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Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Einbau von elektrischen
Kondensatoren oder andern Bauelementen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Einbau von elektrischen Kondensato- ren oder andern Bauelementen mit Hilfe einer zu mehreren parallelen Rinnen mit isolierender Kunststoffinnenwandung vorgeformten Folie, wobei die Stirnseiten der offenen Rinnen verschlossen werden und die Tiefe der Rinnen grösser gewählt wird als die Bauhöhe der zu vergiessenden Bauelemente und wobei ferner die Bauelemente in Rinnenrichtung eingesetzt und die freien Räume bis zur Rinnenhöhe mit Giessharz vergossen werden, während nach Erhärten oder Polymerisieren des Giessharzes die parallel verlaufenden Rinnen durch Schneiden oder Reissen voneinander getrennt werden.
Von den zahlreichen bekannten Möglichkeiten, z. B. Kondensatoren vor dem Einfluss der äusseren Umgebung, insbesondere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, zu schützen und damit die Konstanz der elektrischen Werte zu erhalten, wird häufig eine Umhüllung aus Metall gewählt. Metalle wie Aluminium garantieren wegen ihres kleinen Feuchtigkeitskoeffizienten einen wirksamen Feuchtigkeitsschutz. Der Einbau von Kondensatoren in Metallgehäuse oder-röhre oder auch die Umhüllung mit einer flexiblen Metallfolie erfordert jedoch zahlreiche zeitraubende und damit kostspielige Arbeitsgänge an jedem einzelnen Kondensator. Arbeitsprozesse, wie z.
B. das Einsetzen des Kondensatorwickels in ein Aluminiumrohr mit genauer Anpassung des Wickeldurchmessers an den Innendurchmesser des Rohres, Vergiessen der offenen Stirnseiten des Kondensators mit Giessharz oder auch eine Verlötung von Metallgehäusen, können nur in einer Handfertigung ausgeführt werden.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 050. 002 ist bereits ein Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Einbau von elektrischen Kondensatoren bekannt, wobei eine Kunststoffolie in eine eine Reihe parallele, U-förmige, seitlich geschlossene Rinnen aufweisende Platte gelegt wird, so dass die Folie die U-förmigen Rinnen nachbildet. In diese Rinnen werden die Kondensatoren eingelegt und anschliessend ein Kunstharz eingefüllt, das den oberen und die sonstigen freien Teile des Kondensators verdeckt und fest an der Kunststoffolie haftet. Um die Kondensatoren voneinander zu trennen, werden die Kunststoffolien nach dem Erhärten des Kunstharzes an den Rändern der Rinnen abgerissen. Der hiedurch erzielte Schutz ist jedoch nur gering.
Da die Kondensatoren mit ihrer Unterseite unmittelbar auf der Kunststoffolie aufliegen, entspricht der erzielte Feuchtigkeitsschutz dem allein durch Ummantelung durch diese Kunststoffolien erzielten, der bekanntlich nur sehr schlecht ist. Anderseits ist der Raumbedarf derart umhüllter und vergossener Kondensatoren wesentlich grösser als der von allein mit einer Kunststoffolie umhüllten. Auch dieses Verfahren wird daher nicht den gestellten Forderungen gerecht.
Um einen auch wirtschaftlich günstigen einwandfrei feuchtigkeitsdichten Einbau von Kondensatoren oder andern elektrischen Bauelementen durchzuführen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass eine kunststoffkaschierte Metall- oder eine metallkaschierte Kunststoffolie zu einer oder mehreren in sich freitragenden parallelen Rinnen geformt werden und die Stirnseiten der offenen Rinnen durch Zusammen- quetschen, -kleben, -schweissen, -falten oder durch Einpressen elastischen Materials in die Rinne verschlossen werden und dass in jeder dieser Rinnen mehrere gleiche Bauelemente in solchem Abstand, dass eine ausreichend starke Giessharzschicht zum Schutz der Stirnseiten gebildet wird, in Rinnenrichtung eingesetzt werden, die, nachdem die Rinnen nach dem Aushärten oder Polymerisieren des Giessharzes voneinander getrennt worden sind,
längs der Mittellinien der freien Räume zwischen den Bauelementen, z. B.
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durch Sägen getrennt werden.
Mit Hilfe der Erfindung lassen sich gleichzeitig mehrere Serien von z. B. Kondensatoren feuchtigkeitsdicht einbauen, was eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung der Fertigung mit sich bringt.
