DE2953393C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gewickelten Folienkondensator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ein Folienkondensator und ein Verfahren dieser Art sind aus dem DE-GM 74 35 300 bekannt.

Gewickelte Folienkondensatoren werden nach dem Stand der Technik (DE-OS 25 27 536 und DE-GM 74 35 300) dadurch hergestellt, daß eine Oberfläche einer Folie mittels einer Maske im Vakuum mit Metall beschichtet wird, wobei durch die Maskierung ein metallfreier Streifen auf der metallbeschichteten Oberfläche gebildet wird. Die Folie wird dann längs des metallfreien Streifens geteilt, um auf diese Weise Folienpaare zu erhalten, die an gegenüberliegenden Seiten jeweils eine metallfreie Randzone aufweisen.

Es ist auch bekannt (DE-PS 9 76 814 und DE-OS 20 36 663), die Metallschicht auf einer Folienoberfläche im Bereich einer Randzone nachträglich elektrisch, chemisch oder mittels Laserstrahl zu entfernen.

Die so präparierten Folien werden paarweise übereinander auf einen Dorn aufgewickelt, und zwar im Falle des Verfahrens gemäß DE-GM 74 35 300 unter gegenseitigem, seitlichem Versatz, d. h., in Deckungsfehllage, wodurch die metallbeschichteten Ränder der beiden Folien über die metallfreien Ränder überstehen. Beim Aufwickeln legt sich die metallbeschichtete Oberfläche der einen Folie an die metallfreie Oberfläche der anderen Folie an, wodurch sich die erforderliche Trennung der Metallbeschichtungen durch das Isoliermaterial der Folien ergibt.

Die Schwierigkeit bei allen bekannten Folienkondensatoren besteht darin, den gewünschten Kapazitätswert einzuhalten, der von der Gesamtfläche der sich überdeckenden Metallbeschichtungen bestimmt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einem gewickelten Folienkondensator der eingangs erwähnten Art eine einfache, bequeme Steuerung des gewünschten Kapazitätswertes zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Folienkondensators ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Folienkondensators ist in dem Patentanspruch 5 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 5 ergeben sich aus den Unteransprüchen 6 bis 9.

Der erfindungsgemäße Folienkondensator unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß die unbeschichtete, linienförmige Randzone jeder Folie einen nichtleitenden Linienabschnitt aufweist, welcher auf der inneren und äußeren Windung des Folienkondensators sich mit dem entsprechenden linienförmigen Abschnitt der jeweils anderen Folie deckt, so daß sich gegenüber den übrigen Windungen eine Abweichung von dem herkömmlichen Schema ergibt. Diese spezielle Ausbildung der linienförmigen Abschnitte auf der inneren und äußeren Windung erlaubt eine bequeme Steuerung des gewünschten Kapazitätswertes des Folienkondensators. Wenn die gewickelten Kondensatorfolien mit Anschlüssen versehen und an eine Spannungsquelle angeschlossen werden, liegen die gegenüberliegenden Metallbeschichtungen der inneren und äußeren Windungen auf gleichem Potential, wohingegen die restlichen Windungen zwei metallbeschichtete Bereiche zwischen den gegenüberliegenden Randlinien darstellen, welche auf Potentialen entgegengesetzter Polarität liegen und somit Ladungen speichern bzw. als Kondensatorbeläge wirken. Auf diese Weise läßt sich durch einfaches Vergrößern oder Verkleinern der jeweiligen Länge des nichtleitenden Linienabschnitts in seiner deckenden und/oder nichtdeckenden Position der Kapazitätswert des gewickelten Folienkondensators justieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier metallbeschichteter Folien zur Herstellung eines Folienkondensators, welche erfindungsgemäß längs der metallbeschichteten Oberfläche angerissen sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ähnlich wie in Fig. 1, jedoch zur Herstellung eines Folienkondensators nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 2, welcher die auf der metallbeschichteten Folie angesammelten Ladungspolaritäten nach erfolgtem Aufwickeln und Anbringen von Anschlüssen wiedergibt;

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1, welcher die auf den Hauptbereichen der metallbeschichteten Folien angesammelten Ladungspolaritäten nach erfolgtem Aufwickeln und Anbringen von Anschlüssen wiedergibt;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1, welcher die bestehenden Ladungspolaritäten im Bereich des Kerns und der äußeren Windungen nach erfolgtem Aufwickeln und Anbringen von Anschlüssen wiedergibt;

Fig. 6 eine Draufsicht auf zwei Folien mit angerissenen Linien, welche zur Bildung eines Kondensatorwickels zusammengerollt werden;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten, gewickelten Folienkondensators, welcher mit geeigneten Anchlußdrähten versehen ist;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines gewickelten Folienkondensators, welcher flachgeformt ist und mit maschinell einführbaren Anschlußdrähten versehen wurde;

Fig. 9 eine weitere, teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die mit Strukturierungen versehenen, metallbeschichteten Folien zur Veranschaulichung der Ladungen auf den metallbeschichteten Oberflächen des Kondensators;

Fig. 10 eine Draufsicht ähnlich wie Fig. 9 für abgewandelte, mit Strukturierungen versehene, metallbeschichtete Folien, wobei sich die dargestellten Ladungen durch Anreißen der Linien in unterschiedlicher Strukturierung auf der äußeren und inneren Windung ergeben;

Fig. 11 eine Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer mit Strukturierungen versehenen, metallbeschichteten Folie zur Darstellung der Ladungspolarisation bei Anreißen nur einer Folie mit aufeinanderfolgenden und am Rand verlaufenden Linien, während die andere Folie mit nichtmetallischen Randzonen versehen ist;

Fig. 12 eine schematische Ansicht einer mit Laserstrahlen arbeitenden Anreiß- und Wickelanlage, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist;

Fig. 13 eine Draufsicht auf die bei der Anlage nach Fig. 12 verwendeten Anreißeinrichtungen, die dazu dienen, übereinanderliegende und am Rand verlaufende Linien auf den metallbeschichteten Folien anzubringen;

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine vollständig metallbeschichtete Folienoberfläche, welche mittels Laserstrahlen durch die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Anlage unter Herstellung zweier mit Strukturierungen versehener Folien angerissen wurde; und

Fig. 15 eine Draufsicht auf eine vollständig metallbeschichtete Folienoberfläche, welche mittels Laserstrahlen durch die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Anlage unter Herstellung zweier mit Strukturierungen versehener Folien angerissen wurde.

In Fig. 2 ist die Ausbildung eines gewickelten Folienkondensators nach dem Stand der Technik dargestellt, der vor der Beschreibung eines erfindungsgemäßen Folienkondensators zu dessen besserem Verständnis erläutert werden soll. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden zwei aus Kunststoffmaterial bestehende, mit jeweils einseitiger Metallbeschichtung versehene Folien 10 und 11 auf einen geteilten Dorn 12 gewickelt, welcher aus den beiden Hälften 12A und 12B besteht. Die Folie 10 weist eine metallbeschichtete Oberfläche 13 auf, welche mit einer metallfreien, sich in Längsrichtung erstreckenden Randzone 14 versehen ist, während die Folie 11 eine metallbeschichtete Oberfläche 16 aufweist, welche mit einer metallfreien, sich in Längsrichtung auf der gegenüberliegenden Seite erstreckenden Randzone 17 versehen ist. Zur Ausbildung der metallbeschichteten Oberflächen wird Metall, wie beispielsweise Zink oder Aluminium, aufgedampft oder in anderer Weise durch eine Maske auf einer sich in Längsrichtung bewegenden, dünnen Folie aus Kunststoffmaterial niedergeschlagen, welche aus einem dielektrischen Material, wie beispielsweie aus einem Polykarbonat oder einem Polyester, besteht. Da der Metalldampf mittels einer Maske aufgebracht oder abgelagert wird, verlaufen die Begrenzungslinien 18 und 19 zwischen den metallbeschichteten und metallfreien Flächenbereichen der Folien unregelmäßig und faserig.

