DE1112769B - Verfahren zum feuchtedichten Einbau von elektrischen Kondensatoren oder anderen Bauelementen - Google Patents

Description

• Verfahren zum feuchtedichten Einbau von elektrischen Kondensatoren oder anderen Bauelementen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum feuchtedichten Einbau von Kondensatoren oder anderen Bauelementen.
• Als eine der Hauptforderungen beim Bau von Kondensatoren gilt es, diese gegen den Einfluß der äußeren Umgebung, vor allem gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, weitgehend zu schützen und damit die Konstanz der elektrischen Werte zu erhalten.
• Es sind zahlreiche Möglichkeiten des feuchtedichten Einbaus von Kondensatoren und anderen Bauelementen bekannt, z. B. in Form von Metallgehäusen wie Bechern oder Rohren, Schutzhüllen aus Kunststoff, Tauchen in Isoliermasse oder Umspritzen mit derartigen Stoffen. Metalle, wie Aluminium, in Form von Folien, die gegebenenfalls noch mit einem Isolierstoffilm überzogen sind, finden wegen ihres kleinen Feuchtekoeffizienten, der einen wirksamen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit garantiert, besonders häufig als Umhüllung von Kondensatoren Verwendung. Es ist auch bekannt, zur Umhüllung eines Kondensators metallisierte Isolierzwischenlagen zu verwenden. Der Einbau von Kondensatoren in Metallgehäuse oder -rohre oder auch die Umhüllung mit einer flexiblen Metalldeckfolie oder metallisierten Isolierstoffolie erfordert jedoch zahlreiche kostspielige Arbeitsgänge. Das Einsetzen des Kondensatorwickels in ein Aluminiumrohr erfordert beispielsweise eine genaue Anpassung des Wickeldurchmessers an den Innendurchmesser des Rohres und kann nur in einer Handfertigung durchgeführt werden. Das notwendige mehrmalige Vergießen der offenen Stirnseiten des Kondensators mit Gießharz oder eine noch umständlichere Verlötung von Gehäusen führt ebenfalls zu zeitraubenden Arbeitsprozessen an jedem einzelnen Kondensator.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren anzugeben, das einen auch wirtschaftlich günstigen feuchtedichten Einbau von Kondensatoren oder anderen elektrischen Bauelementen erlaubt.
• Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum feuchtedichten Einbau von elektrischen Kondensatoren oder anderen Bauelementen in Kunstharz unter Verwendung von Metallschichten dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung mehrere gleiche Bauelemente mit Abstand und parallel zueinander zwischen zwei bandförmigen Metallschichten angeordnet werden, wobei vorhandene Stromanschlüsse im wesentlichen senkrecht zur Bandrichtung verlaufen und die Metallschichten mit ihren Längskanten die Bauelemente überragen und die innerhalb der Metallschichtbegrenzungen vorhandene freie Räume in einem Arbeitsschritt mit Gießharz vergossen und nach Erhärten oder Auspolymerisieren des Gießharzes längs der Mittellinie der freien Räume zwischen den Bauelementen diese z. B. durch Sägen getrennt werden. Sehr bewährt hat sich als Metallschicht, die auch als Metallisierung einer isolierenden Trägerfolie ausgebildet sein kann, eine mit Kunststoff kaschierte gerauhte Aluminiumfolie und als besonders vorteilhaft zeigt sich, daß gleichzeitig mehrere Serien von gleichen Bauelementen in einer Spannvorrichtung zu mehreren Bauelementen-Gießharzstangen vergossen werden können.
• Einzelheiten der Erfindung gehen aus den im folgenden beschriebenen und in den Fig. 1 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.
• Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine Serie zwischen zwei kaschierten Aluminiumfolien angeordneter und mit Gießharz vergossener Kondensatoren. Die Metallfolienbänder 2, 2' stellen den wirksamen Feuchteschutz für die Kondensatorkörper 1, 1', 1" und eine Art Gießform dar. Das in die freien Räume innerhalb der Metallbegrenzungen gegossene Gießharz 3 kann eine unmittelbare Bindung mit den Metallfolien eingehen, die bekannterweise unlösbar dicht ist. Durch das gleichzeitige Vergießen von sehr vielen Bauelementen ist es wirtschaftlich tragbar, den Verguß im Vakuum durchzuführen. Die Gefahr der Blasenbildung in der Vergußmasse durch entweichende Luft aus der Gießform ist damit weitgehend ausgeschaltet und ein einmaliger Verguß völlig ausreichend. Die aufkaschierte Kunststoffolie 4, 4', z. B. aus Polykarbonat, schützt die Metallfolien vor äußerer Berührung mit anderen stromführenden Teilen und erübrigt einen zusätzlichen Schutz des fertigen Kondensators durch Lackierung, Umpressen mit Kunststoff und dergleichen. Längs der in Fig. 1 gezeichneten Schnittlinien wird die entstandene Kondensatorstange in ein= zelne feuchtedicht eingebaute Kondensatoren zersägt.
