DE2726324A1

DE2726324A1 - Wickelkondensator und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2726324A1
Application number: DE19772726324
Authority: DE
Inventors: Paul Petrick
Original assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN; Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Current assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN; Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1978-12-14

Description

Wickelkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Wickelkondensator mit Folien, die aus elektrisch isolierendem Material bestehen, eine elektrisch leitfähige Metallisierung tragen und an jeweils einer ihrer beiden Stirnkanten durch eine Schoopierung kontaktiert sind, wobei die kontaktierten Stirnkanten einen welligen Verlauf haben. Kondensatoren der genannten Bauweise sind in der DT-OS 2 210 711 und der DT-PS 2 416 566 beschrieben.
Wickelkondensatoren bestehen gewöhnlich aus zwei metallisierten Bahnen, die stirnseitig durch eine Schoopierung, d.h. durch Aufspritzen von feinverteiltem Metall in glühendem Zustand, kontaktiert werden. Wesentliches Kriterium für die Güte des Kondensators ist dabei, daß jeder der beiden aufmetallisierten Beläge so gut und großflächig wie möglich kontaktiert ist, daß dabei aber eine Kontaktierung des jeweiligen Gegenbelages auf der gleichen Stirnseite unterbleibt.
Haben die Bahnen wellige Stirnkanten, wie beispielsweise in den beiden zitierten Druckschriften, so sind theoretisch günstige Kontakierbedingungen gegeben. Insbesondere würde man erwarten, daß jede Lage auch ohne Versatz an einer Vielzahl von Punkten sicher kontaktiert wird. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß sich die Folienbahnen wegen ihres welligen Kantenschnitts nicht ohne weiteres exakt parallel, versatzfrei und ohne seitliches Pendeln auf den Wickelmaschinen führen lassen; es fehlen geeignete BezugskantenJC. In der Praxis muß daher mit irregulären Querversetzungen gerechnet werden, die im Einzelfall Werte bis hin zur Größe der Wellenamplitude annehmen können und dann zu ungenügenden Kontaktierungen und damit letztlich zu unkalkulierbaren Kapazitätsausfällen führen. Man hat versucht, die Folgen dieser unvermeidlichen Fertigungsungenauigkeiten dadurch zu mildern, daß man den Welligkeiten benachbarter Folienlagen unterschieldiche Frequenzen gab (vgl. die bereits genannte Offenlegungsschrift ). Aber auch diese Zusatzmaßnahme liefert -ebenso wie Bemühungen, die Frequenz und Amplitude der Welligkeit längs einer Folienlage zu variieren (Dt-PS 2 416 566) - noch keine wirklich befriedigenden Resultate. Wickelkondensatoren mit gewellten Folienstirnkanten haben bislang noch keine wirtschaftliche Bedeutung erlangen können.
Die vorliegende Erfindung steht vor der Aufgabe, einen Wickelkondensator anzugeben, bei dem nicht nur die einzelnen Folienlagen gut und vor allem auch sicher kontaktiert sind, sondern darüber hinaus auch die eingangs erwähnte Kurzschlußgefahr beim Schoopieren, mit der sich die beiden zitierten Literaturstellen gar nicht befassen, praktisch beseitigt ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die nicht kontaktierten Stirnkanten der Folien gerade verlaufen, daß die Folien längs ihrer geraden Stirnkanten in einem Randbereich (t'Isolierrand") keine elektrisch leitfähige Metallisierung tragen und daß die Folien derart mit Versatz gewickelt sind, daß die wellige Stirnkante einer Jeden Folienlage der geraden Stirnkante einer direkt benachbarten Folienlage gegenüberliegt und sie in Richtung der Wickelungsachse zumindest teilweise überragt.
Bei der vorgeschlagenen Kondensatorausführung können die geraden, glatt geschnittenen Folienkanten als Anschlagskanten beim Wickeln dienen. Damit ist eine präzise Aufwicklung möglich, bei der keine unbeabsichtigte Querversetzung mehr erfolgt, Jedoch ein bewußter Versatz in einem vorgegebenen Ausmaß, wie er erfindungsgemäß vorgesehen ist, ohne weiteres realisiert werden kann. Wenn nun die zu kontaktierende Folienstirnkante gewellt ist, läßt sich auch ohne Jede Wellenmodulation und auch bei relativ kleiner Wellenamplitude und geringem Versatz ein wohldefinierter Flächenkontakt mit festhaftender Schoopschicht herstellen. Somit kommen bei einem erfindungsgemaßen Kondensator die Vorzüge einer Kantenwellung voll zum Tragen. Darüber hinaus verfügt dieses Bauelement aufgrund des Isolierrandes und der Querversetzung über eine außerordentlich hohe Kurzschlußfestigkeit. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Kapazität des Kondensators durch den Versatz geringer ist als die bei gleichen Abmessungen theoretisch mögliche Kapazitätsausbeute. Dieser Umstand wird Jedoch durch die aufgezählten Vorteile mehr als aufgehoben, zumal die versatzbedingten KapazitätseinbuBen vergleichsweise gering sind und wenig streuen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in einer etwas schematisierten, teilweise weggebrochenen Ansicht drei Folienlagen 1, 2, 3 eines aus zwei gleichen Folienbahnen gewickelten Kondensators, und zwar in einem Zustand vor der Schoopierung.
