DE1841956U

DE1841956U - METAL FOIL LAMINATED WITH PLASTIC FOIL FOR DAMP PROTECTION OF ELECTRICAL COMPONENTS, IN PARTICULAR CAPACITORS.

Info

Publication number: DE1841956U
Application number: DE1959S0030577
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-05-14
Filing date: 1959-05-14
Publication date: 1961-11-23

Description

Mit Kunststoffolie kaschierte Metallfolie zum Feuchteschutz elektrischer Bauelemente, insbe- sondere Kondensatoren m Z vf P-VIA 11 M&M&H Die iji'firLd'u betrifft eine nit Kunststoffolie kaschierte Me- tallf'. lie zum Feuchteschutz elektrischer Bauelemente, insbe- sondere Kondensatoren. Die Lebensdauer elektrischer Bauelemen- te, wie z. B. Kondensatoren, ist weitgehend von einem guten Feuchtigkeitsschutz abhängig. Es sind zahlreiche Möglichkeiten bekannt, einen wirksamen Feuchteschutz von Bauelementen durchzuführen, z. B. in Form von Schutzhüllen, Metallgehäusen, wie Bechern oder Rohren, durch Tauchen in Isoliermasse oder Umspritzen niet derartigen Stoffen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zum Feuchteschutz von Kondensatoren ist beispielsweise der Einbau in, Aluminiumrohre, der in mehreren Arbeitsgängen meist in folgender Weise durchgeführt wird Der fertige Kondensatorwickel wird zuerst mit einer Isolierstoffolie umhüllt, um z. B. Kurzschluß zwischen einer Stirnkontaktierung und dem Metallehäuse zu verhindern, und danach in das Aluminiumrohr eingesetzt und fixiert. Bei einem stirnseitigen Gießharzverguß,-sofern nicht eine noch umständlichere Verlötung erfolgt-, der die offene Stirnseite des Aluminiumrohres verschließt, muß mehrmals vergossen werden, da die zwischen Wickel und Rohr vorhandene Luft zur Blasenbildung in der Vergußschicht führt. Nach dem Verguß werden die Rohre gekennzeichnet, z. B. bestempelt, und zum Schutz gegen zufällige Berührung mit einer Umhüllung versehen. Allen genannten Arbeitsprozessen geht eine Reinigung der Aluminiumrohre voraus. Die Vielzahl dieser Arbeitsgänge bringt eine erhebliche Verteuerung allein schon durch den relativ großen Aufwand an Arbeitzeit in-der Fertigung mit sich. Um den Einbau des Wickels in das Aluminiumrohr, der eine genaue Anpassung des Wickeldurchmessers an den Innendurchmesser des Metallrohres und eine Fixierung erfordert, zu vereinfachen, ist bereits vorgeschlagen worden, den Kondensatorwickel vorzugsweise unter Zwischenlage einer Isolierstoffolie mit einer flexiblen Metalldeckfolie aus Aluminium oder dgl. straff anliegend zu umhüllen. Die Breite der Deckfolie überragt dabei die Breite des Wickels und der an den Stirnseiten entstehende Raum wird ebenfalls mit Vergußmasse ausgefüllt. Um Berührungsgefahr mit anderen stromführenden Teilen zu verhindern, wird der fertige Kondensator, z. B. durch Tauchen in eine geeignete Lösung, mit einer Schutzlackierung oder aber. mit einem Kunststoff umpreßt oder umspritzt oder mit einem Schrumpfschlauch überzogen. Man könnte daran denken, eine mit Kunststoffolie kaschierte Metallfolie als Deckfolie zu verwenden, wodurch sich der äußere Schutz des Kondensators durch Lackierung oder dgl. erübrigen würe, jedoch sind die bekannten kaschierten Metallfolien zu einer Umhüllung von Kondensatoren we-- nig geeignet, da die Kaschierung unter Verwendung von Klebstoffen erfolgt und somit bei thermischen Belastungen die obere Einsatztemperatur vom Klebstoff besti. mt wird, und diese wesentlich unter der oberen Einsatztemperatur der aufkaschierten Folie liegt. Außerdem hat die Kunststoffolie normalerweise die gleiche Größe wie die Metallfolie) dadurch ergibt sich der Nachteil, daß die Metallfolie. nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Gießharzverschluß kommen kann, was wiederum die Gefahr von Feuchtekriechwegen mit sich bringt. Schließlich ist die Metall- folie an den Schnittkanten nicht isoliert. t&Vß Mit Hilfe der vorliegenden"Erfindung lassen sich alle nur bei- spielsweise beschriebenen Probleme des Feuchtigkeitsschutzes und der Isolierung von Bauelementen in befriedigender Weise lö- sen und mehrere der einzelnen Arbeitsgänge zusammenfassen und N"- Z-, f-Y'2 n & damitweitgehend vereinfachen « Die BrfinduN ist gekennzeichnet