DE2501351A1

DE2501351A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von kondensatoren

Info

Publication number: DE2501351A1
Application number: DE19752501351
Authority: DE
Inventors: Ki Hong Kim; John Phillip Uhl
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1974-02-07
Filing date: 1975-01-15
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50110062A; DE2501351C3; GB1457477A; FR2273358A1; AU465535B2; AU7566374A; NL7415808A; DE2501351B2; BR7500259D0; IT1026705B; CH596652A5; SE7501306L

Description

ZUSTEXtUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEÜEH WAIt

8501 West Higgins Road _TM# „ssoese

TElEGH. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Chicago. 111. 60631/USA

Hamburg, ¹3. Januar 1975

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einem metallbeschichteten Folienband.

Bei der Herstellung von Kondensatoren mit einem gewickelten »etallbeschichteten Folienband wurde es als vorteilhaft festgestellt, eine kleine Länge eines Metallfolienbandes, wie z.B. Zinn- oder Aluminiumfolie in unmittelbaren Kontakt mit den metallbeschichteten Flächen des Folienbandes und den Abstand zueinander aufweisenden,damit zu verbindenden Anschlußdrähten zu bringen, um mit dem Metallfolienband'einen verbesserten elektrischen Kontakt zu schaffen. Bei der Herstellung derartiger Kondensatoren macht jedoch die Anbringung des Metallfolienbandes zusätzliche Arbeitsgänge und Vorrichtungen erforderlich, was die Herstellung der Kondensatoren wesentlich komplizierter macht und damit die Gesamtkosten erhöht.

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Demgemäß bezweckt die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die ein einfaches und wirksames Einführen kleiner Längen eines metallbeschichteten Folienbandes zwischen zwei Anschlußdrähte und die gegenüberliegenden leitenden metallbeschichteten Flächen der Folie gestatten, ohne die Gesamtkosten derartiger Kondensatoren wesentlich zu erhöhen,

Kurz gesagt, sieht die Vorrichtung-gemäß der Erfindung Vorkehrungen zur Instellungbringung zweier Anschlußdrähte in paralleler Abstandsanordnung zueinander vor. Ein dielektrisches Folienband, dessen beide Seiten mit einer Metallbeschichtung versehen sind, wird zwischen die Anschlußdrähte geführt· Metallfolienbänder werden zwischen jedem der Anschlußdrähte und den entsprechenden Metallschichtflächen der Folie in Kontaktsteilung damit gebracht. Diese Metallfolienbandstreifen verbessern den elektrischen Kontakt zwischen den Anschlußdrähten und den Metallschichtflächen, die die Platten des Kondensators bilden. Ein dielektrisches Folienband wird angrenzend an einer Seite des metaHbeschichteten Folienbandes so in Stellung gebracht, daß es die zugeordnete Metallfolie überdeckt und sie gegen einen Kontakt mit der anderen Seite der metallbeschichteten Folie isoliert, wenn der Kondensator um die Anschlußdrähte gewickelt wird.

Um die dielektrische Folie in Anlage an dem übrigen Aufbau zu halten, ist ein entfernbarer Dorn in den Kondensator eingeführt. Nachdem der Kondensator gewickelt ist oder zu irgendeinem Zeitpunkt, nachdem das anfängliche Wickeln beginnt, kann der Dorn

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aus dem Kondensator herausgezogen werden und der Kondensator um die beiden Anschlußdrähte gewickelt werden.

Nachdem die gewünschte Anzahl von Windungen des metallbeschichteten Folienbandes und der dielektrischen Folie um die Anschlußdrähte gewickelt sind, wird das metallbeschichtete Folienband und die dielektrische Folie abgeschnitten. Das Ende der dielektrischen Folie ist jedoch länger als das des metallbeschichteten Folienbandes, so daß wenigstens eine vollständige äußere Windung der dielektrischen Folie erzielt wird. Auf diese Weise wird eine den Kondensator umgebende Schutzschicht gebildet. Mit der Vorrichtung wird dann die dielektrische Folie aufgeheizt, um eine Schweißung entlang dem äußeren Umfang zu bilden und dadurch das metallbeschichtete Folienband einzuschließen und die ganze Wicklung zusammenzuhalten.

