DE1062819B

DE1062819B - Electrical capacitor enclosed in a tubular metal housing and process for its manufacture

Info

Publication number: DE1062819B
Application number: DEH14828A
Authority: DE
Original assignee: HUNT CAPACITORS Ltd A
Current assignee: HUNT CAPACITORS Ltd A
Priority date: 1952-08-11
Filing date: 1952-12-22
Publication date: 1959-08-06

Description

In ein rohrförmiges Metallgehäuse eingeschlossener elektrischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft elektrische Kondensatoren und ihr Herstellungsverfahren, die in ein rohrförmiges Metallgehäuse eingeschlossen sind und deren Anschlußenden an einer oder beiden Seiten dieses Gehäuses hervorstehen, welches mit einem Isolierstoff vergossen ist, der den Raum um die Anschlußenden ausfüllt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf kleine Kondensatoren, welche selbst unter extremen atmosphärischen Bedingungen ihre elekrischen Eigenschaften unverändert beibehalten.Electrical capacitor enclosed in a tubular metal housing and its method of manufacture. The invention relates to electrical capacitors and its manufacturing process enclosed in a tubular metal case and their connection ends protrude on one or both sides of this housing, which is potted with an insulating material, which the space around the connection ends fills out. In particular, the invention relates to small capacitors which their electrical properties even under extreme atmospheric conditions retained unchanged.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe bestand darin, daß man den gesamten Kondensator in einen Harzblock einbettete. Hierdurch wurde der Kondensator jedoch größer und schwerer, als wenn man ein Gehäuse verwandt hätte, das nur an den offenen Stellen in geeigneter Weise abgedichtet wurde. Das Verfahren, den ganzen Kondensator in Harz einzubetten, bedingte überdies eine große Harzmenge, so daß derartige Kondensatoren verhältnismäßig kostspielig waren. Man hat daher Kondensatoren in ein Gehäuse, beispielsweise von Zylinderform, eingebettet und das oder die Enden mit den Anschlüssen durch Vergießen mit geeigneten Isolierstoffen abgedichtet. So hat man beispielsweise zylindrische Metallgehäuse verwendet, deren eines Stirnende umgebördelt war, wobei unter Zwischenlage eines Isolierstoffes eine geeignete Deckplatte gehalten wurde. Man hat ferner derartige Kondensatoren in Papier- oder Preßstoffgehäuse eingeschlossen, wobei man die Stirnenden durch geeignete Metall- oder dergleichen Scheiben abgeschlossen wurden, die wiederum durch Vergießen mit Wachs, Kunststoff od. dgl. hermetisch abgedichtet wurden.The solution to the above problem was that you have the entire Embedded capacitor in a resin block. This made the condenser however bigger and heavier than if you had used a housing that was only attached to the open ones Places has been sealed in a suitable manner. The procedure, the whole condenser embedding in resin also required a large amount of resin, so that such capacitors were relatively expensive. You therefore have capacitors in a housing, for example of cylindrical shape, embedded and the end or ends with the connections by potting sealed with suitable insulating materials. For example, you have cylindrical ones Metal housing used, one end of which was flanged, with an intermediate layer a suitable cover plate was held by an insulating material. You also have them Capacitors enclosed in paper or compressed material housing, with the front ends were closed by suitable metal or similar discs, which in turn hermetically sealed by casting with wax, plastic or the like.

Es stellte sich jedoch heraus, daß keine der bekannten Methoden, in Gehäuse eingeschlossene Kondensatoren zu verschließen bzw. abzudichten, den extremen Bedingungen des sogenannten »Tropentests« genügte. Erst durch die vorliegende Erfindung gelang die Schaffung von kleinen, in Gehäuse eingeschlossenen Kondensatoren, welche bei billiger Bauart die Bedingungen nach absoluter Konstanz ihrer elektrischen Eigenschaft unter extremsten atmosphärischen Bedingungen erfüllten.However, it turned out that none of the known methods in Enclosed capacitors to close or to seal, the extreme Conditions of the so-called "tropical test" were sufficient. Not until the present invention succeeded in creating small, enclosed capacitors, which in the case of cheap construction the conditions for absolute constancy of their electrical properties fulfilled under the most extreme atmospheric conditions.

