DE3640458C1 - Verfahren zum Herstellen von elektrischen Schichtkondensatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Schichtkondensatoren, bei welchem ein Ausgangskondensator mit mehreren übereinandergewickelten Mutterkondensatorringen großen Durchmessers aus einer oder mehreren Kondensatorfolien gewickelt wird und zwischen den je­ weils aufeinander folgenden Mutterkondensatorringen ein Schichtpaket aus wenigstens einer inneren Deckfolie, wenigstens einer äußeren Deckfolie und einem zwischen den Deckfolien liegenden Trennband, vorzugsweise aus Metall, ohne Abtrennen der Kondensatorfolie eingewickelt wird.

Nach dem Wickeln des Ausgangskondensators wird dieser mit äußeren Fixier­ lagen umwickelt, von der Wickeltrommel heruntergenommen, einer Wärme­ behandlung unterzogen, bei der der Ausgangskondensator vorzugsweise radial von außen und innen zusammengepreßt wird, und dann an beiden Stirnflächen schoopiert. Danach werden die Mutterkondensatorringe, ggf. nach radialem Durchtrennen des Ausgangskondensators, entlang der vorzugsweise über die Stirnflächen des Ausgangskondensators beidseitig vorstehenden Trennbänder voneinander getrennt und zu Einzelkondensatoren zersägt.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs erwähnten DE-OS 24 24 368) hat das Schichtpaket eine Länge, die etwas weniger als eine Windung beträgt, so daß zwischen Anfang und Ende des Schichtpaketes ein Zwischen­ raum verbleibt, durch den die Kondensatorfolie bzw. -folien von dem vom Schichtpaket umgebenen Mutterkondensator hindurchgeführt und über dem Schichtpaket weitergewickelt wird bzw. werden. Dadurch ist es nicht er­ forderlich, die Kondensatorfolie bzw. -folien nach jedem Wickeln eines Mutterkondensators abzutrennen und über dem Trennband neu anzuwickeln.

Das Schichtpaket, welches die für die angrenzenden Mutterkondensatoren er­ forderlichen Deckfolien und das zwischen diesen liegende Trennband enthält, welches zumeist ein Stahlband ist, ist wesentlich dicker und steifer als die Kondensatorfolien. Beispielsweise beträgt die Dicke der Kondensatorfolien 1,5 bis 4 µm, die der Deckfolien 4 bis 5 µm und die des Stahlbandes 10 µm. Hier­ durch besteht die Gefahr, daß das Deckfolienpaket, wenn es zum Aufbauen des nächstfolgenden Mutterkondensatorringes mit den Kondensatorfolien überwickelt wird, nicht fest genug eingewickelt wird. Als Ergebnis wird die Stabilität des beispielsweise mit einer Dicke von 4 bis 6 cm bei einem Außendurchmesser von 80 cm verhältnismäßig dünnen Ausgangskondensators beeinträchtigt, so daß bei dessen weiterer Verarbeitung insbesondere dann, wenn er radial von innen und außen zusammengepreßt wird, die verhältnismäßig glatten Kondensatorfolien seitlich gegeneinander verrutschen können.

Um das feste Einwickeln des Deckfolienpaketes zu begünstigen, kann nach einem weiteren bekannten Vorschlag (DE-PS 30 15 678) unter zumindest die letzte Lage der Kondensatorfolien eines Mutterkondensators eine Zusatzfolie eingeführt und mit erhöhtem Wickelzug eingewickelt werden. Dadurch soll das unter die Zusatzfolie phasenverschoben eingeführte Schichtpaket von der Zusatzfolie, die mit der Kondensatorfolie durch den Zwischenraum zwischen dem Anfang und dem Ende des Schichtpakets hindurchgeführt und über dem Schichtpaket um mehr als eine Windung weitergewickelt wird, unter dem er­ höhten Wickelzug eng gegen den Umfang des darunter liegenden Mutter­ kondensators gezogen werden. Durch das Ändern des Wickelzuges für das Einwickeln der Zusatzfolie wird jedoch der Steueraufwand vergrößert. Außerdem verbleiben über dem Trennband und der darüberliegenden Deck­ folie wenigstens zwei Lagen aus der Zusatzfolie mit dazwischen liegenden Kondensatorfolien, was für die fertigen Schichtkondensatoren nachteilig sein kann. Überdies ist die Stabilität des Ausgangskondensators durch das Vor­ handensein der Lücken zwischen dem Anfang und dem Ende des Schicht­ paketes immer noch beeinträchtigt.

Durch die Erfindung nach dem Hauptpatent wird zur Verbesserung der Stabilität des Ausgangskondensators gegen ein seitliches Verrutschen der Kondensatorfolien bei der Weiterverarbeitung bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art das Schichtpaket mit einer wesent­ lichen Überlappung seiner Endabschnitte eingewickelt.