Viele andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich, in denen gleiche Bezugsziffern in allen Figuren gleiche Teile bezeichnen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Herstellung von Kondensatoren aus einem metallbeschichteten Folienband;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, wie die metallbeschichtete Folie die dielektrische Folie und die Metallfolien zwischen den Anschlußdrahten und der entfernbare Dorn

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angeordnet und um die Anschlußdrähte gewickelt werden}

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Kantenabschnitts der verschiedenen Teile, die um die Anschlußdrähte gewickelt werden sowie den Dorn zur Einleitung der Wicklung des zu bildenden Kondensators j

Fig· k eine Endansicht eines gewickelten Kondensators, wobei gezeigt ist, daß die dielektrische Folie langer als die metallbeschichtete Folie abgeschnitten ist, um wenigstens eine äußere Windung aus dielektrischem Material zu bilden} und

Fig. 5 zeigt die Schweißung der dielektrischen äußeren Schicht zur Vervollständigung der Herstellung des Kondensators aus einer metallbeschichteten Folie.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Teiles der Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung 10 dient zur Herstellung von Kondensatoren aus einem metallbeschichteten Folienband und weist eine erste und eine zweite Drahtaufnahme- und Wickelvorrichtung 11 bzw. 12 auf, um zwei Anschlußdrähte und Ik in parallelem Abstand zueinander in der Vorrichtung in Stellung zu halten. Die Drahtaufnahmevorrichtungen 11 und 12 weisen Mittel auf, um die Anschlußdrähte 13 und 14 um eine zwischen ihnen angeordnete mittlere Achse zu drehen.

Eine Transportvorrichtung 16 für ein metallbeschichtetes Folienband weist eine Rolle mit Folienmaterial 17 auf, dessen beide Seiten metallbeschichtet sind, wobei die metallischen

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Oberflächen durch die dielektrische Folie auf Abstand voneinander gehalten sind. Dieses Material wird oft als metallbeschichtetes Folienband bezeichnet. Von der Rolle 17 wird eine Länge 18 des metallbeschichteten Folienbandes abgezogen und zwischen zwei Anschlußdrähten 13 und 14 in Stellung gebracht. Das metallbeschichtete Folienband 18 kann über mehrere Führungsrollen,hier im ganzen mit 19 bezeichnet, geführt werden. Während hier ein einziges metallbeschichtetes Folienband gezeigt ist, das beiderseits metallbeschichtete Oberflächen hat, um die Kondensatorplatten des Kondensators zu bilden, wird darauf hingewiesen, daß zwei nur an einer Seite metallbescEichtete Folienbänder verwendet werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweiohen.

Eine im ganzen mit 20 bezeichnete Transportvorrichtung für ein Metallfolienband weist eine Rolle 21 mit einer Metallfolie, z.B. Zinn- oder dergleichen Folie,von der die Zinnfolie über zwei Führungsrollen 22 und 23 geführt ist, wobei das Ende auf einem Stützteil 24 aufliegt. Von einer zweiten Metallfolienrolle 26 läuft die Folie über zwei Führungsrollen 27 und 28. Das Ende der Metallfolie 26 ist auf einer Stützrolle

29 abgestützt. Um eine Isolierung zwischen den gegenüberliegenden metallbeschichteten Flächen der Folie zu bilden, wenn sie um sich selbst gewickelt wird, ist eine Transportvorrichtung

30 für eine dielektrische Folie vorgesehen. Hier ist eine Rolle mit dielektrischer Folie 3I gelagert, wobei die dielektrische Folie 32 um zwei Führungsrollen 33 und 3k läft. Das Ende der dielektrischen Folie 32 ist auf einem Stützteil 36 abgestützt.

