DE758240C - Verfahren zur Herstellung elektrischer Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus polymerem Werkstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung elektrischer Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus polymerem Werkstoff Kunststoffe sind bekanntlich bereits mit gutem Erfolg für Kondensatorendielektrika verwendet worden. Vor allem haben sich die Polymerisationsprodukte des Styrols infolge ihrer geringen Verluste für diesen Zweck bewährt, wenn auch daneben noch andere Verbindungen, beispielsweise Polyvinylchloride, Celluloseacetate, Polymethacrylsäureester usw., benutzt werden.
• Die allgemeine Anwendung dieser Kunstprodukte in der üblichen Weise an Stelle der bisher verwendeten Papierlage stößt nun, sofern man Wickelkondensatoren herstellen will, bei einigen dieser Kunststoffe auf Schwierigkeiten, da sie nicht biegefest, sondern spröde sind und außerordentlich leicht brechen. Man beschränkte sich daher auf die Herstellung von Schichtkondensatoren, wobei allerdings eine rationelle Fertigung von größeren Kapazitätswerten nicht möglich ist.
• Ein großer Fortschritt ist durch die bekannte Herstellung der gereckten Kunstfolien, insbesondere der gereckten Polystyrolbänder, die unter dem Handelsnamen Styroflex bekannt sind, erzielt worden. Solche gereckten Isolierstoffbänder, die nach einem besonderen Verfahren hergestellt werden, können in einer oder in jeder Richtung biegsam und geschmeidig gestaltet werden, so daß sich daraus ohne Schwierigkeiten Wickelkondensatoren fertigen lassen.
• Es wird nun vorgeschlagen, bei der Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren, zu deren Aufbau gereckte Kunststoffbänder aus polymerem Werkstoff als Dielektrikum verwendet werden und bei denen die Kunststoffbänder nur in der Wickelrichtung gereckt sind, derart zu verfahren, daß erfindungsgemäß der Kondensator nach dem Aufwickeln der Isolierstoffbänder zusammen mit selbständigen oder aus Metallisierungen bestehenden Belegungen einer Wärmebehandlung unterzogen wird, bei welcher die allein in der Wickelrichtung gereckten Isolierstoffbänder ganz oder zum Teil entreckt werden.
• Es wird hierbei von der Eigenschaft der gereckten polymeren Erzeugnisse Gebrauch gemacht, bei einer Erwärmung auf bestimmte Temperaturen sich aus dem gereckten in den ungereckten Zustand zurückzuverwandeln, wodurch unter anderem. bei Wickelkondensatoren eingeschlossene Luft aus dem Wickelkörper herausgequetscht wird. Weiterhin aber hat die Verwendung von einseitig gereckten Isolierstoffbändern aus polymerem Werkstoff für Kondensatorenwickel mit anschließender, durch Erwärmung bedingter Entreckung den überraschenden Vorteil, daß, gleichgültig ob man die Kondensatorenkörper bis zur völligen Entreckung oder nur bis zu einer teilweisen Entreckung der Isolierstoffbänder der Erwärmung aussetzt, nur ein sehr geringer Isolationsausschuß bei den fertigen Kondensatoren auftritt. Wie die Untersuchungen ergaben, liegt dies daran, da.ß bei einseitig gereckten Isolierstoffbändern bei Erwärmung eine Querkontraktion fehlt, so daß keine Bew@°gung des Isoliermaterials auf die Längskante der Belegungen eintritt, wie bei allseitig gereckten Bändern, die sich nicht nur in der Wickelrichtung, sondern auch quer dazu zusammenziehen, wodurch die Isolationsfehler stark begünstigt werden, weil die Belegungslängskanten in das Isoliermaterial eindringen und dieses sogar durchstoßen können.
• Da die zum Aufbau von Wickelkondensatoren benötigten dielektrischen Zwischenlagen nur in Bandrichtung auf Biegung beansprucht werden, sind daher die in Bandrichtung gereckten polymeren Isolierbänder in gleicher Weise wie allseitig gerecktes Material verwendbar, und gleichzeitig gestatten sie durch die Entreckungsmöglichkeit die Herstellung eines festen Wickelkörpers.
• Die in dieser Weise hergestellten Wickelkondensatoren zeigen nun aber noch verschiedene Vorteile, die teilweise völlig überraschend sind. Zunächst behält der Fertigwickel infolge der fehlenden Querkontraktion völlig ebene Stirnflächen, die senkrecht auf der Wickelachse stehen, was bei den Kondensatoren mit allseitig gereckter Folie nicht der Fall ist, bei welchen sich nämlich die äußeren Lagen in der Querrichtung stärker zusammenziehen als die mittleren, die unter erhöhtem Druck stehen, so daß die Stirnseiten besonders hei stärkeren Wickeln bei völliger Entreckung der Isolierstoffstreifen kegelförmig gestaltet sind. Die mechanischen Eigenschaften und Werte der einseitig gereckten Folien sind weiterhin viel gleichmäßiger, da die Ausrichtung der Molekülketten nur in einer Richtung, nämlich in Bandrichtung erfolgt. Insbesondere sind die erzielten Folienstärken wesentlich gleichmäßiger, was für die Erzielung einer bestimmten Kapazität, nach Windungszahl oder Bandlänge berechnet, sehr wichtig ist.
• Sehr überraschend ist jedoch, daß die nur einseitig gereckten Folien und damit auch die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Kondensatoren eine höhere @t'ärmebeständigkeit aufweisen, was von größter Bedeutung ist, da bei diesen noch verhältnismäßig temperaturempfindlichen Stoffen bereits wenige Grade höhere Temperaturbeständigkeit weitere Anwendungsgebiete öffnen.
• Die nach der Erfindung hergestellten Kondensatoren können im wesentlichen in genau der gleichen bekannten Weise wie auch die anderen mit allseitig gereckter Isolierstofffolie hergestellten Wickel «-eiterbehandelt «-erden, insbesondere durch plötzlichen Wärmeanstieg an den Rändern verschweißt werden und durch eine längere, unterhalb der jeweiligen Entreckungstemperatur liegende Temperatur behandelt werden, um einen schleifenfreien Kapazitätsgang zu erzielen.
• Zur Herstellung der Kondensatoren eignen sich alle reckbaren Kunststoffe, neben Polystyrol beispielsweise sonstige Vinylverbindungen, wie Polyvinylchlorid, Celluloseacetate oder auch Mischpolymerisate aus diesen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung elektrischer Wickelltondensatoren, zu deren Aufbau gereckte Kunststoffbänder aus polymerem Werkstoff als Dielektrikum verwendet werden und bei denen die Kunststoffbänder nur in der Wickelrichtung gereckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator nach dem Aufwickeln der Isolierstoffbänder zusammen mit selbständigen oder aus Metallisierungen bestehenden Belegungen einer Wärmebehandlung unterzogen wird, bei welcher die allein in der Wickelrichtung gereckten Isolierstoffbänder ganz oder zum Teil entreckt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren mittels einer unterhalb der jeweiligen Entreckungstemperatur liegenden Temperatur nachbehandelt werden, um schleifenfreienKapazitätsgang zu erzielen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren durch einen plötzlichen Wärmeanstieg andenfreien aufeinanderliegenden Randteilen des Dielektrikums verschweißt werden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 552 087; österreichische Patentschriften Nr. 145 200, 145 852, 89 6-58; schweizerische Patentschrift Nr. 173 82o; französische Patentschriften Nr. 762 838, 784 370, gi8 126, 819.4.22, 8.23 499 britische Patentschriften Nr. 4.16 735, 438 329 USA.-Patentschrift Nr. 2 027 962.