DE68909623T2

DE68909623T2 - Anschlussleiter für Wickelkondensatoren und Verfahren zur Herstellung.

Info

Publication number: DE68909623T2
Application number: DE89300665T
Authority: DE
Inventors: James Thomas Mitchell
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: EP0326335A2; EP0326335A3; EP0326335B1; KR890012336A; US4819115A; JPH01235224A; DE68909623D1

Description

Die Erfindung betrifft die Verbindung von elektrischen Ahschlüssen mit Wickelkondensatoren, insbesondere solche Verbindungen, bei denen aufgesprühte Metallelektroden verwendet werden.
Wickelkondensatoren umfassen typischerweise zwei dünne Lagen dielektrischen Materials, wobei jede auf einer Seite mit einer leitfähigen Schicht versehen ist. Die dielektrischen dünnen Lagen sind nebeneinander um eine gemeinsame Achse gewickelt, um einen zylindrischen Aufbau zu bilden. Eine axiale Verschiebung ist zwischen den leitfähigen Lagen vorgesehen, so daß die leitfähigen Lagen an gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Aufbaus offenliegen. Eine Metallelektrode wird durch Aufsprühen von Metall auf jedes Ende des Aufbaus gebildet, wodurch benachbarte Ränder der an dem entsprechenden Ende des Aufbaus freiliegenden Metallschicht kurzgeschlossen werden. Ein Leiter wird dann elektrisch und mechanisch mit der aufgesprühten Metallelektrode verbunden. Dies geschieht typischerweise durch Löten. Eine typische Verbindung ist in dem US-Patent 4,477,953, von Labo et al., dargestellt. Da einige der aufgesprühten Metalle, z. B. Aluminium oder Zink, nicht leicht lötbar sind, muß die Leiterverbindung geschweißt oder ein lötbares Metall über das Aluminium oder Zink gesprüht werden.
Dünne dielektrische Kondensatorfilme werden leicht durch Lötoder Schweißwärme, oder durch Flußmittel oder Reinigungslösungen beschädigt, die vor der Befestigung des Leiters aufgebracht werden. Auch mit einem sehr geübten Arbeiter existiert immer die Gefahr der Beschädigung des dielektrischen Films, während die Leiterverbindung erzeugt wird.
Es ist demzufolge ein Gegenstand der Erfindung, einen Konden-Satorenanschluß bereitzustellen, der sowohl adäquate elektrische als auch mechanische Eigenschaften hat, ohne daß Löten oder Schweißen notwendig ist.
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Endabschlusses an einen Wickelkondensator mit den Schritten: Aufsprühen einer ersten Metallschicht auf ein Ende einer Kondensatorwicklung, Positionieren eines Litzenleiters mit einer Vielzahl von Drähten angrenzend an die erste Metallschicht, ohne den Leiter mechanisch an dem Metall zu befestigen, so daß Bereiche der Drähte entlang einer Oberfläche der Metallschicht liegen und voneinander beabstandet sind. Eine zweite Metallschicht wird dann auf die erste Schicht auf gesprüht, so daß die zweite Schicht die Leiterdrähte bedeckt und entlang der Ränder und zwischen den Drähten elektrischen und mechanischen Kontakt mit der ersten Schicht herstellt, wodurch die Drähte des Leiters mechanisch und elektrisch mit der ersten Metallschicht verbunden werden.
Die Erfindung umfaßt weiterhin einen Endanschluß an einem Wickelkondensator, der im Einklang mit dem obigen Verfahren aufgebaut ist, mit: einer ersten auf einem Ende einer Kondensatorwicklung auf gebrachten Metallschicht, einem angrenzend an die erste Metallschicht so positionierten Litzenleiter, daß Bereiche der Drähte entlang der Metalloberfläche liegen, und einer zweiten Metallschicht, die Bereiche der Leiterdrähte abdeckt und mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Schicht entlang der Ränder und zwischen den Drähten herstellt, wodurch die Leiter mechanisch und elektrisch mit der ersten Schicht verbunden werden.
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen deutlicher werden, die nur als Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, worin:
Figur 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Kondensators mit einem im Einklang mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebauten Endanschlusses ist; und
Figur 2 ein Querschnitt entlang der Linie II-II durch einen der Endanschlüsse des Kondensators von Figur 1 ist.
In Figur 1 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Kondensators mit Endanschlüssen, die im Einklang mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind. Ein Kondensator 10 enthält einen zylindrischen Aufbau 12, der auf bekannte Weise aus gewickelten Lagen metallisierten dielektrischen Films aufgebaut ist. Eine erste auf gesprühte Metallelektrode 14 mit einer Dicke von ungefähr 0.25 - 0.38 mm (0,01 bis 0,015 Zoll) wird durch eine Metallsprühdüse 16 auf bekannte Weise auf ein Ende des zylindrischen Aufbaus 12 aufgebracht. Ein geflochtener oder Litzenleiter 18 mit einer Vielzahl von einzelnen leitenden Drähten 20 wird so positioniert, daß Bereiche der einzelnen Drähte 20 an die erste Metallschicht 14 angrenzen. Eine Positionsbefestigung 22 wird verwendet, um den Leiter 18 an seinem Platz zu halten, wobei die Drähte 20 so über die erste leitende Schicht 14 verteilt werden, daß Bereiche der Schicht 14 zwischen den Drähten 20 frei hervortreten. Die zweite Metallschicht 24 wird dann durch die Düse 16 auf die erste Schicht aufgesprüht, so daß die zweite Schicht die Bereiche der Drähte des Leiters bedecken, die an der ersten Schicht anliegen und mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Schicht entlang der Ränder 26 der Drähte und zwischen den Drähten, wie durch die Bereiche 28 dargestellt, herstellen, wodurch mechanischer und elektrischer Kontakt der Drähte zu der ersten Schicht hergestellt wird. Es sollte angemerkt werden, daß die Drähte des Leiters 20 nicht durch Löten, Schweißen oder auf andere Art vor dem Aufbringen der zweiten Schicht aufgesprühten Metalls befestigt werden. Hierdurch wird die Möglichkeit der Beschädigung von Kondensatorwindungen durch zu große Hitze eliminiert.
Kondensatoranschlüsse sind, wie in Figur 1 dargestellt, auf Kondensatoren mit einem röhrenförmigen Körper mit einem Durchmesser von 2.22 cm (7/8 Zoll) hergestellt worden, wobei ein geflochtener Leiter mit ungefähr 96 Drähten von 0,127 mm (0,005 Zoll) Durchmesser verwendet wurde. Zink wurde verwendet, um die aufgespühten Metallelektroden herzustellen. Die erste Schicht des gesprühten Metalls war ungefähr 0,305 mm (0,012 Zoll) dick und die zweite Schicht des gesprühten Metalls ungefähr 0,38 mm (0,015 Zoll). Die Bereiche der Drähte, die angrenzend an die erste Schicht gesprühten Metalls liegen, wurden in einem im wesentlichen runden Muster angeordnet.
Figur 2 enthält einen entlang der Linie II-II aufgenommenen Querschnitt der Endanschlüsse von Figur 1. In Figur 2 ist die Dicke der gesprühten Metallschichten 14 und 24 übertrieben worden, um darzustellen, daß die Drähte des Leiters 18 in der Schicht 24 eingebettet sind. Die gesprühten Metallschichten können aus Zink, Babbitt, Aluminium, Kupfer oder anderen für die Verwendung in Metallsprühverfahren geeigneten Materialien zusammengesetzt sein. Der Leiter 18 kann aus geflochtenen Drahtröhren hergestellt sein, wie sie häufig für die Abschirmung elektrischer Verdrahtungen verwendet werden. Nachdem die zweite Metallschicht auf die Oberfläche der ersten Schicht aufgesprüht wurde, wird die röhrenförmige Befestigung 22 entfernt.
Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung die in den Figuren dargestellten Kondensatorendanschlüsse und die Verfahren zur Herstellung dieser Anschlüsse umfaßt. Diese Erfindung stellt Kondensatorendanschlüsse mit ausreichender mechanischer Stabilität für den Gebrauch bei Hochvibrationsanwendungen bereit. Beschädigungen der Kondensatorwicklung während der Herstellung der Endanschlüsse wird durch Eliminieren der Notwendigkeit des Lötens oder Schweißens des Leiters an die gesprühte Metallelektrode vermieden.
Während die vorliegende Erfindung im Wortlaut dessen beschrieben wurde, was gegenwärtig als ihre bevorzugte Ausführungsform erscheint, sollte verstanden werden, daß verschiedene Veränderungen an diesen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Z. B. kann die Befestigung, die zum Halten des Litzenleiters 18 in Figur 1 verwendet wird, durch eine Befestigung ersetzt werden, die an den inneren Durchmesser der Kondensatorwicklung befestigt ist und könnte ein kleines Rohr zur Maskierung des Metallsprays von dem nicht aufgeflochtenen Bereich des Litzenleiters umfassen. Die Erfindung ist auch auf Film/Folien-Kondensatoren anwendbar, bei denen der dielektrische Film metallisiert ist und Rollen von Folien als leitende Schicht dienen. Es ist deshalb beabsichtigt, daß die beigefügten Ansprüche solche Veränderungen erfassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Endanschlusses an einem Wickelkondensator (10) mit folgenden Schritten:

Aufsprühen einer ersten Metallschicht (14) auf ein Ende einer Kondensatorwicklung (12); Positionieren eines Litzenleiters (18) mit einer Vielzahl von Drähten (20) angrenzend an die erste Metallschicht, ohne den Leiter oder die Drähte mechanisch an der ersten Metallschicht zu befestigen, so daß Bereiche der Drähte an einer Oberfläche der ersten Schicht anliegen und voneinander beabstandet sind; und Aufsprühen einer zweiten Metallschicht (24) auf die erste Metallschicht, wobei die zweite Schicht die genannten Bereiche der Drähte bedeckt und entlang der Ränder und zwischen den Drähten mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Schicht herstellt, wodurch die Drähte mechanisch und elektrisch mit der ersten Schicht verbunden werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines Endanschlusses an einen Wickelkondensator wie in Anspruch 1 beschrieben, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte in einem im wesentlichen radialen Muster auf der ersten Metallschicht liegen.

3. Endanschluß an einem Wickelkondensator (10) mit einer ersten Metallschicht (14) an einem Ende einer Kondensatorwicklung (12); einem angrenzend zu der ersten Metallschicht positionierten Litzenleiter (18) mit einer Vielzahl von Drähten (20), so daß Bereiche der Drähte an einer Oberfläche der ersten Schicht anliegen und voneinander beabstandet sind; und einer zweiten Metallschicht (24) auf der ersten Metallschicht, wobei die zweite Metallschicht die genannten Bereiche der Leiter bedeckt und entlang der Ränder und zwischen den Leitern mechanischen und elektrischen Kontakt mit der ersten Schicht herstellt, wodurch die Leiter mechanisch und elektrisch mit der ersten Schicht verbunden werden.

4. Endanschluß an einen Wickelkondensator, wie in Anspruch 3 beschrieben, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter in einem im wesentlichen radialen Muster auf der ersten Metallschicht liegen.