-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
-
gewickelten Elektrolytkondensatoren mit jeweils wenigstens zwei Anschlußfahnen
pro Anoden- und Kathodenfolie. Ferner ist die Erfindung auf einen insbesondere nach
diesem Verfahren hergestellten Elektrolytkondensator gerichtet.
-
Elektrolytkondensatoren mit jeweils wenigstens zwei Anschlußfahnen
pro Anoden- und Kathodenfolie werden insbesondere dann verwendet, wenn sehr große
Kapazitäten benötigt werden, um beispielsweise innerhalb kürzester Zeit sehr hohe
Stromstärken bereitstellen zu können. Ein typischer Fall der Verwendung derartiger
Elektrolytkondensatoren liegt bei Hochleistungs-Netzteilen vor, wie sie beispielsweise
in Rechnern verwendet werden.
-
Von derartigen Elektrolytkondensatoren großer Kapazität muß ein sehr
kleiner Verlustfaktor sowie ein sehr kleiner Reihenwiderstand gefordert werden,
da es sonst nicht möglich ist, die kurzzeitig geforderten, sehr hohen Stormstärken
oder eine hohe Wechselstrombelastbarkeit zu erreichen.
-
Es ist bekannt, zum Zwecke der Erzielung eines geringen Verlustfaktors
und eines geringen Scheinwiderstandes eine Doppel- bzw. auch eine Mehrfachbefahnung
von Anoden- und Kathodenfolie vorzunehmen, da sonst im Falle der Eihfachbefahnung
der erzielbaren Kapazität dadurch Grenzen gesetzt sind, daß sich eine solche Anordnung
ab einer bestimmten Folienlänge, die etwa 12 m beträgt, wie ein Kettenleiter verhält
und damit eine weitere Erhöhung der Kapazität nicht mehr möglich ist. Außerdem werden
bei Einfactlbefahntng die Verlustfaktorwerte unzulässig hoch.
-
Nachteilig bei der bekannten Doppel- bzw. Mehrfachbefahnung ist neben
der aufwendigen und zeitraubenden Wickeltechnik vor allem, daß die zwecks Vermeidung
von Kurz schlüssen und zur weiteren Handhabung der Kondensatoren außerordentlich
bedeutsame
deckungsgleiche Anordnung der gleichpoligen Anschlußfahnen nicht oder zumindest
nicht mit wirtschaftlich tragbarem Aufwand erreichbar ist, da unvermeidliche Dicketoleranzen
von Folie und Papier zu einem seitlichen Versatz der Austrittsstellen der Anschlußfahnen
an der Wickelstirnseite führen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung
von gewickelten Eletrolytkondensatoren mit jeweils wenigstens zwei Anschlußfahnen
pro Anoden-und Kathodenfolie zu schaffen, das einfach und mit einem Minimum an Wickelzeit
durchführbar ist und sicherstellt, daß die gleichpoligen Anschlußfahnen versatzfrei
aus dem fertigen Wickel ragen und damit eine problemlose und rationelle Montage
gewährleisten.
-
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß vor Beginn
des Wickelvorgangs ein Wickelband mit einer der Anzahl oder der halben Anzahl der
ingesamt vorgesehenen Anschlußfahnen entsprechenden Anzahl von Anoden- und Kathodenfolien
und einer Länge gebildet wird, die dem der Anzahl oder der halben Anzahl der Anschlußfahnen
entsprechenden Bruchteil der sich bei Verwendung von nur zwei Folien ergebenden
Länge entspricht, und daß der Wickelvorgang, z.B. beim Wickelwechsel, nur einmal
oder zweimal unterbrochen und dabei jede Folie mit einer Anschlußfahne kontaktiert
wird.
-
Der Grundgedanke der Erfindung besteht demgemäß darin, statt eines
aus Anode-Papier-Kathode-Papier bestehenden Wickelbandes mit je wenigstens zwei
Anschlußfahnen für Anoden- und Kathodenfolie ein im Falle von zwei Anschlußfahnen
je Folie halb so langes Wickelband mit der Schichtung Anode-Papier-Kathode-Papier-Anode-Papier-Kathode-Papier
zu verwenden und zu einem Wickel zu verarbeiten, wobei in diesem Fall jede der beiden
Anodenfolien und der beiden Kathodenfolien nur jeweils eine Anschlußfahne erhält,
die
bei der einmaligen Unterbrechung des Wickelvorgangs angebracht
werden. Durch die doppelte Dicke des Wickelbandes bei halbierter Bandlänge ergibt
sich dabei der gleiche Wickeldurchmesser.