Hierdurch werden die Endabschnitte des Schichtpaketes beim Wickeln im Überlappungsbereich eng gegeneinandergezogen, so daß von dem eingewickel­ ten Schichtpaket ein geschlossener Ring gebildet wird, der zu einer wesentli­ chen Verbesserung der Stabilität des Ausgangskondensators für dessen Wei­ terverarbeitung führt, wodurch ein Abbrechen der Schoopierschichten und vorher ein Brechen des Ausgangskondensatorringes bei der Wärmebehandlung selbst dann unterbleiben, wenn hierbei der Ausgangskondensatorring radial von innen und außen verhältnismäßig stark zusammengepreßt wird. Aufgrund des Überlappens der Endabschnitte des Schichtpaketes wird dessen Anfangs­ abschnitt von dessen Endabschnitt sogleich niedergehalten, wodurch beim weiteren Umwickeln des Schichtpaketes mit den Kondensatorfolien des nächsten Mutterkondensatorringes ein festes Einwickeln des Schichtpaketes trotz dessen verhältnismäßig großen Dicke und Steifigkeit und mindestens dreilagigem Aufbau erreicht wird.

Nach dem Hauptpatent soll der Überlappungsbereich der Endabschnitte des Schichtpaketes nicht zu lang sein, um den Materialbedarf insbesondere für das Trennband nicht zu groß zu machen. Daher wird der Überlappungsbereich der Endabschnitte des Schichtpaketes vorzugsweise nur über einen Zentri­ winkel der Mutterkondensatoren von 10 bis 20°, insbesondere von 12 bis 17°, hin erstreckt, wie dies für das Entstehen eines seitlich verhältnismäßig steifen, stabilen Schichtpaketringes an sich ausreicht, obwohl der Schicht­ paketring nicht in sich geschlossen ist. Durch einen solchen Überlappungs­ bereich entsteht jedoch beim weiteren Aufwickeln der Kondensatorfolien durch das Auftreffen des Anfangs des Überlappungsbereiches des Schichtpa­ ketes auf die Wickelandruckrolle bei jeder Wickelwindung ein Stoß, der auf den Andruckschlitten einwirkt. Obwohl diese Stöße durch eine entsprechende Andruckschlittendämpfung kompensiert werden können, ist jedoch eine Be­ einträchtigung der Wickelgenauigkeit aufgrund der Stöße nicht ausgeschlos­ sen.

Durch die Erfindung wird der Vorschlag nach dem Hauptpatent derart wei­ tergebildet, daß trotz des Einwickelns des Schichtpaketes mit wesentlicher Überlappung wenigstens seiner Endabschnitte keine wesentlichen Stöße auf den Andruckschlitten erzeugt werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Schichtpaket mit einer solchen Überlappungslänge eingewickelt wird, die knapp eine oder mehrere volle Wickelwindungen beträgt.

Dadurch kommt das Wickelende des Schichtpaketes knapp vor der Radialen des Wickels zu liegen, an welcher der Wickelanfang liegt, wodurch die Ge­ samtdicke des aus den Schichtpaketwindungen gebildeten Schichtpaketringes über dessen gesamten Umfang hin im wesentlichen konstant bleibt und daher die Kondensatorfolien zur Ausbildung des nächstfolgenden Mutterkondensa­ torringes ohne Auftreten wesentlicher Stöße auf den Andruckschlitten weitergewickelt werden können.

Gegenüber dem Vorschlag nach dem Hauptpatent wird durch die Erfindung zwar die Länge insbesondere des Trennbandes vergrößert, welches bei dem radialen Zertrennen des Ausgangskondensators mitzertrennt wird und daher als Abfall anfällt. Jedoch kann der durch das Aufwickeln des Trennbandes in knapp zwei oder mehr volle Windungen erhöhte Materialbedarf an Trennband durch Verwendung eines dünneren Trennbandes, was durch die Erfindung ermöglicht ist, wieder reduziert oder eliminiert werden.

Wenngleich das Trennband mit mehr als knapp zwei Windungen eingewickelt werden kann, werden knapp zwei Trennbandwindungen bevorzugt.

Bereits in dem Hauptpatent wurde darauf hingewiesen, daß es für die Wirk­ samkeit des erfindungsgemäßen Vorschlages insbesondere wichtig ist, daß das Trennband des Schichtpaketes überlappend gewickelt wird. Wenngleich es daher möglich ist, auch die innere Deckfolie und/oder die äußere Deckfolie des Schichtpaketes zwischen den einander überlappenden Windungen des Trennbandes durchlaufen zu lassen, wird es auch für die vorliegende Weiter­ bildung der Erfindung bevorzugt, das wickeläußere Ende der inneren Deckfo­ lie in Wickelrichtung vor dem wickelinneren Ende des Trennbandes und das wickelinnere Ende der äußeren Deckfolie in Wickelrichtung hinter dem wickeläußeren Ende des Trennbandes anzuordnen. Dadurch wird die Gesamtdicke des Schichtpaketes innerhalb des Überlappungsbereiches um die Summe der Dicken der äußeren und der inneren Deckfolie reduziert.

