausschließlich nach elektrischen und kostenmäßigen Gesichtspunkten erfolgen kann. Die Evakuierung der Form vermindert die Möglichkeit von eventuellen Lufteinschlüssen noch weiter.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher

beschriebea Es zeigt

F i g. 1 einen Kondensatorwickel,

F i g. 2 eine am Wickel allseitig anliegende Form.

In F i g. 1 ist ein Kondensatorwickel 1 schematisch dargestellt Er besteht aus zwei leitenden Schichten 2a und 26, zweier Beläge, die aus Metallfolien bestehen können. Die leitenden Schichten 2a und 2b der Beläge können aber auch aus auf die Kunststoffolien 3a und 3b aufgedampften, leitenden Schichten bestehen. Die Kunststoffolien 3a und 3b überragen die leitenden Schichten la und 2b an beiden Enden des Wickels 1 um die Bereiche 4a und Ab. Auf eine Darstellung der Anschlüsse für die Beläge wurde verzichtet, da sie frei wählbar sind.

In Fig.2 ist eine druckfeste Form 5 schematisch dargestellt, deren Innenwand den eingelegten Kondensatorwickel 1 allseitig anliegend umschließt. Die Form 5 besteht im Beispiel aus dem Formkörper 5a und dem Deckel 5b. Der vom Wickeln herrührende Hohlraum in der Längsachse des zylindrischen Wickels 1 ist durch einen eingelegten Dorn 6 ausgefüllt Diese Art der den Wickel 1 allseitig anliegend umschließenden Form ist vorwiegend für zylinderförmige Kondensatorwickel 1 geeignet Wird in der geschlossenen Form 5 der Kondensatorwickel 1 aufgeheizt so entsteht durch die temperaturbedingte Ausdehnung des Kondensatorwikkels 1 ein Überdruck in der Form 5. Die Lagen der Kunststoffolien und die die leitenden Schichten der Beläge überragenden Ränder 4 der Kunststoffolien werden dabei zusammengepreßt und verschweißen miteinander beim Erreichen der notwendigen Tempera-ο tür des betreffenden Kunststoffes.

Zur Anwendung können praktisch alle thermoplastischen Kunststoffe wie PE, PP, PC, PETP usw. kommen. Die Einhaltung der den einzelnen Kunststoffen entsprechenden Temperaturen in der Form ist relativ unkritisch.

In der geschilderten Weise hergestellte Wickelkondensatoren weisen wesentlich verbesserte Eigenschaften in bezug auf die Durchschlagsfestigkeit und den Einsatz von Teilentladungen auf. Die Ursache dafür ist darin zu sehen, daß die Ränder der Schichten der Beläge an denen überhöhte Feldstärken auftreten, hohlraumfrei in den Isolierstoff eingebettet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verfestigen des Wickels bei der Herstellung von Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus einer thermoplastischen Kunststoffolie, deren Längsränder die Kondensatorbeläge an den Wickelstirnseiten überragen, bei dem durch gleichzeitige Einwirkung von Druck und Temperatur die Lagen der Kunststoffolie und die über die Beläge überstehenden Folienränder miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator-Wickel (1) in eine druckfeste Form (5) eingelegt wird, deren Dimensionen so an die des nicht erwärmten Wickels angepaßt sind, daß die Form (5) allseitig an diesem anliegt, daß dann der Wickel (1) in der Form (5) auf eine wenig unterhalb des Schmelzpunktes der Kunststoffolie (3) liegende Temperatur aufgeheizt und dadurch gleichzeitig infolge der Behinderung seiner temperaturbedingten Ausdehnung durch die Form (5) unter Druck gesetzt wird, daß der Wickel (1) in der Form (5) gelassen wird, bis unter der Temperatur- und Druck-Einwirkung die Lagen der Kunststoffolie und die überstehenden Folienränder (4) miteinander verschweißt sind, und daß schließlich der Wickel (1) abgekühlt und aus der Form (5) entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (5) mit dem eingelegten Wickel (1) vor und während des Aufheizvorganges evakuiert wird.