-
Besonders vorteilhaft ist es, daß das Grundprinzip der Erfindung auch
im Falle von sehr großen Wickeldurchmessern verwendbar ist. Dabei kann während einer
weiteren Unterbrechung des Wickelvorgangs je Folie eine zweite Anschlußfahne angebracht
werden. Die Länge der Folien entspricht dabei dem der halben Anzahl der Anschlußfahnen
entsprechenden Bruchteil derjenigen Länge eines Wickelbandes, die bei Verwendung
von nur zwei Folien vorgesehen werden müßte.
-
Die Anschlußfahnen werden während der einmaligen oder zweimaligen
Unterbrechung des Wickelvorganges nur geringfügig zueinander versetzt mit den jeweiligen
Folien verbunden, wobei der sich aus dieser gegenseitigen Versetzung ergebende Abstand
so gewählt wird, daß die Anschlußfahnen im fertigen Wickel zumindest im wesentlichen
versatzfrei zueinander liegen. Dies stellt einen ganz wesentlichen Vorteil der-Erfindung
dar, weil nach einer einmaligen Justierung der Einrichtungen zur Kontaktierung von
Folie und Anschlußfahne an einer hierfür ausgelegten Wickelmaschine trotz Schwankungen
der Bandstärkeder versatzfreie Austritt der Anschlußfahnen reproduzierbar sichergestellt
bleibt.
-
Das Anbringen der Anschlußfahnen erfolgt vorzugsweise durch Kaltpreßschweißen
während der Totzeit beim Wickelwechsel, so daß eine Unterbrechung des normalen Wickelvorganges
nicht notwendig ist.
-
Ein Elektrolytkondensator nach der Erfindung zeichnet sich vor ailem
dadurch aus, daß die jeweils den Anodenfolien zugeordneten Anschlußfahnen und die
jeweils den Kathodenfolien zugeordneten Anschlußfahnen innerhalb der gleichen Windung
des Wickels gelegen sind. Vorzugsweise sind dabei die den
polaritätsgleichen
Folien zugeordneten Anschlußfahnen radial ausgerichtet und dicht hintereinander
angeordnet. Damit werden versatzbedingte Kurzschlüsse mit Sicherheit ausgeschlossen,
und außerdem wird die Verarbeitung der Kondensatoren, bzw. deren rationelle Montage
erleichtert bzw. verbessert.
-
Durch die erfindungsgemäße Doppel- bzw. Mehrfachbefahnung wird bei
im Vergleich zu herkömmlichen Elektrolytkondensatoren gleicher Höhe eine wesentliche
Erhöhung der realisierbaren Kapazität erreicht, die bis zu 0,5 F betragen kann und
somit eine Ausweitung des bisher zur Verfügung stehenden Kapazitätsgebietes erbringt.
Außerdem wird durch den erheblich reduzierten Verlustfaktor die Wechselstrombelastbarkeit
stark erhöht.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert;
in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
herkömmlichen Doppelbefahnung eines Elektrolytkondensators, Fig. 2a eine Stirnansicht
eines fertiggewickelten Kondensators mit sich in Sollage befindenden Anschlußfahnen
gemäß herkömmlicher Wickeltechnik, Fig. 2b eine Stirnansicht eines fertigen Kondensators
mit versetzten Anschlußfahnen gemäß Istzustand nach herkömmlicher Wickeltechnik,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Wickel- und Befahnungsverfahrens
nach der Erfindung, Fig. 4 eine schematische Stirnansicht eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren gewickelten Kondensators mit definierter Lage der Anschlußfahnen, Fig.
5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei jedoch zwei Anschlußfahnen je
Folie vorgesehen sind, und
Fig. 6 eine der Darstellung nach Fig.
4 entsprechende Stirnansicht eines Wickels bei Verwendung von zwei Anschlußfahnen
je Folie.
-
Nach Fig. 1 wird gemäß bisheriger, bekannter Wickeltechnik ein Wickel
1 mit Doppelbefahnung in der Weise hergestellt, daß unter mehrmaligem Anhalten des
Wickelvorgangs sowohl die Anodenfolie 3 als auch die Kathodenfolie 4, welche durch
Papierlagen 3 voneinander getrennt sind, mit jeweils zwei Anschlußfahnen 5, 6 bzw.
7, 8 kontaktiert wird. Durch Vorgabe von bestimmten Abständen zwischen den Anschlußfahnen
wurde versucht, den in Fig. 2a gezeigten Sollzustand bezüglich der Lage der Anschlußfahnen
zu erreichen, d.h. einen Zdstand zu erreichen, bei dem die polaritätsgleichen Folien
zugeordneten Anschlußfahnen radial ausgerichtet hintereinander liegen und die polaritätsverschiedenen
Anschlußfahnen einen definierten gegenseitigen Abstand aufweisen.