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Wenn die Enden der verschiedenen Folien, d.h. der metallbeschichteten Folie, der Metallfolien und der dielektrischen Folie in Stellung gebracht sind, wird die Vorrichtung durch geeignete Mittel betätigt, um die Anschlußdrähte 13 und \h zueinander hin zu bewegen und dabei eine Teilwindung der Metallfolie um dieselben zu bilden. Ein entfernbarer Dorn kO nimmt eine Stellung ein, um die dielektrische Folie 32 teilweise um denselben zu wickeln und den Endabschnitt der Folie unmittelbar neben der metallbeschichteten Folie 18 in Stellung zu bringen.

Zwei den Metallfolienbändern 21 und Z6 zugeordnete Schneidvorrichtungen 4i und k2 dienen dazu, vorbestimmte Längen der Bänder abzuschneiden, die zwischen die Anschlußdrähte und die entsprechenden metallbeschichteten Oberfläche des metallbeschichteten Folienbandes 18 eingeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß beliebige Schneidvorrichtungen den Rollenanordnungen 17 und 31 zugeordnet sein können, um das metallbeschichtete Folienband 18 bzw. das dielektrische Folienband 32 abzuschneiden.

Das Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren gemäß der Erfindung geht am besten aus der schematischen Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung hervor. Hier wird der beidseitig metallbeschichtete Folienstreifen 18 mit seinem Endabschnitt zwischen den in parallelem Abstand angeordneten Anschlußdrähten 13 und 14 in Stellung gebracht. Ein Stück des Metallfolienbandes 21 wird zwischen die benachbarten Flächen des metallbeschichteten Folienbandes und der Anschlußdrähte

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eingeführt, um die die elektrische Verbindung zu verbessern. Die Endabschnitte des Metallfolienbandes sind über Führungsrollen 24 und 29 geführt und durch Haltevorrichtungen 43 bzw. 44 in Stellung gehalten. Schieber 46 und 47 drücken die Anschlußdrähte 13 und 14 fest gegeneinander und klemmen das beidseitig metallbeschichtete Folienband und die Metallfolie zwischen sich ein. Ein dritter Schieber 48 führt den entfernbaren Dorn 4θ angrenzend an die Anschlußdrähte 13 vm.d 14 ein and bringt dabei das dielektrische Folienband 32 in feste Anlage an die Unterseite des metallbeschichteten Folienbandes und des Metallfolienbandes 46, wie dargestellt. Nachdem alle Teil· ordnungsgemäß in Stellung gebracht worden sind, werden die Anschlußdrähte mit 13 und 14 und der entfernbare Dorn 40 gedreht. Im Ausführungsbeispiel ist die Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinne· Es dürfte jedoch einleuchten, daß die Drehrichtung, falls erwünscht, im Uhrzeigersinne erfolgen kann.

Es wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen, in der die Einzelheiten der Umwicklungen der Enden des metallbeschichteten Folienbandes,des Metallfolienbandes und des dielektrischen Folienbandes dargestellt sind· Hier sind die kurzen Streifen des Metallfolienbandes nit 21a und 26a bezeichnet, die ausreichend lang sind, um die betreffenden Anschlußdrähte 13 und 14 teilweise zu umschlingen. Ein kleiner Spalt 46a kann zwischen dem metallbeschichteten Folienband und dem dielektrischen Folienband infolge des Metallfolienbandes 21a entstehen. Es dürfte jedoch klar sein, daß der Spalt 46a tatsächlich sehr gering ist, da die Metallfolien außerordentlich dünn sind«,