Jede Folienbahn besteht aus einem nicht-imprägnierten, einseitig metallisierten Kunststoff (die Metallisierung ist nicht dargestellt). Als isolierendes Material käme daneben auch eine imprägnierte oder nicht imprägnierte Papierbahn oder ein Mischdielektrikum aus Papier und Kunststoff, mit oder ohne Imprägnierung, in Frage. Außerdem könnte man die Folienbahnen auch beidseitig metallisieren.
Beide Folienbahnen haben Jeweils eine gewellt geschnittene und eine glatt geschnittene Stirnkante. Die gewellten Stirnkanten haben eine konstante Amplitude a und eine konstante Wellenlänge w. Beide Bahnen sind derart versetzt übereinandergelegt, daß die wellige Stirnkante der einen Bahn über der geraden Stirnkante der anderen Bahn zu liegen kommt und um eine Strecke v in Richtung der Wicklungsachse über die benachbarte gerade Kante hinausragt. Im vorliegenden Beispiel ist die Wellenamplitude a 0,5 mm groß und hat die Größe v einen Wert von etwa 0,4 mm, so daß sich nahezu vollkommen freistehende Wellenzüge ergeben. Bei konstanter Amplitude und Wellenlänge und nur wenig oder gar nicht verdeckten Kantenwellen sind die Bedingungen für eine sichere, kurzschlußfreie Kontaktierung und eine gute Verankerung der Schoopschicht am günstigsten.
Zur elektrischen Isolation der geraden Schnittkanten sind die beiden Folienbahnen Jeweils auf einem cirka 1 mm breiten Randstreifen (Isolierstreifen 5) "ausgebrannt".
Zur Herstellung des Kondensators geht man folgendermaßen vor: Zunächst legt man die beiden fertigen Folienbahnen Fo gegeneinander, daß die wellige Stirnkante der einen Bahn auf der geraden Stirnkante der anderen Bahn zu liegen kommt und diese im gewünschten Maß überragt. Dann werden beide Bahnen, mit ihren glatten Stirnkanten als Anschlagskanten, gewickelt. Die anschließenden Fertigungsschritte können in der gewohnten Weise durchgeführt werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche I 1. Wickelkondensator mit Folien, die aus elektrisch isolierendem Material bestehen, eine elektrisch leitfähige Metallisierung tragen und an jeweils einer ihrer beiden Stirnkanten durch eine Schoopierung kontaktiert sind, wobei die kontaktierten Stirnkanten einen welligen Verlauf haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Jeweils nicht kontaktierten Stirnkanten der Folien gerade verlaufen, daß die Folien längs ihrer geraden Stirnkanten in einem Randbereich ("Isolierrand" 5) keine elektrisch leitfähige Metallisierung tragen und daß die Folien derart mit Versatz gewickelt sind, daß die wellige Stirnkante einer Jeden Folienlage (1, 2, 3) der geraden Stirnkante einer direkt benachbarten Folienlage gegenüberliegt und sie in Richtung der Wicklungsachse zumindest teilweise überragt.
2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierten Folienstirnkanten mit einer konstanten Wellenlänge (w) gewellt sind.
3. Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierten Folienstirnkanten mit einer konstanten Amplitude (a) gewellt sind.
4. Wickelkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenamplitude (a) mindestens 0,5 mm groß ist.
5. Wickelkondensator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Folienlagen (1, 2, 3) mindestens den halben Betrag und höchstens den ganzen Betrag der Wellenamplitude (a) gegeneinander versetzt sind.
6. Wickelkondensator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Folienlagen (1, 2, 3) um mehr als den ganzen Betrag der Wellenamplitude (a) gegeneinander versetzt sind.
7. Wickelkondensator nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierrand (5) der Folien durch lokale Erhitzung ("Ausbrennen") der Metallisierung gebildet ist.
8. Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus einem nicht imprägnierten Kunststoff bestehen und ein- oder beidseitig metallisiert sind.
9. Verfahren zur Herstellung eines Wickelkondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige Folienbahnen verwendet und in richtiger Lage zueinander, mit ihren Jeweiligen geraden Stirnkanten als Führungskanten, gewickelt werden.