-
Aufgrund unvermeidlicher Dicketoleranzen von Anode und Kathodenfolie
sowie Papierlagen läßt sich dieser Sallzustand jedoch auch bei sorgfältigster Wickeltechnik
praktisch nicht erreichen, sondern es wird stets der in Fig. 2b gezeigte Istzustand
erhalten, bei dem die Anschlußfahnen, 5, 6, 7, 8 im Wickel 1 gegeneinander mehr
oder weniger zufällig versetzt sind.
-
Daß daraus einerseits die Gefahr von Kurzschlüssen resultiert und
andererseits die Weiterverarbeitung des Kondensators erschwert wird, ist offensichtlich.
-
Wie die Fig. 3 zeigt, wird gemäß der Erfindung anstelle eines langen
Wickelbandes, bestehend aus Anode-Papier-Kathode-Papier im Vergleich zu der bekannten
Anordnung nach Fig. 1 bei gleicher Anzahl von Anschlußfahnen nur noch ein halb so
langes Wickelband mit der Schichtung Anode 2 - Papier 3 -Kathode 4 - Papier 3 -
Anode 2 - Papier 3 - Kathode 4 - Papier 3 verwendet und zu einem Wickel 1 verarbeitet,
wobei nunmehr jede der zwei Anodenfolien und zwei Kathodenfolien jeweils nur
noch
eine Anschlußfahne 5, 6 bzw. 7, 8 erhält. Durch die doppelte Banddicke bei halbierter
Bandlänge ergibt sich jedoch der gleiche Wickeldurchmesser.
-
Das Anbringen der Anschlußfahnen 5, 6, 7, 8 an den Anoden-und Kathodenfolien
erfolgt während des vorzugsweise zum Zwecke des Wickelwechsels dienenden Anhaltens
des Wickelvorgangs, d.h. daß alle Anschlußfahnen während des einmaligen Unterbrechens
des Wickelvorgangs mit den zugehörigen Folien verbunden werden, und zwar in einer
genau definierten Relativlage, die ausschlaggebend dafür ist, welche Endlage die
Anschlußfahnen im fertigen Wickel einnehmen.
-
Da aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen alle Anschlußfahnen praktisch
innerhalb der gleichen Windung des Wickels 1 gelegen sind, wirken sich Dickentoleranzen
von Folien und Papier in keiner Weise aus, und es gelingt, die Anschlußfahnen in
die in Fig. 4 gezeigte Ideallage zu bringen, bei der die den polaritätsgleichen
Folien zugeordneten Anschlußfahnen 5, 6 bzw. 7, 8 radial ausgerichtet und dicht
hintereinander angeordnet sind. Die polaritätsgleichen Anschlußfahnen 5, 6 bzw.
7, 8 sind untereinander nur noch durch die Banddicke getrennt, wodurch die Weiterverarbeitung
des Kondensators ganz wesentlich erleichtert wird und die Gefahr von Kurzschlüssen
offensichtlich ausgeschaltet ist.
-
Die schematische Darstellung nach Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße
Herstellung eines Wickels mit sehr großem Durchmesser, wobei im Gegensatz zu der
anhand der Fig 3 geschilderten Verfahrensweise pro Folie zwei Anschlußfahnen verwendet
und die Kontaktierungsvorgänge während eines zweimaligen Anhaltens des Wickelvorganges
durchgeführt werden. Während des ersten Anhaltens des Wickelvorgangs werden die
Anschlußfahnen 5, 6, 7 und 8 und während des zweiten Anhaltens des Wickelvorgangs
die Anschlußfahnen 9, 10, 11 und 12 angebracht.
-
In gleicher Weise wie dies bereits für die Anschlußfahnen 5, 6, 7
und 8 geschildert worden ist, werden auch die Anschlußfahnen 9, 10, 11 und 12 relativ
zueinander versetzt angeordnet, und zwar in einer genau definierten Relativlage,
so daß auch die zweite Gruppe von Anschlußfahnen 9, 10, 11 innerhalb einer gleichen
Windung des Wickels 1 gelegen sind und damit in die in Fig. 6 gezeigte Ideallage
gebracht werden, bei der die den polaritätsgleichen Folien zugeordneten Anschlußfahnen
5, 6 bzw. 7, 8 und auch die Anschlußfahnen 9, 10 bzw. 11, 12 radial ausgerichtet
und dicht hintereinander angeordnet sind.