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Verfahren zur Herstellung von Wickelkondensatoren Bei der Herstellung
von elektrischen Kondensatoren ging man bisher so vor, daß man die zu ihrem Aufbau
verwendeten metallisierten Dielektrikumsbänder und gegebenenfalls auch die beigegebenen
unmetallisierten Beilaufbänder vor dem Aufsetzen auf die Vorratsrollen der Wickelmaschine
in die für den zu wickelnden Kondensator erforderliche Breite zerschnitt. Von den
beiden metallisierten Dielektrikumsbändern, die um ein bestimmtes Maß gegeneinander
versetzt wurden, faltete man beim @Aufwickeln zum Kondensator jeweils einen auf
einer Seite des entstehenden Kondensators überstehenden Rand um r8o° derart um,
daß die Metallisierung nach außen zu liegen kam. Auf die so entstehenden Stirnflächen
des Kondensators, die aus dicht nebeneinanderlieganden, die m-°tallisierte Seite
nach außen kehrenden Umfaltkanten der einzelnen Lagen oder Windungen bestanden,
brachte man, vorwiegend durch Aufspritzen, die Anschlußbrücken aus leitendem Material,
z. B. Zink, auf, an die dann die Zuführungsdrähte angelötet wurden.
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Das Umlegen ider Bandränder hat jedoch verschiedene Nachteile. So
kommt es z. B. vor, daß in dver Umliegvorrichtung der Rand des Papiers einreißt,
und der `'Nickelvorgang des Kondensators dann unterbrochen werden muß, wenn nicht
sogar, weil der Rand bereits über eine größere Strecke abgerissen ist, der bisher
gewickelte Teil dies Kondensators unbrauchbar ist. Weiter geht durch das Umlegen
der Ränder ein nicht unwesentlicher Teil der wirksamen Breite des Kondensators verloren,
weil zwischen dem durch das Umlegen entstehenden Bandstreifen und dem Ende der Gegenlagen
ein
gewisser Zwischenraum eingeschaltet werden muß. Ein solcher
Kondensator mit umgelegten Rändern baut sich daher breiter als ein Kondensator gleicher
Kapazität, bei dem die Ränder nicht umgelegt werden müssen.
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Kondensatoren mit übers@#henden, umgelegten Rändern sind an sich aus
der Literatur bekannt. In die Praxis konnten sie sich nicht einführen, weil stets
die mechanische Haftfestigkeit oder die eilektrische Kontaktgüte der aufbespritzten
Anschilußbrücken mit den überstehenden metallisierten Dielektrikumsbändern zu wünschen
übrig ließen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es jedoch möglich, Wickelkonidimsatoren
mit nicht umgelegten Rändern dadurch herzustellen, d'aß die den Kondensator aufbauenden
Bänder erst beim Wickeln, zweckmäßig durch unmittelbar vor dem Wickeldorn auf die
Wickelmaschine selbst angeordnete Schneidevorrichtungen, auf die endgültige Breite
zugeschnitten werden. (Es hat sich nämlich gezeigt, daß sowohl der schlechte Kontakt
als auch die schlechte Haftfestigkeit der seitlichen Stromanschlußbrücken auf dem
völlig unregelmäßigen Aufbau der Stirnflächen beruht, der durch das seitliche Auswandern
der aufeinandergewickelten Bänder zustande kommt. Es ist nicht möglich, zwei bereits
auf der Vorratsrolle in die gewünschte Breite geschnittene Bänder so aufeinander
zu wick-ln, -d'aß über sämtliche Windungen des Kondensators ein bestimmtes Maß der
Versetzung der Bänder gegeneinander mit unverminderter Genauigkeit eingehalten wird.
Die Bänder wandern beim Wickeln gegeneinander und gegen den Wickeldorn aus, und
nur durch besondere Führungen wäre es zu erreichen, daß das Versetzungsmaß zwischen
den Bändern stets den gleichen Wert erhält. Beim Anbringen-dieser seitlichen Führungen
lassen sich aber Beschädigungen der Bänder ebenso wenig vermeiden wie beim Umlegen.
