DE1564561B1

DE1564561B1 - Verfahren zur herstellung eines wickelkondensators mit kunststoffolien als dielektrikum

Info

Publication number: DE1564561B1
Application number: DE19661564561
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl-Ing Baumann; Friedrich Dipl-Phys Gaenge
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-04-06
Filing date: 1966-04-06
Publication date: 1972-02-03
Also published as: DE1564561C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Wickelkondensator, der aus Kunststoffolien als Dielektrikum und regen erierfähig dünnen Belegungen aufgebaut ist.
Aus der deutschen Patentschrift 565 074 ist es bekannt, einer Abnahme des Wickeldrucks in den _ inneren Lagen eines.-Wickelkondensators im Betrieb durch einen federnden verlorenen Wickeldorn entgegenzuwirken, der -beim: Wickeln etwäs..zusammengedrückt wird und durch seine Federkraft von innen einen Druck auf den Wickel ausübt, und den Wickel so auch im Betrieb festzuhalten. Dadurch soll der Kapazitätswert des Kondensators konstant gehalten werden.
In Kunststofwickelkondensatoren ist unter anderem das Regeneriervermögen stark von der Wickelhärte abhängig. Die Regenerierfähigkeit eines Kondensators sinkt mit Zunahme des Druckes, unter dem die einzelnen Wickellagen aufeinandergepreßt werden. Untersuchungen haben ergeben, daß im Wickelkörper besonders in der Nähe des Wickelkerns ein Druckmaximum herrscht. Mit wachsendem Wickelradius nimmt der Druck ab. Entsprechend diesen Druckverhältnissen ist die Regenerierfähigkeit innerhalb des Wickelkörpers unterschiedlich.
Bei der Herstellung kapazitätskonstanter Kondensatoren werden auf einen Wickeldorn, der im Wickelkörper verbleibt, unter hoher Zugspannung der metallisierten Folie Wickelkörper mit hoher Härte hergestellt. Dadurch werden zwischen den Wickellagen weitgehend Lufteinschlüsse vermieden. Bei derartig hergestellten Kondensatorwickeln erhöht sich der Druck zwischen den einzelnen Wickellagen besonders in der Nähe des Wickelkernes derartig, daß ein einwandfreies Regeneriervermögen in diesem Bereich nicht mit Sicherheit gewährleistet ist. Entfernt man den Wickeldorn nach dem Wickelvorgang, so wird sich zwar der übermäßig hohe Wickeldruck der inneren Wickellagen und das einwandfreie Regeneriervermögen des Kondensators ist wieder hergestellt. Die Kapazitätskonstanz des Kondensators aber wird darunter leiden, da sich die inneren Wikkellagen in den entstehenden Hohlraum verschieben und der Wickel nach innen» aufgeht«.
Diese Probleme tauchen in besonderer Weise bei Kondensatoren auf, die ganz oder teilweise aus Dünnfolien hergestellt sind. Derartige Folien sind so dünn, daß sie sich selbst nicht tragen können. Damit sie im Fertigungsgang gehandhabt werden können, wird auf einen Träger eine unter 6 [, starke Lackschicht aufgebracht und auf diese eine regenerierfähig dünne Metallbelegung, z. B. durch Vakuumaufdampfen. Gegebenenfalls können mehrere derartige Lagen übereinandergeschichtet sein. Erst bei der Verarbeitung zum Wickelkörper wird die Dünnfolie vom Hilfsträger abgetrennt.
Durch laufende Verbesserung der Folienqualität gelang es, die Oberflächen der Folien ziemlich glatt zu gestalten, was zu einer Verminderung der Lufteinschlüsse führte. Hinsichtlich der zu erreichenden Kapazitätswerte und der Kapazitätskonstanz ist dies zwar von Vorteil; da vorhandene Lufteinschlüsse aber eine gewisse Polsterwirkung ausüben, liegen bei derartigen Kondensatoren zumindest die inneren Wickellagen unter extrem hohem Druck aufeinander, wodurch das Regeneriervermögen der Kondensatoren stark beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei regenerierfähigen elektrischen Wickelkondensatoren mit Kunststoffolien als Dielektrikum sowohl konstante Kapazitätswerte als -auch eine ausreichende Regenerierfähigkeit zu garantieren.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein mindestens teilweise nachgiebiger Wickeldorn verwendet wird, daß mit so hoher Zugspannung gewickelt wird, daß der Wickeldorn unter dem dabei auftretenden erhöhten Wickeldruck der inneren Wickellagen nachgibt und daß dadurch ein die Regenerierfähigkeit beeinträchtigender hoher Wickeldruck auf die inneren -Wickellagen vermieden wird.
Um den Wickelkern nachgiebig -zu gestalten, gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Der Wickeldorn, der im fertigen Wickel verbleibt, wird aus einem nachgiebigen porösen Kunststoff oder gummielastischen Material hergestellt. Auch läßt sich ein massiver Wickeldorn durch ein- oder mehrfaches Aufschlitzen in Längsrichtung nachgiebig gestalten.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf einen festen Wickeldorn eine poröse verformbare Kunststoffschicht aufzubringen. Außerdem lassen sich Kunststoffwickeldorne benutzen, die oberflächlich angequollen sind. Durch Eintauchen derselben in ein Lösungsmittel oder Einbringen in eine Lösungsmitteldampfatmosphäre lassen sich die Kunststoffwickeldorne oberflächlich anquellen; auf diese Weise läßt sich der Grad der Verformbarkeit genau vorausbestimmen. Der Wickeldorn kann dabei aus Polystyrol bestehen, als geeignetes Lösungsmittel läßt sich Benzol verwenden. Besteht der Wickeldorn beispielsweise aus Triacetat, so eignet sich Aceton als Lösungsmittel.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß einige Lagen eines Papiers niederen Satinagegrades um einen festen, im Wickel verbleibenden Wickeldorn vor dem Aufbringen der kapazitiv wirksamen Lagen aufgebracht werden. Durch die Wahl der Anzahl der Lagen läßt sich auch hier auf einfache Weise die Nachgiebigkeit des Wickelkernes steuern.
Da der nachgiebig gestaltete Wickeldorn im Wikkelkörper verbleibt, behalten die inneren Wickellagen ihre ursprüngliche Anordnung bei und ein Aufgehen findet nicht statt. Neben gutem Regeneriervermögen und dadurch gewährleisteter Isolation ergibt sich für den Kondensator eine gute Kapazitätskonstanz.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Wickelkondensators mit Kunststoffolien als Dielektrikum und regenerierfähig dünnen Belegungen, bei dem ein verlorener Wickeldorn verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens teilweise nachgiebiger Wickeldorn verwendet wird, daß mit so hoher Zugspannung gewickelt wird, daß-= der Wickeldorn unter dem dabei auftretenden erhöhten Wickeldruck der inneren Wickellagen nachgibt und daß dadurch ein die Regenerierfähigkeit beeinträchtigender hoher Wickeldruck auf die inneren Wickellagen vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein Wickeldorn mit einer verformbaren äußeren Schicht verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein oberflächlich angequollener Wickeldorn verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein mit einigen Kondensatorpapierlagen niedriger Sattinage umgebender Wickeldorn verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein._Wickeldorn,..aus .porösem Kunststoff verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein Wickeldorn aus gummielastischem Material verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Wickeldorn ein einmal oder mehrmals in Längsrichtung aufgeschlitzter Wickeldorn verwendet wird.