durch eine Metallfolie zum Feuchteschutz von Bauelementen, insbesondere elektrischer Kondensatoren, die gerauht und ohne Verwendung eines Klebemittels, höchstens unter Benutzung verdampf- . barer Lösungsmittel, mit einer Kunststoffolie, die die Metallfolie auch überragen kann, ganz oder teilweise kaschiert ist.Metal foil laminated with plastic film to protect electrical components from moisture, especially special capacitors m Z vf P-VIA 11 M & M & H The iji'firLd'u concerns a material laminated with plastic film tallf '. for moisture protection of electrical components, especially special capacitors. The service life of electrical components te, such as B. Capacitors, is largely of a good one Moisture protection dependent. There are numerous known ways to perform an effective moisture protection of components, such. B. in the form of protective covers, metal housings, such as cups or pipes, by dipping in insulating compound or overmolding rivet such substances. A particularly preferred embodiment for moisture protection of capacitors is, for example, the installation in aluminum pipes, which is usually carried out in several steps in the following way. B. to prevent short circuit between a front contact and the metal housing, and then inserted and fixed in the aluminum tube. In the case of a cast resin potting at the end, unless there is an even more complicated soldering, which closes the open end of the aluminum pipe, it must be poured several times, since the air between the coil and the pipe leads to the formation of bubbles in the potting layer. After the potting, the pipes are marked, e.g. B. stamped, and provided with a cover to protect against accidental contact. All of the work processes mentioned are preceded by cleaning the aluminum tubes. The large number of these work steps brings with it a considerable increase in costs, if only because of the relatively large amount of working time in production. In order to simplify the installation of the winding in the aluminum tube, which requires an exact adjustment of the winding diameter to the inner diameter of the metal tube and a fixation, it has already been proposed that the capacitor winding be taut, preferably with an insulating film in between with a flexible metal cover sheet made of aluminum or the like to be wrapped tightly. The width of the cover film extends beyond the width of the roll and the space created at the end faces is also filled with potting compound. In order to avoid the risk of contact with other live parts, the finished capacitor, e.g. B. by dipping in a suitable solution, with a protective coating or else. encapsulated or overmolded with a plastic or covered with a shrink tube. One could think of using a metal foil laminated with a plastic foil as the cover foil, which would make the external protection of the capacitor by painting or the like superfluous, but the known laminated metal foils are not very suitable for encasing capacitors because the lamination takes place using adhesives and thus determines the upper operating temperature of the adhesive in the event of thermal loads. mt, and this is significantly below the upper application temperature of the laminated film. In addition, the plastic film is usually the same size as the metal foil), this has the disadvantage that the metal foil. cannot come into direct contact with the cast resin closure, which in turn increases the risk of Brings moisture creepage with it. After all, the metal Foil not isolated at the cut edges. t & Vß With the help of the present "invention all only two for example described problems of moisture protection and the insulation of components in a satisfactory manner. sen and summarize several of the individual operations and N "- Z-, f-Y'2 n & Simplify as much as possible «The BrfinduN is marked by a metal foil for moisture protection of components, especially electrical capacitors, which are roughened and evaporate without the use of an adhesive, at most using . Barer solvent, with a plastic film, which can also protrude over the metal foil, is completely or partially laminated.