13-ei Kondensatoren ohne umgelegte Ränder sind jeidoch Verletzungen der Bandkanten
noch wesentlich schwerwiegender, weil dann beim Aufbringen der seitlichen Stromanschlußbrücken
an den verletzten Stellen ein Kontakt zwischen diesen und der Metallbelegung des
Bandes überhaupt nicht mehr entstehen kann.
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Es hat sich aber herausgestellt, daß zur Herstellung von gut haftenden
und einen guten elektrischen Kontakt gebenden Stromars hlußbrücken ein unibedingt
einzuhaltendes Versetzungsmaß der Bänder gegeneinander aufrechterhalten werden muß.
Dieses Versetzungsmaß beträgt bei den üblichen Kondensatordielektriken, die meist
größenordnungsmäßig eine Dicke von etwa, iib,u haben, 0,5 mm. Stehen die einzelnen
Schichten um ein größeres Maß über, so beginnen sie beim Aufspritzen der Stromansc
hlußbrücken unter der Wirkung des,d!abei auftretendenverhältnimäßig starken. Luftstrom
zu flattern, und das sich auf den Stirnseiten niederschlagende Metall der Anschlußbrücken
legt sich infolgedessen nicht an die Metallisierung der überstehenden Schicht an,
vielmehr entstehen um die flatternden Ränder Hohlräume, so daß der Stromübergang
und die Haftfestigkeit zwischen Brücke und Kondensators.tirnfläche gestört bzw.
vermindert sind. Stelen die überstehenden Ränder um ein geringeres, Maß über die
Stirnflächen über, so wird zwar das Flattern der Ränder mit Sicherheit vermieden,
indessen ereignet es sich leicht, daß die Berührungsfläche der aufgespritzten Anschlußbrücken
mit den einzelnen Belegungen zu klein wird, so daß der Anschluß auf diese Weise
einen schlechten elektrischen Kontakt aufweist.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden diese Schwierigkeiten
behoben. Dadurch, daß das Schneiden derPapiere unmittelbar vor demWickeldbrn. vorgenommen
wird, spielt es gar keine Rolle, ob die Papiere seitlich auswandern oder nicht,
wenn nur dafür gesorgt ist, daß die Schneidevorrichtung und der Wickeldorn keine
axiale Verschiebung gegeneinander ausführen können. Wandert an der Schneidevorrichtung
das ankommende Papier beispielsweise nach links aus, so wird der linke Rand der
ankommenden Papierb,alhn in etwas, größerer Breite albgeschnitten, der rech te Rand
dafür aber um so schmaler. Die auf den Wickeldorn auflaufendieKante des Papiers
bleibt dabei aber immer in der Ebene des Messers. Es empfiehlt sich, den Abstand
zwischen Messer und Wickeldorn möglichst klein zu machen, so daß auch Drehungen
des Papiers in seiner Ebene um einen vor der Messerwalze liegenden Punkt nur einen
möglichst geringen Einfluß auf die Lage der Schnittkante auf dem Wickeldorn ausüben.
Auf diese Weise ist. es möglich, mit sehr kleinen Toleranzen bestimmte Stirnflächenfarmen
an den Wickelkondensatoren herzustellen.
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Das Schneiden der Papiere unmittelbar vor .dem Wickeldorn gibt die
Möglichkeit, breitere Papiere zu verarbeiten und auf einem Wickeldorn gleichzeitig
mehrere Wickel koaxial neheneinanderliegend zu wickeln. Man verwendet dann breite
Bänder, die man unmittelbar vor dem Wickeldbrn durch Schneidevorrichtungen in schmalere
Einzelbänder zerlegt, wobei man idie Schneid evorrichtumgen gleich so anordnet,
daß die Stirnseiten der entstehenden Kondensatoren die gewünschte Form annehmen.
Eine Möglichkeit der Ausführung einer solchen Vorrichtung ist schematisch in Aibb.
ii in der Seitenansicht und in Abb. a in der Draufsicht gezeichnet.