Wenngleich es ferner möglich ist, das wickeläußere Ende der äußeren Deck­ folie mit dem wickeläußeren Ende des Trennbandes zusammenfallen zu las­ sen, wird es weiter bevorzugt, das wickeläußere Ende der äußeren Deckfolie über das wickeläußere Ende des Trennbandes etwas hinausragen zu lassen. Hierdurch werden die geringfügigen Stöße, die beim Weiterwickeln der Kon­ densatorfolien entstehen, wenn das wickeläußere Ende des Trennbandes an der Andruckrolle vorbeiläuft, durch das überstehende wickeläußere Ende der äußeren Deckfolie weiter gemildert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in welcher

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Ausgangskondensators nach dem Wickeln und

Fig. 2 das überlappende Einwickeln eines Schichtpaketes beim Wickeln des Ausgangskondensators zeigt.

Nach Fig. 1 sind auf einer Wickeltrommel mit großem Durchmesser eine innere Decklage 10 aus Isolierstoffen, unter welche ggf. ein Trennband eingewickelt ist, ein über diese aus Kondensatorfolien gewickelter Mutter­ kondensatorring 1 und über diesem ein zweiter aus Kondensatorfolien ge­ wickelter Mutterkondensatorring 2 nach Einwickeln eines Schichtpaketes 3 aufgewickelt, welches sich über knapp zwei Wickelwindungen 8, 9 hin über­ lappt. Wie besser aus Fig. 2 ersichtlich, ist die äußere Lage der Kondensa­ torfolien 7 des Mutterkondensatorringes 1 zwischen den überlappten Win­ dungen 8 und 9 des Schichtpaketes hindurchgeführt, so daß der zweite Mut­ terkondensatorring 2 ohne Durchtrennen der Kondensatorfolien 7 über den ersten Kondensatorring 1 gewickelt werden kann.

Das in Fig. 2 als Ausschnitt im Bereich seiner Wickelenden mit übertrie­ benen Abmessungsverhältnissen gezeigte Schichtpaket 3 besteht im Ausfüh­ rungsbeispiel aus einer inneren Deckfolie 4, einer äußeren Deckfolie 6 und einem dazwischenliegenden Stahltrennband 5. Das wickeläußere Ende der in­ neren Deckfolie 4 liegt in Wickelrichtung vor dem wickelinneren Ende des Trennbandes 5 und das wickelinnere Ende der äußeren Deckfolie 6 liegt in Wickelrichtung hinter dem wickeläußeren Ende des Trennbandes 5, wohingegen das wickelinnere Ende der inneren Deckfolie 4 und das wickeläußere Ende der äußeren Deckfolie 6 über das jeweils benachbarte Ende des Trennbandes 5 etwas hinausragen. Während die Breite der Deckfolien 4 und 6 derjenigen der Kondensatorfolie 7 entspricht oder etwas größer ist, ist die Breite des Trennbandes 5 etwa um 2 mm größer als diejenige der Kondensatorfolie 7, so daß die später aufgebrachte Schoopierschicht von dem eingewickelten Trenn­ band unterbrochen wird und daher die Mutterkondensatoren 1, 2 entlang des Trennbandes leichter voneinander getrennt werden können.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen von elektrischen Schichtkondensatoren, bei wel­ chem ein Ausgangskondensator mit mehreren übereinandergewickelten Mutterkondensatorringen großen Durchmessers aus einer oder mehreren Kondensatorfolien gewickelt wird und zwischen den jeweils aufeinander­ folgenden Mutterkondensatorringen ein Schichtpaket aus wenigstens einer inneren Deckfolie, wenigstens einer äußeren Deckfolie und einem zwi­ schen den Deckfolien liegenden Trennband, vorzugsweise aus Metall, ohne Abtrennen der Kondensatorfolien eingewickelt wird, wobei gemäß Patent 36 17 143 das Schichtpaket mit einer wesentlichen Überlap­ pung wenigstens seiner Endabschnitte eingewickelt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schichtpaket (3) mit einer solchen Überlappungslän­ ge eingewickelt wird, die knapp eine oder mehrere volle Windungen beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wickel­ äußere Ende der inneren Deckfolie (4) in Wickelrichtung vor dem wickelinneren Ende des Trennbandes (5) und das wickelinnere Ende der äußeren Deckfolie (6) in Wickelrichtung hinter dem wickeläußeren Ende des Trenn­ bandes (5) zu liegen kommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wickeläußere Ende der äußeren Deckfolie (6) über das wickeläußere En­ de des Trennbandes (5) etwas hinausragt.