Als Metall für die Folie hat sich Aluminium sehr bewährt. Die starke Rauhung der Folie, wie sie bei Elektrolytkondensatoren bekannt ist (Aufrauhgrad mindestens 1, 5, vorzugsweise 3 bis 6), bietet eine große Oberfläche, die eine Kaschierung von ausgezeichneter Haftfestigkeit erlaubt, wobei man entweder die zu kaschierende Kunststoffolienoberfläche durch ein verdampfendes' Mittel anlöst oder thermisch, z. B. durch Induktion, erweicht.Aluminum has proven to be very useful as a metal for the foil. The strenght Roughening of the foil, as it is known for electrolytic capacitors (degree of roughness at least 1, 5, preferably 3 to 6), offers a large surface, which is a lamination of excellent adhesive strength, with either the one to be laminated Plastic film surface dissolves by an evaporating agent or thermally, z. B. by induction, softened.

Die Haftfestigkeit wird durch die Verwendung einer eloxierten Aluminiumfolie noch verbessert. Ein zusätzliches Klebemittel in irgendeiner Form erübrigt sich und die Beständigkeit der Kaschierung ist bis zu der Temperatur, bei der auch die Folie zerstört wird, gegeben. Zur Kaschierung eignet sich eine große Zahl. von Kunststoffolien. Als Beispiele seien genannt Folien aus Polystyrol, Polyvinylchlorid, Zelluloseazetate Polycarbonat und Polyaethylenterephtalat. Die Kaschierungen auf die Metall-insbesondere Aluminiumfolien lassen sich in jeder gewünschten Form' ne-%/ (Vt S s yi&tA&VtAV& ausführen. Die erfindungsgemäße Anwendung der Kaschierungen wird anhand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The adhesive strength is further improved by using an anodized aluminum foil. An additional adhesive in any form is unnecessary and the lamination is stable up to the temperature at which the film is also destroyed. A large number is suitable for lamination. of plastic films. Examples are films made of polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetates, polycarbonate and polyethylene terephthalate. The laminations on the metal - in particular aluminum foils can be in any desired shape ' ne -% / (Vt S s yi & tA & VtAV & carry out. The use of the laminations according to the invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 6.