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Auf den über die Antriebswelle 35 angetriebenen Wickeldorn 36 werden
die verschiedenen Papierbänder 37 bis 4o aufgewickelt. Die Bänder 38 und 4o sind-
auf einer Seite metallisiert, währenid die Bänder 37 und 39 nichtmetallisierte Beilaufpapiere
,darstellen. Kurz vor ihrem Auflaufen auf den Wickeldorn 36 laufen sämtliche Bänder
über besondere Schneidevorrichtungen, von denen in Abb. a nur die für die Bänder
37 und 38 gezeichnet sind. Die Schneidevorrichtung für das Bianid 37 be-
steht
aus der Messerwelle 41, auf Ader die Messerscheiben 42, 43 und 44 sitzen, und .aufs
,der Gegenwalze 45, mit der die Messer zusammenarbeiten. Die Schneidevorrichtung
für das Band 38 ist ähnlich aufgebaut. Sie besteht aus der Messerwelle 46 mit den
Messern 47, 48, 49 und aus der Gegenwalze
50. Die an den Schneidevorrichtungen
ankommenden Papierbänder, und zwar die metallisierten wie die nichtmetallisierten,
sind bei dem gezeichneten Beispiel etwas breiter gehalten, als es für zwei nebeneinander
zuwickelndeKondiensatoren erforderlich wäre. Das metalliisierte Papierband 38 wird
durch das Messer 48 der Messerwelle 46 in zwei Teilbänder 51 und 52 zerschnitten.
Diese Teilbänder «-erden durch die Messer 47 und 49 der Messerwelle 46 am jeweils
nach außen liegenden Rand so beschnitten" daß! die Außenkanten dieser Bänder beim
Aufwickeln auf den Wickeldorn 36 stets in einer Ebene liegen. Das nichtmetallisierte
Band 37 wird in ähnlicher Weise ,durch die Messer 43 der Messerwelle 41 in zwei
Teilbänder 53 und 54 zerschnitten, jedoch mit dem Unterschied, daß dies nicht durch
einen einfachen Schnitt geschieht, sondern daß zwischen diesen Teilbändern ein Streifen
bestimmter Breite, z. B. von 2X0,5 mm, herausgeschnitten wird. Statt der beiden
Messer 43 kann auch ein einzelnes breiteres angeordnet sein, das an; beiden Kanten
seines Umfangs in Zusammenwirken mit der Gegenwalze 45 diesen Papierstreifen aus
demPapierband37 herausschneidet. Die außenliegenden Ränder der entstehenden Teilbänder
53 und 54 werden durch die Messer 42 und 44 der Messerwelle 4i so beschnitten, daß
die Kanten dieser Bänder stets in den gleichen Ebenen liegen und über die äußeren
Kanten der metallisierten Teilbänder 5t, 52 um einen bestimmten Betrag, z. B. o,5
mm, überstehen. Das nichtmetallisierte, Band 39 wird durch eine Schneidevorrichtung
6o, die der Schneidevorrichtung 4r, 42, 43, 44 entspricht, in gleicher Weise
wie das Band 37 so in zwei Teilbänder zerlegt und an den Rändern beschnitten, daß
die Kanten dieser Teilbänder genau in den gleichen Ebenen liegen wie die Kanten
der Teilbänder 53 und 54 des Bandes 37. Das metallisierte Band 4o sc'hließlic'h
wird durch eine Schneidevorrichtung 61 in der Weise in zwei Teilbänder 62 und 63
zerschnitten und an den Rändern beschnitten, daß in der Mitte zwischen den Teilbändern
ein Streifen etwa der doppelten Breite wie der aus den nichtmetalliisierten Bändern
37 und 39 Herausgetrennte, z. B. von 2 X z mm, herausgeschnitten ist und die jeweils
auf der Außenseite der auf dem Wickeldorn 36 nebeneinan.derliegenden Kondensatorenwickel
befindlichenKanten, .die ebenso wie die Innenkanten jeweils genau in einer Ebene
liegen, um einen bestimmten Betrag, z. B. o,5 mm, über die äußeren Kanten der aus
dem Band' 39 herausgeschnittenen Teilbänder überstehen.