Sehr bewährt hat sich als Metallschicht eine mit Kunststoff kaschierte gerauhte Aluminiumfolie.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert : Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung nach der Erfindung, Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung nach der Erfindung, Fig. 3 zeigt eine gegenüber der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung verbesserte Anordnung im Querschnitt, die Fig. 4-13 zeigen kunststoffkaschierte Metallfolien, u. zw. die Fig. 5, 7,9, 11 und 13 in Draufsicht und die Fig. 4,6, 8,10 und 12 im Querschnitt, wie sie bei der Herstellung des erfindungsgemässen feuchtigkeitssicheren Einbaus elektrischer Bauelemente Verwendung finden.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäss zu Rinnen gefalteten gerauhten kaschierten Aluminiumfolie und in die Rinnen eingesetzte, mit Giessharz vergossene Kondensatoren. Das Metallfolienband 1 stellt gleichzeitig den wirksamen Feuchtigkeitsschutz und die Giessform für die Kondensatoren 2,3, 4 mit den Anschlusselementen 8, 8', 8" dar. Die Breite und Länge der Metallfolie und die Grösse der Bauelemente sind bestimmend für die Anzahl der Bauelemente, die in den einzelnen Rinnen angeordnet werden können. Bei Kondensatoren z. B. betragen die Abstände der einzelnen Kondensatoren voneinander zweckmässigerweise etwa 7 - 9 mm. Die auf die Aluminiumfolie 1 aufkaschierte Kunststoffolie 5 dient als Isolierung der Metallfolie gegenüber den Kondensatoraussenwindungen oder etwa vorhandenen Stirnkontaktierungen.
Die äussere aufkaschierte Kunststoffolie 6 schützt die Metallfolie vor äusserer Berührung mit andern stromführenden Teilen und erübrigt einen zusätzlichen Schutz des fertigen Kondensators durch Lackierung, Umpressen mit Kunststoff u. dgl. Die Rinnen werden mit einer Giessharzschicht 7, 7', 7", z. B. aus Epoxydharz, vergossen, so dass innerhalb jeder Rinne eine Bauelemente-Giessharzstange entsteht. Eine Schichtdicke des Giessharzes von etwa 3 mm über den Kondensatoren erweist sich als ausreichend und ein einmaliges Vergiessen als völlig genügend. Durch das gleichzeitige Vergiessen von sehr vielen Bauelementen ist es auch wirtschaftlich tragbar, das Vergiessen im Vakuum durchzuführen und so die Gefahr der Blasenbildung durch entweichende Luft weitgehend auszuschliessen.
Um beim Vergiessen das Ausfliessen des Giessharzes aus den seitlich offenen Rinnen zu verhindern, werden, wie in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt, die offenen Seitenteile der einzelnen Rinnen 9, 9', 10,
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nen kann auch mit plastischem Material, wie z. B. Gummistreifen, erfolgen, deren Dicke mindestens die Hälfte der Rinnenbreite beträgt und die beispielsweise etwa zickzackförmig gefaltet werden, so dass der gefaltete Gummistreifen mit seinen Falten als Seitenwände in die Rinnen eingepasst werden kann. Nach der Aushärtung des Giessharzes werden die parallelen Rinnen durch Abschneiden oder Reissen voneinander getrennt und die innerhalb der Rinnen entstandenen Kondensatorstangen in einzelne feuchtigkeitsdicht eingebaute Kondensatoren zersägt.
Eine Verbesserung des beschriebenen Einbaues von Kondensatoren ist in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. Auf eine breite Kunststoffolie 15 als Trägerfolie sind Metallfolienstreifen 16,16', 16" und auf diese Streifen schmälere Kunststoffolienstreifen 17, 17', 17"aufkaschiert. Nach dem Falten der kaschierten Folie zu Rinnen, die in Längsrichtung des Folienbandes verlaufen, und Einsetzen der Kondensatoren 18, 19 und 20 wird die Höhe des Giessharzvergusses so bemessen, dass das Giessharz 21 über der oberen Kante der Metallfolie 16 z. B. 1-2 mm übersteht. Bei dieser Art der Kaschierung der Metallfolien ist eine Verklebung Metall/Giessharz, die bekanntlich sehr dicht ist, gegeben und die Gefahr von Feuchtigkeitskriechwegen verringert.
Ausserdem ist die obere Metallkante völlig durch Giessharz isoliert, so dass sich keine Kriechstreckenzwischen Metallfolie 16 und denAnschlusselementen 22, 22'ausbilden können. Nach der Trennung der parallelen Rinnen lässt sich die überstehende Kunststoffolie 15 entlang derGiessharzoberfläche sehr sauber abreissen.
