DE1945459C3 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils - Google Patents

Description

2. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen 15 Keramik als Dielektrikum verwendet werden. Für ein Bauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzaich- gewickeltes elektrisches Bauteil waren hierbei große

j net, daß eine thixotrope wärmehärtbare Harz- Ausmaße oder schwierige Herstellungsstufen er- φ, lösung lokal begrenzt auf die Oberfläche der forderlich. Bei einem derartigen Bauteil besteht ge- *ß-t streifen- oder plattenförmigen Leiter durch Tief- wohnlich ein sehr geringer Spalt zwischen dem strei-1 druck oder Seidenschirmdruck aufgebracht wird. 20 fenförmigen Leiter und der Isolierschicht oder zwi- fi 3. Verfahren zui Herstellung eines elektrischen sehen den Isolierschichten. Um einen flüssigen Isolall Bauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- tor in dem Spalt zu imprägnieren, waren zeitraubende j}; net, daß eine wärmehärtbare Harzlösung lokal Arbeitsgänge und neuzeitlichste Apparate erforderg| begrenzt auf die Oberfläche der streifen- oder lieh. Die Erfindung eignet sich insbesondere für solche |l plattenförmigen Leiter durch Aufsprühen mittels 95 gewickelte elektrische Bauteile (aber nicht nur für υ einer Zerstäubervorrichtung aufgebracht wird. diese allein), bei weichen Materialien mit schlechter p 4. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Biegsamkeit, wie füllstoffhaltige Epoxyharze ange-I Bauteils nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- wendet werden können. Die erfindungsgemäßen Veri net, daß vor dem Aufsprühen der v.ärmehärt- fahrensstufen sind einfach auszuführen und die Imp baren Harzlösung ein Reaktionsbeschleuniger für 30 prägnierung mit dem flüssigen Isolator ist einfach.
1 das wärmehärtbare Harz auf die Oberfläche der In der deutschen Patentschrift 526489 und der I streifen- oder plattenförmigen Leiter aufgebracht britischen Patentschrift 831 537 sind elektrische Konf§ wird. densatoren beschrieben, bei denen der Abstand zwi-I 5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen sehen den elektrischen Leitern dadurch aufrechterhal-I Bauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 35 ten wird, daß ausschließlich Fasermaterial (gitter-I net, daß als synthetisches Harz ein thermoplasti- artiger oder netzartiger Stoff, beispielsweise offen gell sches Harz mit einem anorganischen Füllstoff webte Seide) im Falle der deutschen Patentschrift I verwandt wird. 526 489 bzw. ein biegsames Gewebe aus Glasfasern I 6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen (jm Falle der britischen Patentschrift 831537) zur I Bauteils nach mindestens einem der An- 40 Anwendung gelangt. Das Faserma'erial kann mit I: sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunstharz od. dgl. imprägniert sein.
I freie Raum zwischen dem lokal aufgebrachten Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungs-I synthetischen Harz durch ein isolierendes Gas, gemäßen Verfahren ein isolierender Abstand zwi- ;. ein isolierendes öl oder eine wärmehärtbare Harz- sehen den Leitern durch Anwendung einer isolieren-ί lösung ausgefüllt wird. 45 den synthetischen Harzverbindung erzielt, die in i 7. Verfahren zui Herstellung eines elektrischen Form eines Maschenmusters od. dgl. durch Tiefdruck I Bauteils nach mindestens einem der An- oder Seidenschirmdruck auf die Oberflächen der elek- \ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der irischen Leiter aufgebracht wird. Die Harzverbindun-I freie Raum zwischen dem lokal aufgebrachten gen bestehen entweder aus wärmehärtendem Harz-I synthetischen Harz während des Wickeins oder 50 pulver oder aus einem in der Wärme erweichbaren '■ nach dem Wickeln der streifen- oder plattenför- synthetischen Harzpulver.

migen Leiter mit einem flüssigen, wärmehärtbaren Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfah-

I Harz ausgefüllt wird und dieses Harz ausgehärtet rens besteht darin, daß auf eine oder beide Ober-

I wird. flächen der streifen- oder plattenförmigen Leiter ein

I 55 isolierendes synthetisches Harz in Form von Punkten,

J Linien oder von Maschenstruktur aufgebracht wird.

I Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen

"" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- weiter erläutert. Es bedeuten

lung eines elektrischen Bauteils mit streifen- oder Fig. 1 und 2 einen Teil des aus einem länglichen

plattenförmigen elektrisch.. ,1 Leitern, deren gegen- ßo Streifen bestehenden Leiters, dessen Oberfläche teil-

seitiger AbstanJ zumindest während der Herstellung weise mit einem eleklrisch isolierenden synthetischen

durch lokal begrenzt angeordnetes dielektrisches Ma- Harz überzogen ist,

tcrial aufrechterhalten wird. In einem derartigen elek- Fi g. 3 einen Querschnitt durch eine elektromagne-

trischen Bauteil, z. B. einem Kondensator oder einer tische Spule, welche durch Wickeln von streifen-

cluktromagnctischen Spule usw., sind streifenförmigc 65 förmigeii Leitern hergestellt wurde, deren Oberfläche

Leiter, z.B. Aluminium- oder Kupferfolien, überein- teilweise mit einem synthetischen Harz überzogen

ander angeordnet, wobei zur Abstandhalfmg eine wurde,

elektrische Isolierschicht dient. In den Figuren bedeuten t und V streifenförmige

Leiter, 2 und 2' synthetische Harze, welche auf den bringen derartiger, als festes Pulver vorliegender Ver-

. Plattenleitern 1 und V aufgebracht sind, bindungen auf dem streifenförmigen Leiter sind

In Fig.3 ist ein streifenförmiger Leiter3 dar- elektrostatisches Aufbringen oder Aufsprühen. Das

'. gestellt, auf dessen Oberflachs ein synthetisches Harz Aufsprühen eines wärmehärtbaren flüssigen Harzes

aufgebracht ist; 4 bedeutet einen Spulenkern und 5 5 kann in Form kleiner Teilchen aus einer Düse erfol-

clektrische Leitungen. gen, wobei das Harz verstreut auf der Oberlläche des

Der streifenförmige Leiter besteht aus einer Folie Leiters aufgebracht und dann gehärlet wird. Dabei

oder einem Streifen aus Aluminium oder Kupfer. Es ist es wichtig, da.; Harz zu härten, ohne dessen Form

ist zweckmäßig, das seitliche Ende der Oberfläche zu verändern.

vorher durch Polieren oder chemisches Ätzen abzu- io Die optimalen Abmessungen des in Form von runden. Eine andere mögliche Herstellungsweise be- Punkten, Linien oder Maschenstruktur aufzubringensteht darin, ein synthetisches Harz auf einen langen den Harzes hängt von der Größe des Leiters und des streifenförmigen Leiter aufzubringen, diesen auf die elektrischen Bauteils sowie von der Art der Verbingewünschte Breite zuzuschneiden und die Kante ab- dung ab. Bei einer eiektromagnetischen Spule bezurunden. Ein Grat an den Kanten des Streifens 15 tragen die zweckmäßige Breite und Höhe 5 bis 100 μ, bringt die Gefahr einer Isolationsfehlstellj mit sich Die Höhe soil zweckmäßigerweise möglichst einheitp- und soll daher zweckmäßigerweise entfernt werden. lieh sein, da von ihr direkt die Isolierfestigkeit zwi- |§j: Das Prinzip der Erfindung beruht auf der Tat- sehen den Windungen abhängt. Der Abstand zwii: sache, ein synthetisches Harz auf einem streifenförmi- sehen der lokal aufgebrachten Verbindung, d. h. p gen Leiter Iokai begrenzt aufzubringen. Unter der so zwischen den einzelnen Vorsprängen oder Erhebun-IH lokal begrenzten Aufbringung ist zu verstehen, daß gen, beträgt vorzugsweise 5 bis 50 μ.
y' viele kleine Vorsprünge oder Erhebungen des synthe- Das synthetische Harz kann lokal begrenzt enttischen Harzes von bestimmter Höhe auf der Ober- weder auf einer Seite oder auf beiden Seiten des φ,, fläche des streifenförmigen Leiters aufgebracht wer- streifenförmigen Leiters aufgebracht werden. Die den, so daß bei dem fertigen elektrischen Bauteil ein 35 Qberfläche des streifenförmigen Leiters wird in konstanter Spalt zwischen den Leitern entsteht. In an sich bekannter Weise vorbehandelt, z.B. durch ξ der Fläche zwischen den Vorsprüngen oder den Er- Beizen, Ätzen, chemische oder anodhche Oxydation, bebungen braucht kein synthetisches Harz vorhanden um ein gutes Haften des synthetischen Harzes an ψ zu sein, obwohl dies nicht schadet, falls dessen dem Leiter zu gewährleisten.