Vor allem kann auch Metall während der Maskierung seinen Weg unter der Maske hindurch nehmen und sich auf der Randzone ablagern.

Die maskierte metallbeschichtete Folie wird auf einen drehfähigen Aufnahmedorn aufgewickelt und anschließend einem Längenschneidgerät zugeführt, wobei die Folie unter einem Spaltmesser entlang läuft, um die Folie längs der Mittellinien der metallbeschichteten und metallfreien Streifen aufzutrennen. Nach dem Aufwickeln auf einen anderen Aufnahmedorn werden die Folien einer Wickeleinrichtung zugeführt, in welcher diese zu Kondensatoren gewickelt werden. Während dieser verschiedenen Aufwickel- und Rückwickelvorgänge stellt sich eine bestimmte Deckungsfehllage oder seitliche Überlappung der Windungen ein.

Das Wickeln eines Kondensatorrohlings oder -wickels wird durch das Einführen der beiden Folienanfänge 21 und 22 zwischen die beiden Dornhälften 12A und 12B vorgenommen, wobei durch anschließende Drehung des Dorns 12 die Anfänge 21 und 22 in die vorderen Flächenbereiche der Folienhauptteile eingewickelt werden. Die Führung und Positionierung der Folien auf dem Dorn wird so eingerichtet, daß die Streifen mit Versatz oder Deckungsfehllage eines Streifens gegenüber dem anderen aufgewickelt werden, so daß die vollständige metallbeschichteten Randzonen über die metallfreien Randzonen der anschließenden aufgewickelten Windungen hinausragen.

Um eine solche gewünschte Deckungsfehllage sicherzustellen, muß eine beträchtliche, zusätzliche Deckungsfehllage bei der Ausbildung der metallfreien Randzone eingeführt werden, um unregelmäßig verlaufende Begrenzungslinien oder Fehllagen zu kompensieren, wie sie durch die vorangegangenen Aufwickel- und Rückwickelvorgänge während der Metallbeschichtung und Auftragung der Folien hervorgerufen werden. Als Folge dieser Kompensation müssen die metallbeschichteten Streifen breiter und länger ausgebildet werden, um die notwendige Überlappung der metallbeschichteten Flächen zur Erzielung der gewünschten Kapazität sicherzustellen.

Während des Wickelvorganges der beiden Folien liegt die metallbeschichtete Oberfläche jeder Folie jeweils an der metallfreien Oberfläche der anschließenden Folie an, wenn die beiden Streifen zusammengewickelt werden. Gegen Ende des Wickelvorganges wird eine metallfreie, dielektrische Folie 23 aus Kunststoffmaterial zwischen die Folien 10 und 11 geschoben und zusammen mit diesen aufgewickelt, um so einige Umschlingungen um die aufgewickelten, metallbeschichteten Folien vorzusehen. Der aufgewickelte Kondensatorrohling wird anschließend einer äußeren Wärmebehandlung zugeführt, um eine Verbindung und Versiegelung der äußeren Windungen herbeizuführen und damit ein Aufblättern zu verhindern, wenn die beiden Dornhälften nacheinander weggenommen und der Kondensatorrohling durch nachfolgende Fertigungsschritte weiter vervollständigt wird.

Die beiden Enden des aufgewickelten Kondensatorrohlings 24 werden durch eine Maske mit einem lötbaren Metall besprüht, um poröse Lotblöcke 25 und 26 (siehe Fig. 7) auszubilden. Anschließend wird der Kondensatorwickel in eine Vakuumkammer gegeben, wo er mit Wachs getränkt wird, welches sich in der bei Wegnahme des Dorns entstehenden Öffnung ablagert und zwischen die Windungen der Folie eindringt. Das eingebrachte Wachs dient zur Verhinderung einer Oxidation der Metallbeschichtungen und verschließt gleichzeitig die vom Dorn freigelegte Öffnung. Danach wird der Kondensatorwickel durch das Anbringen von drahtähnlichen Anschlußklemmen 27 und 28 an die Lotblöcke 25 und 26 mit Anschlüssen versehen.

In einer alternativen Ausführung wird der Kondensatorwickel vor den abschließenden Fertigungsschritten in eine flache Form gebracht. In diesem Fall können die Anschlußklemmen in Form radial verlängerter Leiter ausgebildet sein, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist.

Um das Aufladen eines Kondensators in Verbindung mit einer Ladeschaltung zu betrachten, sei auf Fig. 3 Bezug genommen, in welcher ein Schnitt durch nebeneinanderliegende, zusammen aufgewickelte Folien gezeigt ist. Das Anlegen eines negativen Potentials an die linke Randzone der Folie 10 ruft eine negative Ladung auf der metallbeschichteten Oberfläche 13 hervor, während das Anlegen eines postitiven Potentials an die rechte Randzone des Streifens 11 die metallbeschichtete Oberfläche 16 zur Ausbildung einer positiven Ladung veranlaßt. Aus Fig. 2 kann entnommen werden, daß der bei den aufgewickelten Folien vorgenommene Versatz in Längsrichtung verlaufende, metallbeschichtete Randzonen hervorruft, welche in den zwischen nebeneinanderliegenden Windungen eines Streifens und der mit Versatz dazwischenliegenden Windung des anderen Streifens gebildeten Zwischenräumen oder Lücken freiliegen. Diese in den Zwischenräumen freiliegenden, metallbeschichteten Randzonen ergeben zusammen mit den freiliegenden Enden der metallbeschichteten Flächen geeignete Stellen für eine Verbindung der Lotblöcke mit den metallbeschichteten Oberflächen der betreffenden Folien. Die metallfreien Randzonen 14 und 17, welche durch den Wicklungsversatz von den Endbereichen des Kondensatorwickels zurückgesetzt liegen, sorgen dafür, daß die metallbeschichtete Oberfläche einer Folie keinen Kurzschluß mit der metallbeschichteten Oberfläche der anderen Folie ergibt, wenn eine Ladungsspannung an die Anschlußklemmen angeschlossen wird.

Um das Vorhandensein ausreichender, metallfreier Randzonen sicherzustellen, werden die Randzonen von Anfang an breit genug vorgesehen, um jede Unregelmäßigkeit der Begrenzungslinien 18 und 19 zwischen den metallbeschichteten und metallfreien Oberflächen der Folien zu kompensieren und Deckungsfehllagen infolge der Aufwickel- und Rückwickelvorgänge auszugleichen. Als Folge der verwendeten relativ breiten, metallfreien Randzonen und einer relativ großen Deckungsfehllage während des Aufwickelns ergibt sich eine Flächenverkleinerung der übereinanderliegenden, metallbeschichteten Oberflächen, welche als Kondensatorbelegungen zur Verfügung stehen. Um einen Kondensator mit einer vorgegebenen Kapazität bereitzustellen, ist es deshalb notwendig, relativ breite oder lange Folienstreifen vorzusehen, um die Deckungsfehllage der aufgewickelten Folien auszugleichen.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, welche zwei metallbeschichtete, dielektrische Folienstreifen oder Bahnen 31 und 32 zeigt, die zur Ausbildung eines Kondensatorwickels auf einen geteilten, aus zwei halbrunden Teilkörpern 33A und 33B bestehenden Dorn aufgewickelt werden. Die Streifen können aus einem dielektrischen Kunststoffmaterial bestehen, welches in der Lage ist, einen Laserstrahl durchzulassen. Im übrigen wird der Kondensatorwickel nach den vorstehend angeführten Herstellungsschritten angefertigt, um entweder einen zylindrischen Kondensator nach Fig. 7 oder einen flachgeformten Kondensator nach Fig. 8 herzustellen.