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Selbstverständlich ist das. Verfahren nicht auf die dargestellte Art
der Herstellung von nur zwei Kondensatoren nebeneinander beschränkt. Es lasisen
sich vielmehr beliebig viele Kondensatoren nebeneinander auf die gleiche Art und
Weise auf einmal herstellen. Die Zahl der mit einem Wickeldorn. zu wickelnden Kondensatoren
ist lediglich beschränkt durch Rücksichten, die auf die Durchbiegung und Festigkeit
der verwendeten Wellen, Walzen und Wickeldorne zu nehmen sind. Ebenso braucht man
nicht in der in den Abb. r und 2 dargestellten Weise die Teilbänder der metallisierten
Dielektrikumsbänderdurch einen einfachen Schnitt herzustellen. .Man. kann unter
Umständen auch die Schneidevorrichtung für das Band 38 so ausbilden, .daß zwischen
den entstehenden Teilbändern 51 und 52 ein schmaler Streifen herausgeschnitten wird,
muß aber dann dafür sorgen., daß aus den übrigen Bändern 37, 39 und 4o entsprechend
breitere Streifen herausgeschnitten werden, damit die Teilbänder 51 und 52 mit ihren
inneren Rändern über die inneren Schnittkanten der anderen Bänder überstehen. Durch
das Herausschneiden eines schmalen Streifens auch zwischen den Teilbändern 5ir und
52 wird vermieden, d@aß die entstehenden Kondensatorstirnseiten unmittelbar nebeneinanderliegend
gewickelt werden. Es bleibt vielmehr auch zwischen ihnen ein sehr schmaler Spalt,
so daß die bÜd@en. Kondensatoren sich beim Abnehmen vom Wickeldorn leichter voneinander
trennen lassen.
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Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, einige Windungen der entstehenden
Kondensatoren zu wickeln, bevor man die Schneidevorrichtungen einschaltet, `weil
das gleichmäßige Aufbringen der vielen; Teilbänder auf den Wickelidorn Schwierigkeiten
macht. Diese Windungen werden dann auf dem Wickeldorn selbst entweder gleich oder
vor dem Abnehmen der fertigen Wickel vom Wickeldorn durchschnitten. Es kann dazu
unter Umständen eine !der Messerwellen verwendet werden, die beim Weiterwickeln
als Schnei,dievorrichtung für eines der Bänder- dienen. Diese Messerwelle muß zu
diesem Zweck nur schwenkbar gelagert sein, um von ihrer Gegenwalze weg und an den
Wickeldorn herangeführt werden zu können.
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Das Verfahren kann weiter Kondensatoren liefern, deren Stirnseiten
nicht in der eben dargestellten Weise ein konstantes Maß der Versetzung aufweisen.
Beispielsweise kann man die Bänder in Form einer feinen Wellenlinie beschneiden,
wobei die Wellenlinien der verschiedenen. Bänder unter Umständen verschiedene Perioden
besitzen können, so daß eine dauernde Überdeckung beider Bänider unmöglich wird.
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Für die gemäß der Erfindung (herzustellenden Kondensatoren verwendet
man zweckmäßig solche metallisierten Bänder, deren Metall-schic'ht an der Stelle,
an -der sie nachher an den Stromanschlußbrücken! anliegt, also in der Nähe der auf
der Wickelmaschine vorzunehmenden Schnitte verstärkt ist, am besten auf die 3- bis-6fache
Schichtstärke der übrigen Metallschicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur zur Herstellung
von Kondensatoren aus metallisierten Dielektrikumsbändern verwenden, sondern auch
für die Herstellung von Kondensatoren aus nichtmetallisierten Dielektrikums:bändern
und selbständigen Metallfolien als Belegungen.