gh Schichthöhe ausreichend niedriger als diejenige der 30 Das fertige elektrische Bauteil gemäß Fig. 3 wird

Vorsprünge oder Erhebungen.ist. Die lokal begrenzte durch Feuchtigkeit beeinflußt, falls es im gewickelten

% Aufbringung gemäß der Erfindung entspricht einem Zustand betrieben wird. Bei Betrieb an der Luft ist es

r schlechten herkömmlichen Überzug, bei welchem eine zweckmäßig, das Bauteil mit einem Lack oder einem

ί große Anzahl Gasporen in dem isolierenden Harz- Harz zu überziehen, in einem isolierenden öl oder

ϊ film auf der Oberfläche des ebenen Leiters vorhanden 35 einem isolierenden Gas, wie SF₆, is< der Betrieb im

, ist. Gewöhnlich soll der Überzug keine oder praktisch gewickelten Zustand möglich. In diesem Fall erfolgt

keine Gasporen aufweisen. Im Rahmen der Erfin- eine ausreichende Kühlung durch Jas öl oder das

dung ergab sich jedoch, daß selbst ein Film mit vielen Gas, welches sich i:' dem Spalt zwischen den Leitern

Gasporen in befriedigender Weise angewendet wer- bewegt und die Hitze ableitet. Falls die Gefahr des

den kann, solange hierdurch der Abstand zwischen 40 Gleitens zwischen den einzelnen Leitern infolge mc-

den einzelnen Windungen konstant gehalten wird. Bei chanischer Einwirkung besteht, kann man ein gc-

den herkömmlichen Verfahren wird das Auftreten eignetes Harz verwenden, welches leicht auf die

von Gasporen bei dem als Abstandhalter verwende- Oberfläche des lokal aufgebrachten Harzes aufge-

ten Isolierpapier durch zwei- oder dreifache Papier- schmolzen werden kann und damit die Leiter fixiert,

lagen verhindert. 45 Falls das elektrische Bauteil an der Luft betrieben Bei der Erfindung dient das synthetische Harz zur wird, ist es zweckmäßig, es mit Harz zu übergießen.

Abstandhaltung zwischen den ebenene Leitern. Wäh- Dies kann durch Einspritzen des Harzes oder durch

rend des Betriebs des Bauteils wirkt das synthetische Einbringen eines flüssigen Harzes zwischen den Spalt

Harz als ganzes als Abstandhalter zwischen den Lei- des lokal begrenzt aufgebrachten Harzes während des

tern und verhindert eine Verringerung des Abstands 50 Wickeins oder durch Wickeln der Spule in dem flüssi-

bei Temperaturerhöhung oder infolge der zwischen gen Harz erfolgen. Als flüssiges Harz eignet sich für

den Leitern wirkenden elektromagnetischen An- diesen Zweck ein wärmehartbares Epoxyharz oder

ziehungskraft. Das synthetische Harz, weiches den ein wärmehärtbarer Polyester. Die Härtung des Har-

streifenförmigen Leiter teilweise bedeckt, besteht vor- zcs erfolgt unter der Temperatur, bei welcher das

zugsweise aus einem thermoplastischen Harz mit 55 lokal aufgebrachte Harz erweicht oder schmilzt,

einem anorganischen Füllstoff, wie pulverförmigem Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden

Vinylchlorid oder einem mit Glaspulver gefüllten Beispiele weiter erläutert:

Polyamidharz, und einem hulbgehärteten wärmehärt- „ _t. . , .

baren Harzpulver, wie einem pulverförmigen Epoxy- Beispiel

harz und einer wärmehärtbaren Harzlösung ohne 60 Auf die eine Oberfläche cini'r 0,05 mm starken

Lösungsmittel mit großer Thixotropic, wie z. B. ein und 20 mm breiten Aluminiumfolie, deren Kante

Material zum Epoxygießen. Andere übliche synthe- durch Anätzen :ibgcrundet worden wai, wurde ein

tische Harze, wie Polypropylen, Teflon, Polyamid, thixotropes Epoxyharz durch Gravurdruck lokal bePhenol, Alkyd, Polyester und Silicon, können unter grenzt aufgebracht und wärn.'.'gehärtct. Das Harz

Zusatz eines geeigneten Füllstolfs und unter Anwen- 65 wurde in Form von Teilchen mir einem Durchmesser

dung ein^s geeigneten Verfahrens zur iokai begrenz- von eiwa 40 μ und einer Höhe von etwa 30;: lokü!

ten Aufbringung aufgebracht werden. begrenzt aufgebracht. Die Folie wies eine Länge von

Geeignete Verfahren zum lokal begrenzten Auf- etwa 5 Meiern auf. Zwei solche Folien wurden über-

einandergclcgt und auf einem Spulenkern mit einem methylphcnpl eingetaucht und nach dem Heraus-

Durchmesser von 30 mm aufgewickelt und so ein nehmen getrocknet.

Kondensator hergestellt. Die gemessene Durchschlags- Dann wurde ein Epoxyharzgemisch der folgenden

spannung zwischen den Elektroden betrug 95 Volt Zusammensetzung lokal begrenzt auf beide Ober-

(Wcchsdstrom, 60Hz). Der Kondensator arbeitet 5 flächen der Aluminiumfolie in Form von kleinen

auch normal, nachdem 1000 Stunden in öl von flüssigen Tröpfchen mit Hilfe einer Zerstäubcrvor-

60" C eine Spannung von 20 Volt Wechselstrom an- richtung aufgebracht.

eclcgt worden war. Die Kapazität des Kondensators „ , , _. ,

betrug 1,2 ,iF, und der Verlust betrug 0,3«-/,, bei Zusammensetzung des Epoxyharzes

1 KHz. ίο Bisphenol A-Epoxyharz

Beispiel 2 (Epoxyäquivalent 184bis 194) 100Teile

Methylbicyclohepten^.S-dicarbon-

Jiin auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestell- säure-Isomere 80 Teile

tcr Kondensator wurde mit einem Epoxyharz der MgO ..., 20 Teile

folgenden Zusammensetzung übergössen: 15

Bisphenol A-Epoxyharz ^Das Härten wurde 1 Stunde bei 250° C ausgeführt.

(Epoxyäquivalent 184 bis 194) 100 Teile ^Dic Harzteilchen wiesen einen Durchmesser von 40

Hcxahydrophthalsäursanhydrid 80 Teile ^f ¹⁰°/ ^und eine Höhe von 20 bis 30,1 auf. Der

2,4,6-tris-Dimethylaminomethylphcnol 0,5 Teile Absland zwischen den Teilchen bclrug 40 bis 200,,.

ao Die auf diese Weise hergestellte Folie war 10 Meter

Es wurde 24 Stunden bei 100° C und dann lang und wurde auf einen Spulenkern mit einem

24 Slundcn bei 140° C gehärtet. Die Durchschlags- Außendurchmesser von 50 mm zu einer Spule auf-

spaniuing betrug 120VoK (Wechselstrom, 60Hz). gewickelt. Die Induktionsisolationsprüfung wurde in

Der Kondensator arbeilete auch noch normal, nach- einem isolierenden öl ausgeführt. Die Spule arbeitete

dem 1000 Slundcn bei 40° C in Lufl eine Spannung »5 normal, nachdem eine Spannung von 30 Volt (Wech-

voii 20 Voll angelegt worden war. selslrom, 60Hz) 10 Minuten lang angelegt worden

war.