• In den Fig. 2 und 8, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ist eine Spannvorrichtung, die zwei Serien von erfindungsgemäß eingelegten Kondensatoren aufnehmen kann, in einer Aufsicht (Fig. 2) und im Schnitt (Fig. 3) dargestellt. Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit, .weitere Serien in derartige Spannvorrichtungen einzulegen.
• In einem Spannrahmen 10, 10' werden die Kondensatorserien 6, 6', 6", 7, 7', 7" erfindungsgemäß angeordnet und die einzelnen Serien durch kaschierte Metallfolien 8, 8', 8" voneinander getrennt. Zweckmäßigerweise werden zur Erhöhung der Stabilität und zum Ausgleich unterschiedlicher Kondensatordicken zwischen die einzelnen Serien noch Trennbleche 9 oder dergleichen gelegt. Um ein Auslaufen des flüssigen Gießharzes zu verhindern, erfolgt die Abdichtung der offenen Seitenteile der Spannform in Richtung der Kondensatorstirnseiten durch z. B. U-förmige Silikonkautschukstreifen 11, 11', Il", 11"', zwischen denen, wie beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, Anschlußelemente hindurchgeführt werden können. Die kaschierten Kunststoffolien 5, 5', 5" schützen den fertigen Kondensator vor äußeren Einflüssen und verhindern außerdem in einfacher Weise, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Berührung des Gießharzes 12 mit den Spannrahmen 10, 10' oder dem Trennblech 9. Die Kunststoffolien 5, 5', 5" sind von solcher Breite, daß sie zwischen Spannrahmen 10, 10' und den Abdichtungsstreifen 11, 11"' bzw. zwischen Trennblech 9 und Abdichtungsstreifen 11', 11" eingeklemmt werden können und dichte Kammern bilden und so die darin aushärtenden Kondensatorgießharzstangen einwandfrei voneinander getrennt sind. Die Metallfolien 8, 8', 8" reichen nicht bis an die- Abdichtungsstreifen heran, so daß eine Verbindung des Gießharzes mit den Kunststoffolien 5, 5', 5" in einer Breite von etwa 1 mm möglich ist und Oberflächenkriechstrecken zwischen Metallfolien und Anschlußelementen 13 vermieden werden. Die feste Haftung Kunststoffolie-Gießharz erlaubt ein glattes Abreißen überstehender Kunststoffolien von der Gießharzoberfläche nach dem Aushärten des Gießharzes.
• In den Fig.4 bis 12 sind Beispiele für Metallschichten, zwischen denen die Kondensatoren anzuordnen sind, dargestellt. Es werden Ausführungsbeispiele mit Kaschierungen unterschiedlicher Herstellungsart mit verschiedener Feuchtedichtigkeit aufgezeigt.
• Fig. 4 zeigt im Längsschnitt eine Anordnung von Kondensatoren, bei der der Kondensator 14 zwischen die Metallfolien 15,15' gelegt ist. Die Metallfolien 15, 15' werden von den geschoopten Stirnseiten des Kondensatorwickels durch aufkaschierte Kunststoffolien 16, 16' isoliert; wodurch eine isolierende Umhüllung um jeden einzelnen Kondensator gespart wird. Die aufkaschierten Kunststoffolien 17, 17' schützen die Metallfolie vor äußerer Berührung. Allerdings zeigt das in Fig. 4 beschriebene Einbauverfahren Nachteile, wenn die durchlaufenden aufkaschierten Kunststofffolien 16, 16' die gleiche Breite wie die Metallschichten 15, 15' haben, denn sie unterbinden eine unmittelbare Verklebung vom Metall zum Gießharz, was immer die Gefahr von Feuchtekriechwegen mit sich bringt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die die innere- Isolation bedingenden Kunststoffolien 16, 16' etwas breiter als den Wickelkörper 14, aber schmaler als die Metallschienen 15, 15' auszubilden.
• In dem in Fig. 5 gezeigten Einbauverfahren sind rechteckige Kunststoffolienabschnitte, 18, 18', die die Stimkontaktschichten des Kondensators 20 isolieren, auf die Metallfolien 19, 19' aufkaschiert. Die Möglichkeit der Verklebung Metall-Gießharz ist bei dieser Art der Kaschierung gewährleistet.
• Die Folien 21, 21' dienen dem äußeren Schutz des Kondensators. Für die Automation einfacher als die Kaschierung der Isolierfolienabschnitte auf die Metallfolien ist die in Fig. 6 dargestellte Verfahrensart. Die Kondensatoren, wie z. B. Kondensator 22, werden parallel und mit Abstand zwischen zwei Isolierfolien 23, 23' gelegt, deren Breite die Stirnkontaktschichten um etwa 1 mm überragen. Die Folien sind mit Klebstoffen od. dgl. versehen und haften fest am Kondensatorwickel. Ein Verschieben der Folien ist ausgeschlossen. Man kann die Folien auch jeweils mit der Außenwindung des Kondensators verschweißen. An den mit a bezeichneten Stellen werden die Kondensatoren voneinander getrennt, indem die Folien abgeschnitten oder abgebrannt werden. Die so vorbereiteten Kondensatoren können ohne Gefahr einer Berührung zwischen Stimkontaktschicht und Metall zwischen zwei Metallschichten gelegt und erfindungsgemäß vergossen werden.