Gemäß der Erfindung besteht ein Verfahren zum Abdichten elektrischer Kondensatoren, die sich in einem festen Metallgehäuse mit offenen Enden befinden und Zuleitungen aufweisen, welche durch das offene Ende des Gehäuses hindurch und aus diesem heraus gehen, wobei eine nach innen vorstehende Einkerbung oder Ringnut um das Gehäuse herum in der -Nähe des offenen Endes eingedrückt wird, in das offene Ende eine Isolierscheibe mit einer Öffnung für die Zuleitung so eingeführt wird, daß die Scheiben auf der Ringnut aufliegen, eine zweite nach innen gehende Einbuchtung rings um das Gehäuse und außerhalb der ersten Ringnut und der Isolierscheibe gebildet wird, entweder indem man eine weitere Ringnut eindrückt oder den Rand des Gehäuseendes umbördelt, und der Raum im Gehäuseende um die Zuleitung herum außerhalb der Isolierscheibe mit einer Dichtungsmasse gefüllt wird, darin, daß als Dichtungsmasse ein Kunstharz, wie ein Epoxyharz, ein Polyesterharz oder ein polymeres Kohlenwasserstoffharz (z. B. Polystyrol), verwendet wird, welches man eingießt, während man das Gehäuse mit dem Ende nach oben hält, und welches keinem Preßdruck unterworfen wird, sondern während des Abdichtungsvorganges verhältnismäßig dünnflüssig ist, und wie in einer offenen Form durch die Schwerkraft allein oder durch Schwerkraft und Kapillarkraft an die gewünschten Stellen fließt, wobei das flüssige Harz während seines Erstarrens durch die darunter befindliche Isolierscheibe daran gehindert wird, in das übrige Gehäuse hinunterzufließen; dabei wird eine genügende Harzmenge angewandt, um einen Verschluß zu bilden, der mit der Innenfläche der Gehäusewand sowohl innerhalb wie außerhalb der zweiten Ringnut in Berührung ist, falls eine solche Ringnut vorgesehen ist, oder aber in Kontakt mit der Innen- und Außenfläche der Gehäusewand ist, falls die zweite Ringnut durch den umgebördelten Gehäuserand gebildet wird.According to the invention there is a method for sealing electrical Capacitors housed in a rigid metal case with open ends and having leads passing through the open end of the housing and go out of this, with an inwardly protruding notch or annular groove is pressed around the housing near the open end into the open At the end of an insulating washer with an opening for the supply line is inserted so that that the discs rest on the annular groove, a second inward indentation formed around the housing and outside the first annular groove and the insulating washer either by pressing in another ring groove or by pressing the edge of the end of the housing beaded, and the space in the end of the housing around the supply line outside of the insulating washer is filled with a sealing compound, in that the sealing compound is a synthetic resin, such as an epoxy resin, a polyester resin or a polymeric hydrocarbon resin (e.g. B. polystyrene) is used, which is poured while using the housing holds the end up, and which is not subjected to any pressure, but is relatively thin during the sealing process, and as in one open form by gravity alone or by gravity and capillary force flows to the desired locations, the liquid resin as it solidifies is prevented by the underlying insulating washer from entering the rest Flow down housing; a sufficient amount of resin is used to make one To form closure that is with the inner surface of the housing wall both inside as is in contact outside the second annular groove, if such an annular groove is provided is, or is in contact with the inner and outer surface of the housing wall, if the second ring groove is formed by the flanged edge of the housing.