Figur 1 stellt einen Querschnitt durch eine kaschierte Metallfolie beliebiger Länge dar. Die gerauhte Metallfolie 1 ist mit einer Isolierstoffolie 2, die schmaler und in diesem Falle einer Isolierstoffolie 3, die breiter ist als die Metallfolie 1 kaschiert. Bei der Verwendung dieser Folie als Feuchteschutz für z. B. einen Kondensator ist zweckmäßigerweise die Isolierstofffolie 2 breiter als die Lange des fertigen Kondensatorwickels., Nach der Ummantelung des Wickels mit der kaschierten Folie schützt die aufkasohierte Isolierstoffolie 2 die Metallfolie 1 vor einer Berührung mit einer Stirnkontaktierang des Kondensators. Die Metallfolie 2 stellt in Form einer Metallrohre den eigentlichen Feuchteschutz dar. Die durch die schmale Isolierstoffolie 2 nicht kaschierten Flächen auf der Metallfolie 1 erlauben eine unmittelbare Bindung zwischen Metallfolie und Gießharzabschluß, die bekannterweise unlösbar dicht ist. Außerdem ist nur ein einmaliger Verguß der offenen Stirnseite mit Gießharz erforderlich, da die kaschierte Folie den Wickel straff anliegend umhüllt und daher die Gefahr der Blasenbildung durch Verdrängung der Luft zwischen Wickel und Folie in die Vergußschicht sehr gering ist. Die Isolierstoffolie 3 isoliert die Metallfolie 1 an den Kanten und schützt sie äußerlich vor Berührung.. Bei dieser Anwendung der kaschierten Folie sind die anfangs beschriebenen Arbeitsgänge, wie Umhüllen des Wickels mit Isolierstoffolie, Einsetzen, in das Metallrohr, Umhüllen des Metallrohres mit Isolierstoffolie in einem Zeit und Kosten sparenden Arbeitsgang zusammengefaßt und der Arbeitsgang des stirnseitigen Gießharzvergußes wesentlich vereinfacht worden. Allerdings muß die kaschierte Folie nach Figur 1, wenn völlige Isolierung der Metallfolie erwünscht ist, beim Anwickeln um den Kondensator nach außen und das Ende der Folie nach innen geknickt werden, damit die ungeschützten Schnittkanten keinen Kurzschluß zu den Stirnkontaktflächen verursachen. Dieser Nachteil wird durch eine in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt kaschierte Folie, die in langen Bändern Irergestellt wird, beseitigt. Trennt man an den Stellen A und B eine Isolierstoffolie, so entstehen kaschierte Folienabschnitte, wie der in der Fig. 2 schwarz gezeichnete Abschnitt, der jeweils als Umhüllung für einen Kondensator geeignet ist. Der Kondensator wird zunächst von der aufkaschierten Isolierstoffolie 5, die wiederum schmaals die Metallfolie 4 ist, mit mindestens einer. Windung eingehüllt, durch Weiterwickeln folgt dann mit ebenfalls mindestens einer Windung die beidseitig kaschierte Metallfolie 4 und danach die breitere Isolierstoffolie 6, die die Metallfolie nach außen isoliert.FIG. 1 shows a cross section through a laminated metal foil Any length. The roughened metal foil 1 is covered with an insulating film 2, which is narrower and in this case an insulating film 3, which is wider than the metal foil 1 laminated. When using this film as moisture protection for z. B. a capacitor, the insulating film 2 is suitably wider than the length of the finished capacitor winding., After sheathing the winding with of the laminated film, the insulating film 2, which has been applied, protects the metal film 1 before contact with a front contact of the capacitor. The metal foil 2 represents the actual moisture protection in the form of a metal tube the narrow insulating film 2 allow non-laminated surfaces on the metal film 1 a direct bond between metal foil and cast resin closure, which is known is inextricably tight. In addition, the open end face is only cast once with casting resin required, as the laminated film wraps the roll tightly and therefore the risk of blistering due to the displacement of air between the laps and foil in the potting layer is very small. The insulating film 3 insulates the metal foil 1 at the edges and protects it externally from contact .. With this one Application of the laminated film are the operations described at the beginning, such as Covering the winding with insulating film, inserting it into the metal tube, covering of the metal pipe with insulating film in a time and cost-saving operation summarized and the operation of the frontal Cast resin potting has been simplified significantly. However, the laminated film according to Figure 1, if complete isolation of the metal foil is desired, when wrapping around the capacitor to the outside and the end of the film to be bent inwards so that the unprotected Cut edges do not cause a short circuit to the front contact surfaces. This disadvantage is shown by a laminated film shown in Fig. 2 in longitudinal section, which in long Ribbons are created, eliminated. If you separate an insulating film at points A and B, this creates laminated film sections, such as the one shown in black in FIG. 2 Section which is suitable as a casing for a capacitor. The condenser is first of the laminated insulating film 5, which in turn narrow the Metal foil 4 is, with at least one. Wrap wrapped by winding on The metal foil, which is laminated on both sides, then follows with at least one turn 4 and then the wider insulating film 6, which insulates the metal film from the outside.

Fig. 3 zeigt den, Querschnitt einer kaschierten Folie, bei der die Metallfolie 7 mit den Kunststoffolien 8 und 8' kaschiert ist. Bei dieser Art der Kaschirung ist ein Teil der Metallfolie zu einer etwaigen Kontaktierung völlig frei von Isolierstoffolie. Die bekannte Herstellung solcher Folieneinheiten für den Aufbau von sogenannten Lackkondensatoren durch Lackieren, Randätzen und Schneiden einer Metallfolie läßt sich mit Hilfe yt C ux der erfndunôDgemäßen Kaschierungen wesentlich vereinfachen und gleichzeitig die Spannungsfestigkeit je nach Stärke der benutzten. Kunststoffolie beliebig steigern. Fig. 3 shows the, cross section of a laminated film in which the metal foil 7 is laminated with the plastic films 8 and 8 '. With this type of lamination, part of the metal foil is completely free of insulating foil for any contact. The known production of such film units for the construction of so-called lacquer capacitors by lacquering, edge etching and cutting a metal foil can be done with the help yt C ux simplify the lamination according to the invention significantly and at the same time the dielectric strength depending on the strength of the used. Increase plastic film at will.