• Eine Verbesserung des angestrebten Feuchteschutzes wird mit dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren erreicht. Zwischen die beiden beispielsweise den Kondensator 24 bedeckenden Metallfolien 25, 25' ist eine dritte Metallfolie 26, die, wie in Fig. 7 dargestellt, mäanderartig gefaltet ist, eingelegt. Jeder mit Abstand angeordnete Kondensator liegt in einem Mäander. Durch die Faltung der zusätzlichen dritten Folie ist die Breite eines Feuchtediffusionsweges durch die Vergußschicht an den Seiten des Kondensators erheblich verringert, denn Weg a-b wird zu dem Weg a-c verkleinert. Gleichzeitig ist die sehr dichte Verbindung zwischen Gießharzschicht und den Metallfolien 25, 25' und 26 gegeben. Jeder Kondensator muß jedoch, wenn Stimkontaktschichten vorhanden sind, um eine Berührung mit der Metallfolie 26 zu verhindern, isoliert werden. Eine isolierende Umhüllung kann z. B., wie in Fig. 8 dargestellt, angefertigt werden. Die Wickel 28, 28', 28" werden in Abständen von der Größe der Wickeldicke zwischen zwei Kunststoffolien 29, 29' gelegt. Zerschneidet man die Folien an den in der Zeichnung mit Pfeilen bezeichneten Stellen, so ist die Folie 29' an beiden Seiten des Kondensators 28 länger als die Folie 29 und kann sich der mäanderartigen Form der dritten eingelegten Metallfolie anpassen und schützt so den Kondensator von drei Seiten gegen Kurzschluß mit der Metallfolie. Die kürzere Kunststoffolie 29 schützt die vierte Wickelseite.
• In Fig. 9 sind sowohl die eingelegte Metallfolie 30 als auch die Metallfolien 31, 32 mit Kunststoffolie kaschiert. Durch eine beidseitige Kaschierung der Folie 31 ist z. B. der Wickel 33 vollständig isoliert, und ein Umhüllen des Wickels mit Isolierstoffolien erübrigt sich.
• Nach dem in Fig. 10 dargestellten Einbauverfahren ist auch die unmittelbare Metall-Gießharz-Verklebung vorhanden. Die Kaschierung der Metallfolien 34 und 35 ist in solchen Abschnitten ausgeführt, daß erstens der Wickel 36 einwandfrei isoliert ist und zweitens eine Verbindung Gießharz-Metall erfolgen kann.
• Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, bereits umhüllte Kondensatoren und Bauelemente, die in Fig. 11 mit 37, 37', 37" bezeichnet sind, oder eine Kondensatorkette 38 in Fig. 12 zwischen zwei Metallschichten 39, 39' anzuordnen. Es ist so statt einer Einzelfertigung ein Massenverguß von Bauelementen möglich.
• Der erfindungsgemäß durchgeführte Einbau von Kondensatoren oder anderen Bauelementen bringt eine bedeutende Zeitersparnis und Verbilligung in der Massenfertigung mit sich.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum feuchtedichten Einbau von elektrischen Kondensatoren oder anderen Bauelementen in Kunstharz unter Verwendung von Metallschichten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleiche Bauelemente mit Abstand und parallel zueinander zwischen zwei bandförmigen Metallschichten angeordnet werden, wobei vorhandene Stromanschlüsse im wesentlichen senkrecht zur Bandrichtung verlaufen und die Metallschichten mit ihren Längskanten die Bauelemente überragen und die innerhalb der Metallschichtbegrenzungen vorhandenen freien Räume in einem Arbeitsschritt mit Gießharz vergossen werden und nach Erhärten oder Auspolymerisieren des Gießharzes längs der Mittellinie der freien Räume zwischen den Bauelementen diese z. B.- durch Sägen getrennt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer kaschierten Metallfolie als Metallschicht, insbesondere einer gerauhten kunststoffkaschierten Aluminiumfolie.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer gerauhten beidseitig kaschierten Aluminiumfolie, bei der eine der aufkaschierten Kunststoffolien aus Folienabschnitten bestehen kann.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Serien von gleichen Bauelementen in einer Spannvorrichtung zu Stangen von Bauelementen vergossen werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Serien der angeordneten Bauelemente in der Spannvorrichtung durch Trennbleche voneinander getrennt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufen der Gießharzmasse in der Spannvorrichtung durch eine Abdichtung mit z. B. Silikonkautschukstreifen, die zweckmäßigerweise die den Feuchteschutz darstellenden Metallschichten bzw. die kaschierte Metallfolie zwischen sich und dem Spannrahmen bzw. Trennblechen, einklemmen, verhindert wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung einer zusätzlichen dritten Metallschicht. B.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Metallschichten oder eine zusätzliche mäanderförmig gefaltet wird, so daß jedes mit Abstand angeordnete Bauelement in einem Mäander liegt.
9. 9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8 für bereits mit einer Umhüllung versehene Bauelemente. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 968 940; deutsche Patentanmeldung S 25121 VIII c/ 21 g (bekanntgemacht am 28. 1. 1954).