Zur Fertigung der metallbeschichteten Folien 31 und 32 werden dielektrische Folienstreifen durch eine Vakuum-Metallbeschichtungseinrichtung oder eine andere Einrichtung zur Herstellung von Metallbeschichtungen geführt, um Folien auszubilden, welche jeweils auf einer Oberflächenseite vollständig metallbeschichtet sind. Geeignete Metalle zur Metallbeschichtung der Folien sind u. a. Zink oder Aluminium. Eine einzige, breite Folie, deren eine Oberfläche vollständig metallbeschichtet ist, wird dann mehrfach aufgeschnitten, um Folienstreifen 31 und 32 einer vorgegebenen Breite zu erzeugen. Für die Herstellung des Kondensatorwickels werden diese Streifen 31 und 32 weiterverarbeitet, um dünne, nichtmetallische oder nichtleitende Begrenzungslinien hervorzurufen, welche zur Festlegung der Kondensatorbelegungsflächen auf den metallbeschichteten Oberflächen verwendet werden.

Bei Betrachtung des Streifens 31 gemäß Fig. 1 und 6 läßt sich erkennen, daß eine entmetallisierte Linie oder ein von Linien begrenzter Bereich 34 so ausgebildet ist, daß sich für den Teilbereich 36 ein Verlauf längs des ungefähren Mittelabschnitts des Streifens ergibt. Diese Linie divergiert anschließend längs einer Linie 37 auf einen Punkt unmittelbar auf oder nahe der Kante der Randzone des Streifens. Von diesem Punkt aus wird eine metallfreie Linie 38 so ausgebildet, daß sie längs des Randes oder der Kante der Randzone verläuft. Längs der Folienkante kann eine Randzone 39 aus Metall (siehe Fig. 4 und 6) ausgebildet werden. Die Weiterführung des metallfreien Linienabschnittes 39 geht anschließend in einen divergierenden oder wieder konvergierenden Linienabschnitt 41 über, welcher zu dem ungefähren Mittelabschnitt der Folie verläuft, um sich mit dem Linienabschnitt 42 zu verbinden, welche längs des ungefähren Mittelabschnitts verläuft. Der mittlere Linienabschnitt 42 ist hierbei vorzugsweise längs des Mittelabschnittes 36 ausgerichtet.

Der Streifen 32 (siehe Fig. 1 und 6) wird in ähnlicher Weise hergestellt, um eine metallfreie Linie oder einen von Linien begrenzten Flächenbereich 35 so auszubilden, daß ein entmetallisierter Linienabschnitt 43 längs des ungefähren Mittelabschnitts der Folie verläuft. Die Lage der Linienabschnitte 36 und 43 ist so gewählt, daß die Linien 36 und 43 in übereinanderliegender Stellung angeordnet sind, nachdem die Folien auf einen Dorn 33 aufgewickelt wurden. Bei der Herstellung der metallfreien Linie 35 wird diese Linie längs des Linienabschnittes 44 bis in die Nähe der Randkante der Folie abgelenkt. Dabei verläuft die Ablenkung des Linienabschnittes 44 genau entgegengesetzt zur Richtung des divergierenden Linienabschnittes 37 auf der Folie 31. Die metallfreie Linie 35 wird längs der Randzone oder der Kante der Folie fortgesetzt, um einen Randlinienabschnitt 46 zu bilden, wobei eine aus Metall bestehende Randzone 47 vorgesehen werden kann, die sich entlang der Kante der Folie erstreckt.

Werden die metallbeschichteten Folien 31 und 32 zur Bildung eines Kondensatorwickels auf dem Dorn 33 aufgewickelt, so weist der Hauptteil der Wicklung entmetallisierte Linien auf, welche mit seitlichem Abstand längs gegenüberliegender Kanten der Randzonen verlaufen. Die entmetallisierte Linie 35 wird anschließend längs des wieder konvergierenden Linienabschnittes 48 auf einen Punkt zurückgelenkt, welcher sich im ungefähren Mittelabschnitt der Folie befindet. Anschließend wird eine längs des ungefähren Mittelabschnitts der Folie verlaufende Linie erzeugt, um den Linienabschnitt 49 zu bilden. Die Länge der Linie 49 wird dabei so gewählt, daß sich nach dem Zusammenwickeln der Folien 31 und 32 die Linienabschnitte 42 und 49 in übereinanderliegender Stellung befinden. Die Linienabschnitte 42 und 49 müssen nicht notwendigerweise in Längsrichtung zu den Linienabschnitten 36 und 43 ausgerichtet sein; es ist aber wichtig, daß die übereinanderliegenden Linienabschnitte 42 und 49 sowie die Linienabschnitte 36 und 43 radial ausgerichtet sind oder lagemäßig übereinstimmen, nachdem die Folien zu dem Kondensatorwickel aufgerollt wurden.

Die metallfreien Linien 34 und 35 lassen sich durch Bewegen der metallbeschichteten Folien relativ zu einem gepulsten Laserstrahl ausbilden, wobei dieser zum Ausbilden oder Anreißen der angeführten Linienkonfigurationen abgelenkt und mit einer genügend hohen Wechselrate gepulst wird, so daß eine Folge von übereinanderliegenden, von Metall befreiten Brennflecken entstehen, welche als nichtunterbrochene, begrenzte, von Metall befreite Linien auf den metallbeschichteten Folien erscheinen. Das Material für die Folien wird nach dielektrischen Eigenschaften und der Fähigkeit ausgewählt, einen großen Teil eines auftreffenden Laserstrahls nicht zu absorbieren. Nach empirischen Versuchen lassen sich Laserstrahlen außerdem steuern und fokussieren, ohne daß bei Entfernen der metallbeschichteten Oberfläche eine Beschädigung der darunterliegenden dielektrischen Folie auftritt. Es kann auch die Verwendung anderer Techniken zur Entfernung des Metalls und zum Anreißen erwogen werden, beispielsweise spanabhebende Verfahren zur Ausbildung der Linien oder das Verdampfen der Linien, indem die bewegten, metallbeschichteten Folien den Wirkungen einer Elektronen- oder Bogenentladungseinrichtung ausgesetzt werden.

Die um die Mittellinie angerissenen Bereiche der betreffenden Streifen werden lang genug gewählt, um im Bereich des Kerns und des Umfangs eine Anzahl Windungen vorzusehen, bei welchen sich die Linien 36 und 43 sowie die Linien 42 und 49 in übereinanderliegender Stellung befinden, wenn zwei angerissene Folien auf einem geteilten Dorn 33 zur Herstellung eines Kondensatorwickels aufgewickelt werden. Die weitere Verarbeitung des Kondensatorwickels besteht darin, die Enden wiederum mit Lötmittel zu besprühen und die Windungen mit Wachs zu tränken. Wie nach dem Stand der Technik weiter oben beschrieben, kann der Kondensatorwickel mit axial herausgeführten Anschlüssen gemäß Fig. 7 versehen werden; alternativ hierzu wird der Kondensatorwickel flach ausgebildet und mit radial herausgeführten Anschlüssen 51 und 52 gemäß Fig. 8 versehen.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 8 werden die Anschlüsse 51 und 52 mit schulterartigen Biegungen 53 und 54 versehen, welche von Greifern einer Bestückungsmaschine aufgenommen werden können, um die Anschlußstifte in die vorgesehenen Bohrungen einer gedruckten Schaltungsplatine oder eines Substrats einführen zu können.