In Fig. 4 und 5 sind Beispiele für einseitig kaschierte Metallfolienabschnitte in der Aufsicht dargestellt. Die schmale, auf die Metallfolie 9 aufkaschierte Isolierstoffolie 10 in der Fig. 4 oder in der Figur 5 mit 10'bezeichnet, verbreitert sich und ergibt somit eine formgünstige Umhüllung für Kondensatoren. Die in Fig. 6 dargestellte kaschierte Folie ist besonders für hochwertige Kondensatoren geeignet. Der Kondensatorwickel wird zuerst von der Isolierstoffolie 12 umhüllt und danach von der nur teilweise kaschierten Metallfolie 11 mit mindestens einer Win- 6 dung ummantelt. Danach folgt die Isolierstoffolie 13. Bei dem Verguß der offenen Stirnseite des Kondensators mit Gießharz fließt auch Harz zwischen die Windungen der Metallfolien, so daß eine Verbindung von Metallwindung zu Metallwindung erfolgt und somit die Sicherheit der einwandfreien Abdichtung erhöht ist.In FIGS. 4 and 5, examples of metal foil sections laminated on one side are shown in a top view. The narrow insulating film 10 laminated onto the metal foil 9 in FIG. 4 or denoted by 10 ′ in FIG. 5 widens and thus results in an advantageous casing for capacitors. The laminated film shown in FIG. 6 is particularly suitable for high-quality capacitors. The capacitor winding is first enveloped by the insulating film 12 and then by the only partially laminated metal film 11 with at least one wind 6th sheathed manure. This is followed by the insulating film 13. When the open end face of the capacitor is potted with casting resin, resin also flows between the turns of the metal foils, so that a connection from metal turn to metal turn takes place and thus the reliability of the perfect seal is increased.

Die Isolierstoffolie. 13 bietet auch Schutz, gegen Berührung anderer stromführender Teile.The insulating film. 13 also offers protection against touching others live parts.

Das Verfahren zur Herstellung einer kaschierten Metallfolie kann, wie bereits erwähnt, so vorgenommen werden, daß die gerauhte Metallfolie mit einer durch Lösungsmittel oder auch thermisch an der Oberfläche erweichten Kunststoffolie zusammengepreßt wird. Die Herstellung einer kaschierten Metallfolie wird mit Hilfe von Fig. 7 näher beschrieben. Diese Darstellung kann als Prinzip auch für Kaschierprozesse der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten kaschierten Folien betrachtet werden. Die gerauhte Metallfoliè, z. B. Aluminiumfolie 14, wird von der Vorratsrolle 15 abgewickelt und mit Hilfe der Umlenkrollen 16, 17 und 18 durch einen ein Lösungsmittel enthaltenden Tank 34 geleitet. Die gerauhte Aluminiumfolie nimmt in der Art eines Loschpapiers Lösungsmittel aus dem Tank 34 auf und wird mit von den Vorratsrollen 20 und 22 abgespulten Isolierstoffbändern 19 und 21 durch die Druckrollen 23 und 24 zusammengepreßt.The process for the production of a laminated metal foil can, As already mentioned, be made so that the roughened metal foil with a Plastic film softened on the surface by solvents or thermally is compressed. The production of a laminated metal foil is made with the help of Fig. 7 described in more detail. This representation can also be used as a principle for lamination processes the laminated foils shown in FIGS. 1 to 6 are considered. the roughened metal foil, e.g. B. aluminum foil 14, is from the supply roll 15th unwound and with the help of the pulleys 16, 17 and 18 by a solvent containing tank 34 passed. The roughened aluminum foil takes on in the manner of a Absorb paper solvent from the tank 34 and is taken from the supply rolls 20 and 22 unwound insulating strips 19 and 21 by the pressure rollers 23 and 24 compressed.