Beispiel 3 öas charakteristische Merkmal der Erfindung besteht in einem elektrischen Bauteil, bei welchem das

!•ine Aluminiumfolie, auf welche Harz in gleicher 30 synthetische Harz lokal auf einen bandförmigen Lei-Weise wie im Beispiel 1 lokal begrenzt aufgebracht ter aufgebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahwordcn war, wurde mit einer Epoxyliarzlösung mil rcn ist daher weit wirksamer als die herkömmlichen cinei Walze während des Aufwickelns überzogen. Verfahren, bei welchen ein Abstandhalter angcwcn-Naihdem das Harz wünncgcluirtct war, wurde ein del wird oder bei welchen das Wickeln nach vorhcri-Iudtikticinsisolicrvcrsucli ausgeführt. Der Kondcnsa- 35 ger vollständiger Isolierung erfolgt. Ferner braucht toi iiibcik'tt normal, nachdem kontinuierlich eine das synthetische Harz bei der Erfindung keine so Spannung \on M\ Volt (Wechselstrom, 60 Hz) K)Mi- große Biegsamkeil aufzuweisen, wie sie bei einem mili-ii lang anjv legi winden war. Die Länge der Alu- Filmiibcrzug aus einem Isolierlack erforderlich ist. miwiiüKiclic Ik¹UH" 5 Meter. Aul diese Weise lassen sich Harze mil juüer Wärmc-..... 40 festigkeit anwenden. Aus demselben ίirundc ist es Ii er spiel 4 möglich, eine große Menge anorganischer Füllstoffe, 1 in Aluminium »linien mit einer Släikc von welche, keine Biegsamkeit aufweisen, ii; das synthc-0,2 mm und nun Breite von 1(10 mm, dessen Ende tbchc Hai7. einzumischen. Vcibindiingen mit Iicrvornbi/fiimdi'l wai. winde, in eine wäßrige Lösung von ragender Wärmcslrahlungscigenschafl und gutem V Ί, Naliiumcliiomal und IVo Natriumcarbonat 45 Widerstand gi'gen Erweichen in der Wärme können

2 Mmiilen eingelauchl. anschließend gewaschen und bei dci Ei funking angewendet werden. Wenn man ein j'ciiiitknel. DiiiiH wurde dei Slieifen in einen Hütte- ferroelcktrisclies Material, wie Itariuntütanat, bci-Ucschiciinipei im das Epoxyharz, d.h. ^eine lOVoige mischt, läßt sich ein Minialuikoiidciisalor von großer älhaiiolischf Lösung von 2,4,6.-iri;-l)imelliylamiiio- Kapazität herstellen. , .=.·.,.., ,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. I 2

   In den meisten Füllen wurden bisher lange streifen-

   Pstenlansprüche; förmige Leiter entweder ohne Isolierung und ledig,

   ; Hch unter Zwischenlegung von Papier- oder Kunst-

   1, Verfahren zur Herstellung eines elektrischen stoffilmcn übereinandergelegt und zusammengerollt, Bauteils mit streifen- oder plattenförmigen elck- 5 oder sie wurden vorher mit einem Isolierlack oder

   : irischen Leitern, deren gegenseitiger Abstand zu- Metalloxidfilm überzogen und dann gewickelt. Die

   mindest während der Herstellung durch lokal Isolierschicht oder die elektrische Schicht mußte da-

   _k begrenzt angeordnetes dielektrisches Material auf- bei aus einer zusammenhängenden, gut biegsamen

   ί rechterhalten wird, dadurch gekennzeich- Folie bestehen. Schlecht biegsame Stoffe, wie z.B.

   ' net, daß auf eine oder beide Oberflächen der io füllstoffhaltigc Epoxyharze, die sich schwer wickeln

   streifen- oder plattenförmigen Leiter ein isolieren- lassen, waren daher für diesen Zweck unbrauchbar,

   I₁ des synthetisches Harz in Form von Punkten, Falls man solche Stoffe verwenden wollte, mußte

   Linien oder von Maschenstruktur aufgebracht man eine flache Bauweise anwenden, wie dies bei

   "i wird, Kondensatoren der Fall ist, bei welchem Glas und