In Verbindung mit Fig. 4, 5 und 9 soll die auftretende elektrische Ladungsverteilung für einen mit einer Ladeschaltung verbundenen Kondensator verständlich gemacht werden, wenn der Kondensator aus aufgewickelten Folien 31 und 32 aufgebaut ist, deren Oberflächen gemäß der Erfindung angerissen wurden. Zunächst sei Fig. 5 und die in Fig. 9 auf der rechten Seite dargestellte Zone C betrachtet. Fig. 5 zeigt einen vergrößert wiedergegebenen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1, in welchem die äußeren Windungen der beiden Folien mit den angerissenen Linien 42 und 49 in übereinanderliegender Stellung zu sehen sind. Diese Darstellung läßt außerdem erkennen, daß die Folien mit einer gewissen Deckungsfehllage aufgewickelt sind, um eine Freilegung der metallbeschichteten Randzonen für eine einfache Verbindung mit den Lotblöcken zu erreichen. Wird der Kondensator mit einer Ladeschaltung verbunden, so wird den rechten Kanten der metallbeschichteten Oberflächen das gleiche Potential, beispielsweise ein positives Potential, zugeführt, während den metallbeschichteten Kanten auf der linken Seite negative Potentiale zugeführt werden.

Im einzelnen teilt die angerissene, metallfreie Linie 42 die metallbeschichtete Oberfläche der Folie 31 in zwei metallbeschichtete Teilbereiche 61 und 62, während die angerissene, metallfreie Linie 49 die metallbeschichtete Oberfläche der Folie 32 in die Teilbereiche 63 und 64 aufteilt. Wird der Kondensator mit einer Ladeschaltung verbunden, so wird den übereinanderliegenden Teilbereichen 62 und 64 ein positives Potential in der Weise aufgeprägt, daß sich praktisch keine Potentialdifferenz und damit keine merkliche Ladung dieser Teilbereiche ausbildet, um eine Kapazitätswirkung hervorzurufen. Aufgrund der zwischen den metallbeschichteten Flächen 61 und 64 und den Flächen 62 und 63 kreuzweise wirkenden Übersprechkopplung stellt sich zwar eine äußerste geringe, zusätzliche Kapazität ein, welche aber den Sollwert der Kondensatorkapazität praktisch nicht beeinflußt. In gleicher Weise ruft das Anlegen eines negativen Potentials an die übereinanderliegenden, metallbeschichteten Teilbereiche 61 und 63 den leichen Potentialzustand für beide Teilbereiche hervor, so daß sich keine wesentliche Aufladung dieser Teilbereiche zur Ausbildung einer Kapazitätswirkung ergibt.

Auch für die Windungen der Folien im Bereich des Kerns ergibt sich durch die übereinanderliegenden, angerissenen Linien 36 und 43 (siehe Fig. 1 und 6) eine Teilung der metallbeschichteten Oberflächen in übereinanderliegende, metallbeschichtete Teilbereiche, denen keine unterschiedlichen Potentiale zugeführt werden, so daß auch diese inneren Windungen keine Aufladung für das Zustandekommen einer Kapazitätswirkung zeigen.

Da den äußeren Windungen des Kondensators gleiche Potentiale zugeführt werden, lassen sich die äußeren Windungen durch Verschmelzen der metallbeschichteten Wickelflächen warmversiegeln, ohne daß die Gefahr für ein Kurzschließen der hauptsächlichen Kondensatorbelegungsflächen besteht. Wird ein Kondensatorwickel auf einem Dorn 33 aufgewickelt und werden anschließend die beiden Dornhälften 33A und 33B nacheinander herausgezogen, um den aufgewickelten Kondensator abzunehmen, so besteht die Möglichkeit, daß die scharfen Kanten bei den Dornhälften einschneiden und damit einen Kurzschluß für die inneren aufgewickelten Windungen der metallbeschichteten Folien hervorrufen. Da jedoch diese inneren Windungen gleiches Potential zugeführt erhalten und von den hauptsächlichen Kondensatorbelegungen elektrisch getrennt sind, wird die Möglichkeit eines Kondensatorkurzschlusses durch das Herausziehen des Dorns ausgeschaltet.

Unter Bezug auf Fig. 4 und auf Zone A in Fig. 9 soll die Aufladung der eigentlichen Kondensatorbelegungsflächen betrachtet werden, wie sie durch die angerissenen Linien festgelegt sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, verläuft die angerissene Linie 38 längs der rechtsseitigen Randzone der metallbeschichteten Folie 31, um so die metallbeschichtete Oberfläche in eine große, mit der Bezugsziffer 66 bezeichnete Belegungsfläche und in eine schmale, metallbeschichtete Randzone 39 aufzuteilen. Verläuft die angerissene Linie 38 längs der Kante, so bildet sich keine metallbeschichtete Randzone 39 aus. Durch die angerissene Linie 46 wird die metallbeschichtete Oberfläche der Folie 32 in eine metallbeschichtete Belegungsfläche 68 und eine sehr schmale, metallbeschichtete Randzone 47 unterteilt. Auch hier kann die angerissene Linie 46 derart längs der Kante verlaufen, daß die Randzone 47 entweder unterbrochen oder vollständig eliminiert wird. Durch den Wegfall der Randzonen 39 und 47 wird die Aufladung der hauptsächlichen Belegungsflächen 66 und 68 des Kondensators nicht beeinflußt, da die gegenüberliegenden Kanten der betreffenden Folien keine Metallbeschichtung aufweisen.

Das Anlegen eines positiven Potentials an die rechtsseitig angrenzende Belegungsfläche 68 und das Anlegen eines negativen Potentials an die linksseitig angrenzende Belegungsfläche 66 führt auf diesen metallbeschichteten Flächen zu einer Ansammlung von positiven und negativen Ladungen, um eine Kapazitätswirkung hervorzurufen. Das Anlegen eines positiven Potentials an die metallbeschichtete Randzone 39 bewirkt keine Änderung der Kapazität, da den darunter- und darüberliegenden metallbeschichteten Windungen 68 auch ein positives Potential zugeführt wird, so daß die metallbeschichtete Randzone 39 keine Ladung aufnimmt. In gleicher Weise bewirkt das Anlegen eines negativen Potentials an die metallbeschichtete Randzone 47 keine Änderung der auf dem Kondensator ausgebildeten Ladung, da den darunter- und darüberliegenden metallbeschichteten Windungen ebenfalls ein negatives Potential zugeführt wird und damit keine Aufladung der metallbeschichteten Randzone 47 erfolgt.

In den Bereichen, in welchen die angerissenen Linien 34 und 35 eine Ablenkung erfuhren, wie beispielsweise entlang der Linien 41 und 48 in Fig. 9 gezeigt und mit Zone B bezeichnet, werden die dreieckförmigen, an die Belegungsflächen 66 und 68 angrenzenden Flächenbereiche entgegengesetzt geladen, um eine Kapazitätswirkung hervorzurufen. Die übereinanderliegenden, durch die Linien 41 und 48 als rechtwinklige Dreiecke festgelegten Flächenbereiche, welche an die Flächen 61 und 63 bzw. die Flächen 62 und 64 angrenzen, erhalten ähnliches oder praktisch gleiches Potential zugeführt, wodurch keine merkliche Kapazitätswirkung hervorgerufen wird.