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Nachdem die gewünschte Anzahl von Windungen des gewickelten Kondensators erzielt sind, kann der Dorn 40 entfernt, das metallbeschichtete Folienband abgeschnitten und um den gewickelten Kondensator gelegt werden, so daß das Ende 45 desselben freiliegt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Das dielektrische Folienband 32 wird länger als das metallbeschichtete Folienband 18 abgeschnitten, um das Ende 45 mit dem dielektrischen Folienband zu überdecken, so daß das Ende 51 desselben über das Ende 45 hinaus vorsteht. Hierdurch wird dann eine Flächenberührung zwischen zwei Schichten des dielektrischen Folienbandes erzielt, um den Kondensator einzuhüllen.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, ist eine Heizvorrichtung 49 vorgesehen, die mit einem Heizelement 50 am dielektrischen Folienband 32 an einer Stelle hinter dem Ende 45 des metallbeschichteten Folienbandes 18 angreift, um die beiden äußeren Schichten des dielektrischen Folienbandes zusammenzuschweißen. Hierdurch wird im wesentlichen der ganze gewickelte Kondensator eingeschlossen und sichergestellt, daß sich das gewickelte Material nicht abwickeln kann.

Das dielektrische Folienband 32 kann aus einem nicht-wärmeschrumpfenden Material bestehen, bevorzugt wird jedoch ein wärmeschrumpfendes Material. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß beim Schrumpfen die kurzen Streifen der Metallfolienbänder 21a und 26a einen besseren Kontakt mit den Anschlußdrähten 13 und 14 herstellen. Die kurzen Streifen der

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Metallfolien 21a und 26a dienen weiter dazu, die elektrische Verbindung zwischen den Anschlußdrähten 13 und 14 und dem metallbeschichteten Folienband 18 zu verbessern und mögliche KurzSchlußprobleme zu reduzieren, die auftreten könnten, wenn die Anschlußdrähte 13 und 14 in die Wicklung gezogen und da£ dielektrische Folienband 32 zerrissen wird. Es ist ein wirksames und einfaches Verfahren nebst Vorrichtung zur Herstellung von Kondensatoren aus metallbeschichteten Folienbändern beschrieben, wobei zwei der Anschlußdrähte verwendet werden, um das Kondensatormaterial zu drehen und wobei ein entfernbarer Dorn verwendet wird, um das dielektrische Folienband in Stellung zu halten und den Wickelvorgang zu unterstützen. Es wird darauf hingewiesen, daß die beschriebene und dargestellte Ausführungsform abgeändert werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken im Rahmen der Ansprüche abzuweichen»

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Claims

Patentansprüche:

/ 1 .«'Vorrichtung zur Herstellung eines Kondensators mit einem metallbeschichteten Folienband, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anschlußdrähte (13» 1*0 ^^η einer ersten und einer zweiter Drahteinführ- und Wickelvorrichtung (11, 12) in parallelem Abstand zueinander gehalten sind, zwischen die das eine Ende einer bandförmigen metallbeschichteten Folienlänge (18) von einer Zuführvorrichtung (i6) einführbar ist, daß zwei Zuführvorrichtungen (20, 26-29) für bandförmige Metallfolien (21a, 26a) vorbestimmter Längen vorgesehen sind, die die Metallfolien den gegenüberliegenden Seiten der metallbeschichteten Folie (18) nahe dem einen Ende derselben zuführen, um einen elektrischen Kontakt zwischen der metallbeschichteten Folie und den beiden Anschlußdrähten (13» 1*0 herzustellen, daß eine Zuführvorrichtung (30) für ein dielektrisches Folienband (32) vorbestimmter Länge vorgesehen iät, die das eine Ende des dielektrischen Folienbandes über das eine Ende der metallbeschichteten Folie (18) und eine der Metallfolien (21a) legt und daß die beiden Anschlußdrähte (13> 1*0 durch einen Antrieb um eine zwischen ihnen liegende Achse drehbar sind, um die Folien (18, 21a, 26a, 32) zu einem Kondensator zu wickeln, dessen Wert durch die Anzahl der Drehungen der beiden Anschlußdrähte vorbestimmbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (46, 47) vorgesehen sind, die eine anfängliche Teilwindung der Metallfolien (21a, 26a) um die entsprechenden