In den Fig. 4-13 sind weitere kaschierte Metallfolien in Aufsicht und im Querschnitt'dargestellt, die sich in hervorragender Weise zum erfindungsgemässen feuchtigkeitsdichten Einbau von Kondensatoren eignen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine kaschierte gerauhte Aluminiumfolie, die bei jeder Faltungsrichtung eine Umhüllung bildet, die an allen Kanten die unmittelbare Berührung des Giessharzes mit der dort offenliegenden Metallschicht erlaubt, so dass an den Kanten eine besonders gute und dichte Verbindung zwischen Vergussmasse und Umhüllungsfolie entsteht.
Auf die Kunststoffolie 24 sind Metallfolienabschnitte 23,23a, 23b und auf diese kleinere Kunststofffolienabschnitte 25,25a, 25b von gleicher Form kaschiert. Beim erfindungsgemässen Einbau mit Hilfe
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dieser Folien besteht der Vorteil, dass sämtliche Metallränder der Metallfolie 23 vom Giessharz und von
Kunststoffolie umgeben sind.
In den Fig. 6 und 7 sind Metallstreifen 26 auf eine Kunststoffolie 27 und auf die Metallstreifen Kunst- stoffolienabschnitte 28, 28a, 28b... kaschiert. Die Folie lässt sich ebenfalls quer zur Bandlängsrichtung und mit der Bandrichtung gefaltet verwenden.
Das gleiche gilt für die in den Fig. 8 und 9 gezeichneten Folien. Auf eine Kunststoffolie 30 sind Me- tallfolienabschnitte 29, 29a, 29b und auf diese schmälere Kunststoffstreifen 31 aufkaschiert. Die Haftung zwischen den Kunststoffolien 30 und 31 wird im gleichen Arbeitsgang, bei dem auch die Kaschierung der
Metallfolie erfolgt, erzeugt.
In den Fig. 10, 11,12 und 13 werden weitere kaschierte Folien dargestellt, die ebenfalls in zwei Richtungen gefaltet werden können.
In den Fig. 10 und 11 ist auf einer Metallfolie 32 eine äussere Kunststoffolie 33 von gleicher Grösse und auf die dem Kondensator zugewendete Metallseite sind Kunststoffolienabschnitte 34, 34a, 34b aufkaschiert.
In den Fig. 12 und 13 werden Metallfolienabschnitte 35, 35a, 35b von zwei Kunststoffolien 36, 37 bedeckt.
Der erfindungsgemässe Einbau von Kondensatoren oder andern elektrischen Bauelementen kann auch mit bereits mit einer isolierenden Umhüllung versehenen Bauelementen durchgeführt werden, so dass, wenn auf eine Kaschierung der Metallschicht, die die Isolierung des Bauelementes zum Zwecke hat, verzichtet wird, die Gefahr eines Kurzschlusses beseitigt ist. Eine äussere aufkaschierte Kunststoffolie wird zweckmässigerweise vor dem Einbau der Bauelemente auf der der Metallfolie zugewendeten Seite mit Kennzeichen, z. B. Stempeln, versehen. Es kann auch die Metallfolie auf ihrer gerauhten und zu kaschierenden Seite gekennzeichnet werden. In beiden Fällen ist die Kennzeichnung gegen äussere Berührung geschützt. Sehr bewährt hat sich der erfindungsgemässe feuchtigkeitsdichte Einbau bei Kondensatoren mit parallelen Anschlusselementen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum feuchtigkeitsdichten Einbau von elektrischen Kondensatoren oder andern Bauelementen mit Hilfe einer zu mehreren parallelen Rinnen mit isolierender Kunststoffinnenwandung vorgeformten Folie, wobei die Stirnseiten der offenen Rinnen verschlossen werden und die Tiefe der Rinnen grösser gewählt wird als die Bauhöhe der zu vergiessenden Bauelemente und wobei ferner die Bauelemente in Rinnenrichtung eingesetzt und die freien Räume bis zur Rinnenhöhe mit Giessharz vergossen werden, während nach Erhärten oder Polymerisieren des Giessharzes die parallel verlaufenden Rinnen durchschneiden oder Reissen voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass eine kunststoffkaschierte Metall- oder eine metallkaschierte Kunststoffolie zu einer oder mehreren in sich freitragenden parallelen
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Giessharzschicht zum Schutz der Stirnseiten gebildet wird, in Rinnenrichtung eingesetzt werden, die, nachdem die Rinnen nach dem Aushärten oder Polymerisieren des Giessharzes voneinander getrennt worden sind, längs der Mittellinien der freien Räume zwischen den Bauelementen z. B. durch Sägen getrennt werden.