Aus Fig. 4 und 5 geht somit hervor, daß die Folien 31 und 32 mit geringfügigem Versatz oder Deckungsfehllage aufgewickelt werden, um links- und rechtsseitig hinausragende, metallbeschichtete Oberflächen für die Befestigung der Lotblöcke 25 und 26 zu erhalten. Der Betrag dieses Versatzes kann klein gehalten werden, da weder irgendein unregelmäßiger Verlauf der begrenzten, vom Laserstrahl angerissenen Linien 38 und 46 noch das vorangegangene Auf- und Rückwickeln der metallbeschichteten Folien auf die Zufuhrrolle berücksichtigt werden muß. Sowohl die inneren als auch die äußeren Windungen werden durch die übereinanderliegenden, angerissenen, längs der ungefähren Mittelbereiche der betreffenden Streifen verlaufenden Linien in Flächenbereiche aufgeteilt, welche gleiche elektrische Potentiale zugeführt erhalten und somit keine Ladungen ansammeln. Die hauptsächlichen Kondensatorbelegungsflächen der übrigen Windungen werden durch die auseinanderlaufenden, angerissenen Linien 37 und 44, durch die in der Randzone angerissenen Linien 38 und 46 und durch die wieder zusammenlaufenden, angerissenen Linien 41 und 48 festgelegt. Die sich zwiscchen diesen Linien in übereinanderliegender Stellung befindlichen, metallbeschichteten Oberflächen legen die Kapazität des Kondensators fest. Diese in übereinanderliegender Stellung befindlichen Flächen werden entgegengesetzt aufgeladen, wenn der Kondensator mit einer Ladeschaltung verbunden wird.

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Kondensatorreihen mit gleicher geometrischer Größe und Gestalt, aber mit unterschiedlichen Kapazitätswerten herstellen. Dies kann in einfacher Weise durch Lageänderung der mittels Laserstrahl angerissenen Randlinien erreicht werden, d. h. durch Verringerung des gegenseitigen Abstands der auf den betreffenden Folien angerissenen Randlinien, um die Flächen der übereinanderliegenden metallbeschichteten Oberflächen zu verringern, welchen unterschiedliche Potentiale zugeführt werden. Das gleiche kann auch durch Bewegen der abgelenkten Linien 37 und 44 in Richtung oder entgegen der Richtung der Linien 41 und 48 vorgenommen werden, um eine Zu- oder Abnahme der Länge der die Kapazität bildenden Fläche auf den betreffenden Streifen zu erreichen. Weiterhin kann die Kapazität durch Zu- oder Abnahme der Dicke des dielektrischen Materials geändert werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist eine modifizierte Technik zum Anreißen metallfreier Linien auf den beiden Folien 71 und 72 verwendet, wobei anfänglich jeder Film auf einer Seite vollständig mit einem Metallüberzug versehen ist. In diesem Zustand wird auf der metallbeschichteten Folie 72 längs einer Randzone oder einer Kante eine fortlaufende metallfreie Linie 73 angerissen. Die zweite Folie 71 wird so angerissen, daß die entstehende metallfreie Linie im Bereich der inneren und äußeren Windungen des Kondensators über der fortlaufenden Randlinie 73 liegt. Anschließend wird die nichtmetallische Linie auf der metallbeschichteten Oberfläche des Streifens 71 so abgelenkt, daß sie längs der gegenüberliegenden Randzone verläuft, um die Bildung der Kondensatorbelegungsflächen auf dem invertierten Hauptteil der Kondensatorwindungen zu bewirken.

Im einzelnen wird mit Zone A in Fig. 10 eine abgewickelte oder ungerollte Darstellung der Hauptwindungen des Kondensators gezeigt. Bei diesem Aufbau weisen die Windungen der hauptsächlichen Kondensatorbelegungen eine fortlaufende, metallfreie Linie 73 auf, welche längs der oberen Randzone der Folie 72 ausgebildet ist, während eine beschriebene Randlinie 74 längs der unteren Randzone der metallbeschichteten Folie 71 verläuft. Im Bereich der Zone B wird die metallfreie Linie abgelenkt, was mit der Bezugsziffer 76 gekennzeichnet ist. Diese abgelenkte Linie 76 verläuft vom Ende der Randlinie 74 zu einer Stelle, welche über der Randlinie 73 liegt, während in der Zone C ein metallfreier Linienabschnitt 77 so angerissen wird, daß er über der fortlaufenden metallfreien Linie 73 liegt. Zone C stellt die äußeren Windungen eines Kondensatorwickels dar, und es ist verständlich, daß übereinanderliegende, metallfreie Linienabschnitte, ähnlich wie die Linien 77 und 73, auch für die inneren Windungen des Kondensatorwickels bestehen.

Bei diesem modifizierten Aufbau führt das Anlegen eines positiven Potentials an ein Ende eines mit Anschlüssen versehenen Wickelkondensators und eines negativen Potentials an das andere Ende zum Auftreten von gleichen Potentialen auf den übereinanderliegenden metallbeschichteten Windungen, welche die inneren und die äußeren Windungen bilden. Das zugeführte Ladungspotential ergibt eine Aufprägung von Ladungen entgegengesetzter Polarität auf die eigentlichen Kondensatorbeläge, dargestellt durch Zone A. Auch hier führt in Zone B die abgelenkte metallfreie Linie 76 zu einer Aufteilung der übereinanderliegenden Folien in Paare übereinanderliegender Bereiche aus rechtwinkligen Dreiecken, wobei das mit der Bezugsziffer 78 versehene Paar Ladungen entgegengesetzter Polarität aufweist. Das mit Bezugsziffer 79 gekennzeichnete zweite Paar aus dreieckförmigen, übereinanderliegenden Flächen erhält Potentiale der gleichen Polarität zugeführt und wird somit keinen Ladungszustand annehmen.

In Fig. 10 ist die Ablenkung der Randlinie 74 längs des Linienabschnitts 76 zu sehen, wobei festzustellen ist, daß eine ähnliche Ablenkung am Ende der inneren Windungen vorlag, wo eine über einer metallfreien Linie liegende, fortlaufende Linie 73 so abgelenkt wurde, daß sie in die Randlinie 74 überging. Es ist außerdem verständlich, daß die Linie 73 zunächst unterhalb der Linie 74 verlaufen kann, um dann zur gegenüberliegenden Randzone am Ende der inneren Windungen abgelenkt zu werden, oder anders ausgedrückt, ist es nur erforderlich, daß die Randlinien im Bereich der inneren und der äußeren Windungen übereinanderliegen, um für die inneren und äußeren Windungen einen ladungsfreien Zustand und darüberhinaus eine Isolierung dieser Windungen gegenüber den übrigen Kondensatorwindungen zu erhalten, welche längs gegenüberliegender Randzonen oder Kanten verlaufende metallfreie Linien aufweisen.

Eine weitere Ausführung ist in Fig. 11 dargestellt, wobei zu Beginn der Herstellung der metallbeschichteten Folien eine von zwei metallbeschichteten Folien 81 mit einer metallschichtfreien Randzone 82 versehen wird. Die metallschichtfreie Zone läßt sich beispielsweise durch selektives Aufdampfen von Metall durch eine randbildende Maske vornehmen. Bei dieser Ausführung wird die zweite vollständig metallbeschichte Folie 83 durch Anreißen mittels Laser mit einer metallfreien Randlinie 84 im Bereich der Zone A, mit einem abgelenkten, metallfreien Linienabschnitt 86 im Bereich der Zone B und mit einer in übereinanderliegender Stellung angerissenen metallfreien Linie 87 im Bereich der Zone C versehen, wobei dieser Bereich die äußeren Windungen eines Kondensatorwickels darstellt. Die Randlinie 87 liegt über der metallfreien Randzone 82, wodurch das Anlegen eines Ladungspotentials an die äußeren Windungen keine entgegengesetzten Ladungen auf den aufeinanderliegenden, äußeren metallbeschichteten Windungen aufprägen kann. Die Übergangswindungen zwischen den inneren und den die hauptsächlichen Kondensatorbelegungen tragenden Windungen sind mit einer abgelenkten Linie ähnlich der abgelenkten Linie 86 versehen, welche von einer auf der metallfreien Randzone 82 liegenden Stelle zur angerissenen, metallfreien Linie 84 verläuft. Auch hier erhalten die aufeinanderliegenden, metallbeschichteten Oberflächen der inneren Windungen Potentiale gleicher Polarität aufgeprägt, wodurch sie keinen Ladungszustand annehmen. Ladungen entgegengesetzter Polarität werden dagegen den metallbeschichteten Flächen der übrigen zwischen den inneren und äußeren Windungen liegenden Windungen zugeführt, so daß dieser Hauptteil der Kondensatorwindungen aufgeladen wird und damit als Kondensatorbelegungen wirkt.