Selbstverständlich kann auch das lösungsmittel unmittelbar auf die Kunststoffolienoberfläche in irgend einer Weise aufgebracht werden. Die Kaschierung wird fast augenblicklich wirksam und kann'durch Druckrollen 25, 26, 27, 28 und/oder starken Wickelzug noch verbessert werden. Durch Wärmestrahler oder dergleichen 29,30,31,32 oder auch durch Beheizung der Rollen 25 bis 28 wird das Lösungsmittel auf der Folie an den Stellen, an denen keine Kaschierung erfolgt, durch Verdunstung entfernt, damit beim Aufspulen auf die Vorratsrolle 33 kein nachträgliches Verkleben der Folie eintritt. Je nach Temperatur, Trocknungsstrecke und Bandgeschwindigkeit wird in mehr oder weniger kurzer Zeit das gesamte Lösungsmittel ausgetrieben. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, restliches Lösungsmittel spater in einem Ofen zu entfemen.Of course, the solvent can also be applied directly to the Plastic film surface can be applied in any way. The lamination is effective almost instantly and can 'by pressure rollers 25, 26, 27, 28 and / or strong winding tension can be improved. By radiant heaters or the like 29,30,31,32 or by heating the rollers 25 to 28, the solvent is on the film removed by evaporation at the points where there is no lamination, so that there is no subsequent sticking of the film when it is wound onto the supply roll 33 entry. Depending on the temperature, drying distance and belt speed, in more or less a short time driven off all the solvent. It exists Of course, you can also put the remaining solvent in an oven later remove.

Im Gegensatz dazu kann die zu kaschierende Oberfläche der Isolierstoffolie auch thermisch erweicht werden. Durch das Fehlen eines zusätzlichen Klebestoffes vereinfacht sich die Herstellung der kaschierten Metallfolien, da keinerlei Vorsichtsmaßnahmen nötig sind, das Klebemittel von solchen Stellen fernzuhalten, die nicht kaschiert werden sollen. In die Kaschiermaschine kann eine Druckmaschine eingebaut werden. Vorzugsweise wird die Kunststoffolie vor der Kaschierung von innen bestempelt oder mit Farbkennzeichen versehen so daß die Beschriftung geschützt und nicht mehr abwischbar ist. Man kann die Kennzeichen auch auf der zu kaschierenden Fläche der Metallfolie anbringen. Die Verwendung'der beschriebenen kaschierten Folien zum Feuchteschutz elektrischer Kondensatoren schließt jedoch nicht die Möglichkeit aus, die Folien auch ganz allgemein zum Feuchteschutz oder zu Isolierzwecken zu verwenden. 5 S Ch L, 1 z AV s p i"G eine , * pat eie &29 p : k4 im $ SGh*Fxvespi J'PaeB-tanapriloho' 7Figuren In contrast to this, the surface of the insulating film to be laminated can also be thermally softened. The lack of an additional adhesive simplifies the production of the laminated metal foils, since no precautionary measures are necessary to keep the adhesive away from places that should not be laminated. A printing machine can be built into the laminating machine. The plastic film is preferably stamped from the inside or provided with a color code before lamination so that the lettering is protected and can no longer be wiped off. The marks can also be attached to the surface of the metal foil to be covered. However, the use of the laminated foils described for protecting electrical capacitors against moisture does not preclude the possibility of using the foils in general for protecting against moisture or for insulating purposes. 5 S Ch L, 1 z AV spi "G a , * pat eie & 29 p: k4 im $ SGh * Fxvespi J'PaeB-tanapriloho ' 7 figures

Claims

. Protection claims -----------------------------

1. Metal foil for moisture protection of components, in particular electrical capacitors or for the construction of electrical capacitors, which is completely or partially laminated with plastic film, characterized in that the metal foil is roughened and without the use of an adhesive, at most using evaporable solvents with plastic film, which can protrude beyond the metal foil, is laminated.

2. Metal foil according to claim 1, characterized in that the metal foil consists of roughened aluminum. . 3. Metal foil according to claim 1 and 2? characterized, that the roughened aluminum foil is anodized.

4. Metal foil according to claim 1, 2 or 3, characterized in that Noticeable and markings, such as B. stamp imprints, between roughened Metal foil and laminated plastic film are attached.

5. One with one, preferably laminated with plastic on both sides Metal foil Electrical component encased according to claims 1 to 4, in particular electrical Capacitor preferably with end contact layers.