Es hat sich gezeigt, daß Thermoplaste oder konden= Bierbare Harze so hergestellt werden können, daß sie eine gute Verbindung mit einer Metallbuchse ergeben, sofern sie so eingebracht werden, daß die erstarrte Harzmasse den Umfang der Buchse sowohl außen als auch innen umgibt. Das Harz hat einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Metall, aus welchem die Buchse besteht, und man kann beobachten, daß bei jeder Temperatur, welcher der Kondensator ausgesetzt ist, der Harzverschluß einen Druck gegen den Buchsenumfang .ausübt, und zwar je nach Höhe der Temperatur auf der Innen- oder Außenseite. Gemäß der Erfindung ist nun das Kondensatorgehäuse selbst so beschaffen, daß es den Harzverschluß während seines Erstarrens in der gewünschten Lage verankert, der dann den Gehäuseumfang oder einen Vorsprung an diesem sowohl innen als auch außen umgibt.It has been shown that thermoplastics or condensate = beer-compatible resins can be made to make a good connection with a metal socket result, provided they are introduced so that the solidified resin mass the circumference surrounds the socket both outside and inside. The resin has a higher one Coefficient of thermal expansion than the metal from which the bushing is made, and it can be observed that at whatever temperature the capacitor is exposed to, the resin seal will have one Exerts pressure against the circumference of the socket, depending on the temperature the inside or outside. According to the invention is now the capacitor housing itself designed so that it closes the resin in the desired position during its solidification Location anchored, which then both the housing circumference or a projection on this inside as well as outside.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, die einige Ausführungsbeispiele im Längsschnitt erkennen läßt: Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der eigentliche Kondensator 11 dadurch gebildet, daß man ein Dielektrikum und eine Elektrode in Bandform zusammenrollt und in an sich bekannter Weise die Anschlüsse 12, 13 zu beiden Enden befestigt. Dieser Zusammenbau wird dann in ein Gehäuse 14 eingebracht, das aus einem beiderseits offenen Aluminiumrohr besteht, welches jedoch Einkerbungen 15, 16 in der Nähe seiner beiden Enden hat, die über seinen Umfang eingedrückt sind. Sobald der Kondensator 11 in das Gehäuse 14 eingebracht ist, werden Isolierscheiben 17, 18 über jeden Anschlußdraht aufgezogen, so daß sie von den Enden des Gehäuses umgeben werden und sich gegen die eingedrückten Rippen 15, 16 abstützen.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, some of which Embodiments in longitudinal section can be seen: In the embodiment According to FIG. 1, the actual capacitor 11 is formed by a dielectric and an electrode rolls up in the form of a tape and in a manner known per se the Connections 12, 13 attached to both ends. This assembly is then turned into a Housing 14 introduced, which consists of an aluminum tube open on both sides, which, however, has notches 15, 16 near its two ends that extend over its circumference are indented. As soon as the capacitor 11 is introduced into the housing 14 Is, insulating washers 17, 18 are pulled over each lead wire so that they be surrounded by the ends of the case and against the indented ribs Support 15, 16.

Die Scheibe 17 enthält eine lange, röhrenförmige Buchse 19, die über das Aluminiumgehäuse 14 hinausragt und durch welche der Anschlußdraht 12 geführt ist. Die andere Scheibe 18 -enthält eine kleine Buchse der üblichen Form, durch welche der zweite Anschlußdraht 13 geführt ist und mit welcher dieser verlötet wird. Die Enden des Gehäuses 14 werden dann in der bei 20 und 21 ersichtlichen Weise nach innen umgebördelt, so daß sie die Isolierscheiben zwar bedecken, sie jedoch nicht berühren.The disc 17 includes a long, tubular sleeve 19 which extends over the aluminum housing 14 protrudes and through which the connecting wire 12 is passed is. The other disc 18 -contains a small socket of the usual shape through which the second connecting wire 13 is guided and to which it is soldered. The ends of the housing 14 are then traced in the manner shown at 20 and 21 beaded on the inside so that they cover the insulating washers, but they do not touch.

Nunmehr wird in das andere Ende des Kondensatorgehäuses eine kleine Menge flüssigen Epoxyharzes od. dgl. eingegossen, bis es den Raum oberhalb der Scheibe bis zur Höhe des Gehäuserandes ausfüllt und somit auch dessen Einbördelung bedeckt, worauf man es in der bei 22 angedeuteten Weise erstarren läßt. Hierauf dreht man den Kondensator um und vergießt ihn in der gleichen Weise bei 23. Dieser Vergußvorgang kann sich in der Praxis serienweise abspielen, indem eine Vielzahl z. B. in einem Rahmen gehaltener Kondensatoren gleichzeitig behandelt wird.Now a small one is inserted into the other end of the capacitor housing Amount of liquid epoxy resin or the like. Poured in until there is the space above the pane fills up to the height of the edge of the housing and thus also covers its bead, whereupon it is allowed to solidify in the manner indicated at 22. You turn on this around the capacitor and encapsulate it in the same way at 23. This encapsulation process can happen in series in practice by a variety of z. B. in one Frame held capacitors is treated at the same time.