Um die praktische Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kondensators gemäß der Erfindung zu zeigen, ist in Fig. 12 und 13 eine Einrichtung dargestellt, welche durch Anreißen mittels Laserstrahls und durch Aufwickeln von zwei angerissenen, metallbeschichteten Folien die gleichzeitige Herstellung von zwei Kondensatorwickeln gestattet.

Bei Verwendung dieser Einrichtung wird eine Zufuhrrolle 101 mit dielektrischer Kunststoff-Folie, z. B. Mylar Polyester, auf einem drehbaren Dorn 102 vorgesehen. Die aufgewickelte Folie ist auf einer Oberfläche vollständig metallbeschichtet. Die Folie 101 wird von der Rolle abgezogen, wobei sie eine Spannungsfühleinrichtung 103 für die Steuerung einer Bandbremse 104 durchläuft, welche die Abgabe der Folie von der Rolle regelt. Anschließend wird die Folie durch tangentiales Erfassen und Abrollen auf der Außenfläche einer hochpolierten rostfreien Trommel 106 weiterbewegt, welche von einer Friktionsrolle 107 angetrieben wird, die wiederum von einem Motor 108 (siehe Fig. 13) in Rotation versetzt wird. Die Folie wird durch eine federvorgespannte Quetschrolle 109 gegen die Trommel gedrückt, so daß die Folie durch die Drehung der Trommel weitertransportiert wird. Während die Folie über die Trommel läuft, treffen zwei gepulste Laserstrahlen 111 und 112 auf deren metallbeschichtete Oberfläche, um zwei metallfreie, unter gegenseitigem Abstand verlaufende Linien anzureißen, wobei jede dieser Linien Strukturen bildet, die nach einer der in den Fig. 1 bis 6 und 9 oder nach einer in den anderen Figuren dargestellten Ausführungsform ausgebildet sind.

Wie in Fig. 13 dargestellt ist, erzeugt ein einzelner Nd : YAG-(=neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat)Laserstrahlgenerator 113 einen gepulsten Laserstrahl 114, der durch einen halbdurchlässigen Spiegel 116 in die beiden Laserstrahlen 117 und 118 aufgeteilt wird. Der Laserstrahl 117 wird durch einen Spiegel 119 auf einen weiteren halbdurchlässigen Spiegel 120 gelenkt, welcher den Laserstrahl 117 in einen reflektierten Laserstrahl 111 und einen durchlaufenden Laserstrahl aufteilt, welcher wiederum als Laserstrahl 112 von einem Spiegel 121 reflektiert wird. Die Laserstrahlen 111 und 112 werden mittels Fokussierlinsen 125 und 126 auf die sich in Längsrichtung bewegende, metallbeschichtete Oberfläche der Folie 101 gerichtet. Beim Auftreffen der Laserstrahlen 111 und 112 auf die metallbeschichtete Oberfläche wird ohne Beschädigung des Kunststoffmaterials der Folie Oberflächenmetall verdampft und damit eine Linie je Strahl angerissen bzw. eingeschrieben.

Um sicherzustellen, daß das unter der Metallschicht liegende Kunststoffmaterial der Folie 101 durch die Laserstrahlen 111, 112 nicht beschädigt wird, müssen eine Reihe von Parametern unter Kontrolle gehalten werden. Zu diesen Steuergrößen zählen die Pulsrate, der Strahldurchmesser, der Linsenbrennpunkt, die Wellenlänge der Laserstrahlen und das Energieniveau, welches den Kryptonstrahlern des Lasers zugeführt wird. Des weiteren führt die Aufteilung des Laserstrahls zu einer Verringerung der Strahlungsenergie des ursprünglichen Laserstrahls auf der Auftreffseite der metallbeschichteten Folie 101 um wenigstens den Faktor vier.

Es konnte festgestellt werden, daß sich zufriedenstellende Ergebnisse erzielen lassen, wenn das Abtragen einer mit Zink oder Aluminium beschichteten Mylar-Polyesterfolie mit einem Laserstrahl vorgenommen wird, welcher in einem TEM₀₀-Mode bei einer Pulsrate von 3000 Hz mit 150 ns breiten Impulsen arbeitet, so daß sich der Strahl für 0,045% der Zeit im Ein-Zustand befindet. Die metallbeschichtete Folie wurde dabei mit 12,7 cm pro Sekunde weiterbewegt.

In ähnlicher Weise wird der Strahl 118 durch einen halbdurchlässigen Spiegel 127 in einen Strahl 128 und einen reflektierten Strahl 129 aufgeteilt, wobei die Strahlen durch die Linsen 131 und 132 auf der metallbeschichteten Oberfläche einer zweiten metallbeschichteten Folie 133 fokussiert werden, welche über eine zweite hochpolierte und sich drehende Trommel 134 in Bewegung versetzt wird. Die beiden für das Ausrichten der Strahlen 111 und 112 sowie der Strahlen 128 und 129 verwendeten Spiegelpaare sind auf zwei wechselseitig bewegten Schlitten 136 und 137 befestigt, welche mittels Programmsteuerung einer Steuereinrichtung 141 durch die umsteuerbaren Motoren 138 und 139 bewegt werden. Die Steuereinrichtung 141 kann eine der zahlreichen verfügbaren programmierten Steuereinrichtungen sein.

Das Auftreffen der Laserstrahlen auf die metallbeschichteten Oberflächen führt zu einem Anreißen von Linien mittels Abtragen von Metall gemäß den in den Fig. 14 und 15 gezeigten Strukturen, welche mit den in den Fig. 1, 6 und 9 dargestellten Strukturen übereinstimmen. Die mit den Laserstrahlen beaufschlagte Folie wird durch eine Folge von drei staffelförmig angeordneten Messern 142, 143 und 144 aufgeschnitten, um vier Folienstreifen 146, 147, 148 und 149 zu erhalten, wobei die Folienstreifen 147 und 148 Strukturen entsprechend dem Verlauf der metallfreien Linien aufweisen. Die Folienstreifen 146 und 147 werden nicht vom Laserstrahl beschrieben und gelten als Ausschuß. Durch die Anordnung der Laserschreib- und Trenneinrichtungen in geringem Abstand zueinander werden die Folienstreifen 147 und 148 mit hochgenauer Lage der lasererzeugten Strukturen in bezug auf die Streifen erzeugt. Jegliches Hin- und Herbeugen der Folien bei der Bewegung über die Trommel bleibt durch die Herstellung der Streifen 146 bis 149 auf den Umfang der Trommel ohne Auswirkung.

Die Folienstreifen werden anschließend an einer Trennrolle 151 (Fig. 12) vorbeigeführt, wobei die den Ausschuß darstellenden Streifen 146 und 149 durch eine nachfolgende Rolle 152 in einen vakuumröhrenähnlichen Aufnahmebehälter 153 geführt werden. Die mit Anrißlinien versehenen Streifen 147 und 148 werden anschließend in eine mit einem Spannungsfühler versehene Aufnahmeeinrichtung geführt, deren Rahmen mit 154 bezeichnet ist. Die aus der Einrichtung 154 wieder herausgeführten Folienstreifen 147 und 148 laufen über einen seitlich mit einer Einkerbung versehenen Schuh 156 zu einem geteilten Dorn 157, der aber ähnlich wie der in Fig. 3 gezeigte Dorn 33 ausgeführt ist.