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Anschlußdrähte (13» 1*0 bilden,bevOr dieselben durch den Antrieb gedreht werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Metallfolienbänder (21a, 26a) von einer fortlaufenden Länge eines auf einer Rolle (21, 26) gewickelten Bandes abtrennbar ist und daß Vorrichtungen (46, 47) vorgesehen sind, die an den freien Enden der Metallfolienbandlängen angreifen und dieselben in Anlage an den Anschlußdrähten (13» 1*0 halten und daß Schneidvorrichtungen (41, 42) vorgesehen sind, mit denen die vorbestimmten Metallfolienbandlängen von der fortlaufenden Bandlänge abtrennbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein benachbart zu den Anschlußdrahten (13, 14) angeordneter, sich parallel dazu erstreckender Dorn (4θ) vorgesehen ist, der das dielektrische Folienband (32) während der anfänglichen Drehung der Anschlußdrähte in Stellung hält und daß der Dorn aus dem gewickelten Kondensator entfernbar ist.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem gewickelten Kondensator eine Heizvorrichtung (49) angeordnet ist, mit der wenigstens eine Windung des dielektrischen Folienbandes (32) um das Ende des metallbeschichteten Folienbandes herum aufgeheizt wird und zwei benachbarte Windungen des dielektrischen Folienbandes verschweißt werden.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Stützvorrichtung zur Aufnahme einer Rolle (17) mit einem metallbeschichteten Folienband (18) und eine zweite Stützvorrichtung zur Aufnahme einer ersten Rolle (21) mit einem Metallfolienband (21a),eine dritte Stützvorrichtung zur Aufnahme einer zweiten Rolle (26) mit einem Metallfolienband (26a) und eine vierte Stützvorrichtung zur Aufnahme einer Rolle (3I) mit einem dielektrischen Folienband (32) vorgesehen sind und daß Folientransportvorrichtungen (16, 20, 30) vorgesehen sind, die das metallbeschichtete Folienband (18), das erste und zweite Metallfolienband (21a bzw. 26a) und das dielektrische Folienband (32) von den entsprechenden Rollen abziehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Folientransportvorrichtung (16, 20, 30) für das metallbeschichtete Folienband (18),das erste und zweite Metallfolienband (21a, 26a) und das dielektrische Folienband (32) Führungsrollen (19, 20, 23, 27, 28, 33, 34) zugeordnet sind.
8. Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren mit einem metallbeschichteten Folienband, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anschlußdrähte in parallelem Abstand zueinander in Stellung gebracht werden, daß ein Ende einer metallbeschichteten Folienbandlänge zwischen die beiden Anschlußdrähte geführt wird, daß Metallfolienbandlängen beiderseits der metallbeschichteten Folie zwischen den entsprechenden

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Anschlußdrähten angeordnet werden, tun einen elektrischen Kontakt zwischen den Anschlußdrähten und den gegenüberliegenden metallbeschichteten leitenden Flächen der metallbeschichteten Folie herzustellen, daß ein Ende einer dielektrischen Folienbandlänge über eine der Metallfolienbandlängen gelegt wird und daß dann die Anschlußdrähte um eine zwischen ihnen liegende Achse gedreht und die Folienbandlängen darumgewickelt werden, um einen Kondensator zu bilden.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein entfernbarer Dorn zwischen die Abstand zueinander aufweisenden Anschlußdrähte geführt wird, durch den das dielektrische Folienband während der anfänglichen Drehung der Anschlußdrähte in Stellung gehalten wird und daß der Dorn nach beendeter Wicklung des Kondensators entfernt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vorbestimmte Längen des metallbeschichteten Folienbandes und des dielektrischen Folienbandes nach dem Wickeln um die Anschlußdrähte abgeschnitten werden, um einen Kondensator vorbestimmten Wertes zu bilden«
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Folienband an der Außenfläche des gewickelten Kondensators aufeinandergeschweißt wird, um das metallbeschichtete Folienband und die Metallfolienbänder einzuschließen.

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