Die den Verschluß 23 durchsetzende Muffe 19 bleibt offen und dient zum Tränken des Kondensators mit einem Isolieröl zunächst im Vakuum und dann unter Druck. Zum Schluß wird die Buchse 19 gegen den von ihr eingeschlossenen Anschlußdraht durch ein Lot 24 abgedichtet. Auf diese Weise entsteht ein Kondensator, dessen Abdichtung nicht nur von gefälligem Aussehen ist, sondern extremen Temperaturschwankungen standhält.The sleeve 19 penetrating the closure 23 remains open and serves to impregnate the capacitor with an insulating oil first in a vacuum and then under Pressure. Finally, the socket 19 is against the connecting wire enclosed by it sealed by a solder 24. This creates a capacitor and seals it is not only pleasing to the eye, but can withstand extreme temperature fluctuations.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut; die der Fig. 1 entsprechenden Einzelteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Anstatt die Enden des Gehäuses 14 nach innen umzubördeln, sind hier zusätzliche Ringnuten 26 bzw. 27 vorgesehen; die der Fig. 1 entsprechenden und zur Abstützung der Isolierscheiben dienenden Einkerbungen sind auch hier mit 15 bzw. 16 bezeichnet.The embodiment according to Figure 2 is essentially similar; the individual parts corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numerals. Instead of flanging the ends of the housing 14 inwards, there are additional ones here Annular grooves 26 and 27 respectively provided; corresponding to FIG. 1 and for support Notches serving the insulating washers are also denoted here by 15 and 16, respectively.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist über den gerillten Mantel 14 ein zweites Rohr 30 teleskopartig aufgezogen, welches den Innenmantel überragt und zur Aufnähme der Vergußmasse dient. Der gerillte Innenmantel enthält wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Isolierscheiben und ist in der bei 31 bzw. 32 ersichtlichen Weise nach innen umgebördelt. Die Vergußmasse 33 bzw. 34 kann in diesem Fall die umgebördelten Enden des Innenmantels überfließen und wird durch das äußere Rohr gehalten, so daß nach ihrem Erstarren die Kanten des Innenmantels vollkommen verdeckt sind. Keiner dieser beiden Mäntel braucht hier so stark zu sein wie das einzelne Rohr gemäß den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2.In the embodiment of FIG. 3 is over the grooved jacket 14 a second tube 30 is drawn up telescopically, which protrudes beyond the inner jacket and serves to absorb the potting compound. The grooved inner jacket contains as in the previously described embodiments, the insulating washers and is in the beaded inwardly at 31 and 32, respectively, as can be seen. The casting compound 33 resp. 34 can in this case overflow the beaded ends of the inner jacket and is held by the outer tube so that after it has solidified the edges of the Inner jacket are completely covered. Neither of these two coats need here to be as strong as the individual tube according to the embodiments of Fig. 1 and 2.

Obwohl vorstehend von einem Wickelkondensator die Rede war, können natürlich auch andere Arten von Kondensatoren, wie z. B. Glimmerkondensatoren oder keramische Körper, auf diese Weise eingekapselt werden. Auch ist die Erfindung nicht an die kreisförmige Querschnittsform der Gehäuse gebunden, die gegebenenfalls auch quadratisch, rechteckig oder sogar elliptisch sein könnte.Although a wound capacitor was mentioned above, can of course other types of capacitors, such as B. mica capacitors or ceramic bodies to be encapsulated in this way. The invention is also not bound to the circular cross-sectional shape of the housing, which may also be could be square, rectangular, or even elliptical.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for sealing electrical capacitors, which are located in a solid metal housing with open ends and supply lines which pass through and out of the open end of the housing go, with an inwardly protruding notch or annular groove around the housing around near the open end, an insulating washer into the open end with an opening for the supply line is introduced so that the discs on the Rest ring groove, a second inward indentation around the housing and is formed outside the first annular groove and the insulating washer, either by pressing in another ring groove or flanging the edge of the housing end, and the space in the end of the housing around the lead outside the insulating washer is filled with a sealing compound, characterized in that as a sealing compound a synthetic resin such as an epoxy resin, a polyester resin or a polymeric hydrocarbon resin (e.g. polystyrene), which is poured in while the case is being opened with the end up, and which is not subjected to any pressure, but rather is relatively thin during the sealing process, and as in one open form by gravity alone or by gravity and capillary force flows to the desired locations, the liquid resin as it solidifies is prevented by the underlying insulating washer from entering the rest To flow down the housing and that a sufficient amount of resin is applied to produce a To form closure that is with the inner surface of the housing wall both inside as is in contact outside the second annular groove, if an annular groove is provided, or that it is in contact with the inner and outer surfaces of the housing wall, if the second annular groove is formed by the flanged edge of the housing.

2. Procedure according to claim 1, wherein the second indentation or annular groove by flanging the Housing edge is formed, characterized in that a tube is telescopic is pulled around the housing before the sealing resin is poured in, wherein the pipe protrudes beyond the open end of the housing and that overflowing the housing Absorbs resin.

3. Electrical capacitor, characterized in that that it is sealed according to the method of claims 1 and 2.

4. Capacitor according to claim 3, characterized in that at least one of the two-sided Insulating washers has a tubular sleeve surrounding the terminal end, which is used to introduce the insulating oil into the capacitor and after it has been filled is soldered tightly to the connecting wire. Considered publications: German Patent No. 857,987; Belgian Patent No. 502 153; British U.S. Patent No. 567,588.