Eine Rolle metallbeschichteter Folie 153 ist drehbar auf einem Aufnahmedorn 161 befestigt. Die Folie 133 wird abgezogen und läuft über eine mit Rolle versehenen Spannungsfühler 162, welcher das über den Aufnahmedorn 161 geführte Bremsband 163 steuert. Diese Folie wird daraufhin von einer zweiten hochpolierten, rostfreien Trommel 134 tangential erfaßt, während die Laserstrahlen 128 und 129 anschließend durch Anreißen von metallfreien Linien eine Struktur auf der Folie hervorrufen, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist. Auch hier schneidet eine Folge von drei gestaffelt angeordneten Messern 166, 167 und 168 die Folie zur Bildung der Folienstreifen 171, 172, 173 und 174 auf. In diesem Zustand stellen die Streifen 171 und 174 Ausschuß-Streifen dar, während die Streifen 172 und 173 mit den mittels Laserstrahl angerissenen, von metallfreien Linien begrenzten Strukturen hoher Lagegenauigkeit versehen sind.

Durch eine federvorgespannte Quetschrolle 176 werden die Folienstreifen gegen den Umfang der Trommel 134 gedrückt. Die Trommel 134 wird von einer Friktionsrolle 177 angetrieben, die von einem Riemenantrieb 178 in Drehung versetzt wird, welcher wiederum von dem Motor 108 angetrieben wird. Die Friktionsrolle 177 ist auf einem Exzenter 179 befestigt, so daß die Achse der Rolle 177 in Richtung oder gegen die Richtung der Drehachse der Trommel 134 bewegt werden kann. Durch Veränderung dieses Abstandes können die Relativgeschwindigkeiten der über die Trommeln 106 und 134 geführten Folien variiert werden, so daß die Folienstreifen 171 bis 174 mit einer verringerten Vorschubgeschwindigkeit bewegt werden können.

Die von der Trommel 134 abgenommenen Folienstreifen laufen über eine Trennrolle 181, wobei die Ausschuß-Streifen 171 und 174 in den vakuumröhrenförmigen Aufnahmebehälter 153 geleitet werden. Die mittels Laserstrahl angerissenen Streifen 172 und 173 laufen in die mit einem Spannungsfühler versehene Aufnahmeeinrichtung 154 und von deren Ausgang über einen seitlich eingekerbten Positionierungsschuh 182. Vom Schuh 182 gelangen die Folienstreifen 172 und 173 zu dem Aufwickeldorn 157, wo diese beiden Streifen gleichzeitig mit den Streifen 147 und 148 zur Herstellung von zwei Kondensatorwickeln aufgewickelt werden.

Da die Folienstreifen 172 und 173 innerhalb der Windungen der Folienstreifen 147 und 148 aufgewickelt werden, sind die Durchmesser aufeinanderfolgend gewickelter Windungen der Folienstreifen 172 und 173 geringer als die Durchmesser der aufeinanderfolgenden Windungen der Folienstreifen 147 und 148. Durch Einstellung der exzentrisch befestigten Antriebsrolle 177 in einer Weise, daß die Folienstreifen 172 und 173 mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt werden, um Unterschiede der Durchmesser in aufeinanderliegenden Windungen der aufgewickelten Streifen zu kompensieren, werden alle Streifen von dem Aufnahmedorn 157 mit der gleichen Spannung aufgewickelt.

Die Trommeln 106 und 134 üben eine günstige Zwangsbewegung der Folienstreifen in Richtung auf den Aufwickeldorn 157 aus, so daß der Aufwickeldorn die Streifen mit einer minimalen auf die Streifen wirkenden Zugspannung aufwickeln kann. Bei einer solchen Ausbildung können Folienstreifen aus sehr dünnem Material aufgewickelt werden. Der Dorn 157 wird von einem Motor angetrieben und ist auf einem Drehkopf befestigt, welcher zusätzlich mit einer Aufnahmemöglichkeit für einen zweiten, geteilten Dorn 187 ausgestattet ist, der gleichzeitig mit dem Dorn 157 angetrieben wird.

Die Längen der dem Dorn 157 zugeführten und von diesem aufgewickelten, mittels Laserstrahl angerissenen Folienstreifen wird durch eine mit zahlreichen Schlitzen ausgestattete Scheibe 188 gemäß Fig. 13, überwacht, wobei ein Photodetektor 189 vorgesehen ist, welcher der Steuereinrichtung 141 signalisiert, wenn eine ausreichende Streifenlänge dem Aufwickeldorn 157 zugeführt ist, um zwei Kondensatorwickel mit den weiter oben angeführten, mittels Laserstrahl angerissenen Strukturen herzustellen. Wenn der Steuereinrichtung 141 mitgeteilt wurde, daß zwei Kondensatorwickel auf dem Dorn 157 aufgewickelt wurden, werden Steuersignale zur Auslösung einer Drehbewegung des Drehkopfes 166 erzeugt, um den Dorn 157 von einer Aufwickelposition 191 in eine Entnahmeposition 192 zu drehen. Die freihängenden Enden der aufgewickelten Streifen werden über einen geschlitzten Bolzen 193 bewegt. während sich der Dorn 157 in die Entnahmeposition 191 dreht. Die Drehung des Drehkopfes 186 bringt gleichzeitig den geteilten Dorn von der Entnahmeposition 192 in die Aufwickelposition 191. Zu Beginn der Drehbewegung des Drehkopfes 186 wird eine Hälfte des Dorns 187 in den Drehkopf zurückgezogen, während die andere Hälfte so bewegt wird, daß sie die Folie mit der gegenüberliegenden Oberfläche der geöffneten Dornhälfte greift, welche mit den Folienstreifen fluchtet. In der Aufwickelposition wird die andere Hälfte des Dorns 187 vorgeschoben, um die Folienstreifen zwischen den Dornhälften festzuhalten.

Mit dem Ende der Drehbewegung des Drehkopfes löst die Steuereinrichtung die Betätigung eines Druckluftzylinders 196 aus, wobei ein sägeartiges Messer 197 durch die Streifen gestoßen wird, welche den geschlitzten Bolzen 193 umschlingen. Zu diesem Zeitpunkt werden weitere Signale von der Steuereinrichtung zur Betätigung der beiden Druckluftzylinder 198 und 199 erzeugt, um nacheinander zwei Sätze von Haltedrähten 200 und zwei Heizeinrichtungen 201 mit den beiden auf dem Dorn 157 aufgerollten Kondensatorwickeln in Eingriff zu bringen. Durch die nachfolgende, langsame Drehung des Dorns 157 werden die freihängenden Enden der Folienstreifen aufgewickelt, welche die aufeinanderliegenden mittels Laserstrahl angerissenen Linien aufweisen. Anschließend wird die Heizeinrichtung 201 zum Verschließen der äußeren Windungen der Folienstreifen in Betrieb gesetzt, um ein Aufblättern zu verhindern, wenn der Dorn für die Entnahme der beiden aufgewickelten Kondensatorwickel nachfolgend über eine Entnahmerinne 202 zurückgezogen wird. Während der Dorn 157 langsam in die Entnahmeposition gedreht wird, wird auch der sich jetzt in der Aufwickelposition 191 befindliche Dorn in eine Drehbewegung versetzt, um das Aufwickeln der beiden nachfolgenden Kondensatorwickel zu beginnen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Einrichtung in der Lage ist, zwei Folienstreifen 147 und 148 mit zwei Folienstreifen 173 und 174 zur Herstellung von zwei Kondensatorwickeln aufzuwickeln, wobei jeder Kondensatorwickel innere Windungen mit angerissenen Linien in übereinanderliegender Stellung Kondensatorbelegungswindungen mit angerissenen, längs gegenüberliegender Randzonen verlaufenden Linien und äußere Windungen mit angerissenen, wiederum in übereinanderliegender Stellung verlaufenden Linien aufweist. Wird ein solcher Kondensator mit Anschlüssen versehen und mit einer Ladeschaltung verbunden, so werden die inneren und äußeren Windungen nicht aufgeladen, während die metallbeschichteten Oberflächen der dazwischenliegenden Kondensatorbelegungswindungen mit Ladungen versehen werden. Die Positionierungsschuhe 156 und 182 sind so angeordnet, daß sie die Folienstreifen 147 und 148 in bezug auf die Folienstreifen 172 und 173 in einer Weise führen, um einen leichten Kantenversatz hervorzurufen, wenn die Folienstreifen gleichzeitig auf die Dorne 157 und 187 aufgewickelt werden. Dieser Aufwickelvorgang wird so vorgenommen, daß die vollständig metallbeschichteten Randzonen der betreffenden Streifenpaare mit den mittels Laserstrahl angerissenen Randzonen der anderen Streifen aufeinanderliegen, um Zwischenräume zwischen jeder zweiten Windung an beiden Enden der beiden Kondensatorwickel zu bilden. Diese Zwischenräume erlauben das Eindringen des nachfolgenden angewendeten Lötsprays, welches eine gute Verbindung mit den freigelegten, metallbeschichteten Randzonen herstellt, um Lötblöcke, wie die Blöcke 25 und 26 in Fig. 7, für das Anbringen der drahtähnlichen Anschlüsse 27 und 28 oder anderer Anschlußklemmen vorzusehen.

Mit dem beschriebenen Verfahren können vollständige Kondensatorreihen mit unterschiedlichen Kapazitätswerten bei gleicher geometrischer Gestalt hergestellt werden. Dies kann durch Änderung des eingestellten Hubs für die Hin- und Herbewegung der Schlitten 136 und 137 erreicht werden, so daß die Randzonen der Streifen 147 und 148 und der Streifen 172 und 173 auf einen geringeren Abstand gebracht werden, um die aufeinanderliegenden Flächenbereiche der Folienstreifen mit entgegengesetzter Aufladung zu verkleinern. Darüberhinaus kann eine Änderung der Kapazitätswerte auch dadurch vorgenommen werden, daß die abgelenkten, angerissenen Linien in ihrem Verlauf längs der Streifen näher zueinander bewegt werden, um damit die Längen der aufgeladenen, in übereinanderliegender Stellung befindlichen, metallbeschichteten Oberflächen zu verkleinern. In beiden Fällen wird der sich ergebende Kondensatorwickel die gleiche Größe aufweisen, so daß das nachfolgende Abpacken in Gehäuse der gleichen Größe vorgenommen werden kann.

Claims (11)

1. Gewickelter Folienkondensator mit zwei übereinander gewickelten Folien (31, 32), die jeweils eine metallbeschichtete Oberfläche aufweisen, welche an der unbeschichteten Oberfläche der jeweils anderen Folie anliegen, wobei

• a) jede Folie (31, 32) eine ununterbrochene, unbeschichtete linienförmige Zone aufweist, welche auf der betreffenden metallbeschichteten Folienoberfläche ausgebildet ist und in deren Längsrichtung verläuft,
• b) die unbeschichtet, linienförmige Zone jeder Folie einen nichtmetallisierten, nichtleitenden Linienabschnitt (38, 46) umfaßt, welcher in Folienlängsrichtung längs einer der beiden Randzonen der beschichteten Folienoberfläche verläuft, und
• c) die nichtmetallisierten, nichtleitenden Linienabschnitte (38, 46) an zueinander entgegengesetzten Randzonen der übereinander gewickelten Folien (31, 32) ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren und äußeren Windung des Folienkondensators weitere nichtmetallisierte, nichtleitende Linienabschnitte (36, 42; 43, 49) vorgesehen sind, und sich diese nichtleitenden Linienabschnitte (36, 42 bzw. 43, 49) der jeweiligen linienförmigen Zone sich bezüglich der entsprechenden nichtleitenden Linienabschnitte der jeweils anderen Folie in gegenseitig überdeckender Lage befinden.

2. Folienkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich überdeckenden, nichtmetallisierten Linienabschnitte (36, 42; 43, 49) auf der inneren und äußeren Windung des Folienkondensators bezüglich des Folienrandes in gegenläufigen Richtungen abgesetzt sind und in die zugeordneten, unter seitlichem Abstand am Folienrand verlaufenden Linienabschnitte (38, 46) übergehen.

3. Folienkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unbeschichtete linienförmige Zone der ersten Folie (31) von deren einem Ende ausgehend längs einer ungefähren Mittelzone verläuft (36), dann in Richtung einer Randzone (37) abbiegt und längs dieser Randzone weiterläuft (38), dann in den Bereich der ungefähren Mittelzone zurückkehrt (41) und längs der Mittelzone bis zum Folienende verläuft (42), und daß die unbeschichtete linienförmige Zone der zweiten Folie (32) von derem einen Ende ausgehend längs einer ungefähren Mittelzone verläuft (43), dann in Richtung einer Randzone abbiegt (44), welche der der ersten linienförmigen Zone zugeordneten Randzone gegenüberliegt, und längs dieser Randzone weiterläuft (46), dann in Richtung der ungefähren Mittelzone wieder abbiegt (48) und längs der Mittelzone bis zum anderen Folienende verläuft (49).

4. Folienkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Folien (31, 32) gegeneinander versetzt sind, derart, daß beschichtete Randzonen in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Windungen freigelegt sind.

5. Verfahren zum Herstellen eines Folienkondensators nach Anspruch 1, bei dem

• - zwei Folien auf ihrer einen Oberfläche mit einer Metallschicht versehen werden, und
• - die beiden metallbeschichteten Folien auf einem gemeinsamen Dorn aufgewickelt werden, wobei die metallbeschichtete Oberfläche jeder Folie an der unbeschichteten Oberfläche der jeweils anderen Folie anliegt,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei fortlaufende, metallfreie, linienförmige Zonen gebildet werden, welche in Längsrichtung auf der metallbeschichteten Oberfläche derart verlaufen, daß sie sich auf der inneren und äußeren Windung des Folienkondensators in einem ersten Bereich in gegenseitig überdeckender Lage befinden und in einem zweiten Bereich bis an zueinander entgegengesetzte Randzonen der Folien reichen und von dort längs der betreffenden Randzone verlaufen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der linienförmigen Zonen auf jeder Folie deren metallbeschichtete Oberfläche unter Entfernung des Metalls eingeschnitten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien derart eingeschnitten werden, daß sie in einem bestimmten Bereich längs einer ungefähren Mittelzone der inneren und äußeren Windungen verlaufen.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der einen fortlaufenden, metallfreien, linienförmigen Zone während der Metallbeschichtung der einen Folie erfolgt, indem die zu beschichtende Oberfläche längs einer Randzone maskiert und auf diese Weise eine metallfreie Randzone gebildet wird, und daß die Ausbildung der anderen fortlaufenden, metallfreien, linienförmigen Zone durch Einschneiden der metallbeschichteten Oberfläche der zweiten Folie erfolgt, wobei die Metallschicht längs einer linienförmigen Zone entfernt wird, welche in dem ersten Bereich die metallfreie Randzone der ersten Folie überdeckt und in dem zweiten Bereich längs einer Randzone verläuft, die der metallfreien Randzone der ersten Folie gegenüberliegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschneiden der metallbeschichteten Oberfläche(n) mittels Laserstrahl erfolgt, welcher auf die betreffende metallbeschichtete Oberfläche gerichtet wird.