DE2131894C3

DE2131894C3 - Verfahren zum Umhüllen elektrischer Kondensatoren mit aushärtbaren Harzen

Info

Publication number: DE2131894C3
Application number: DE19712131894
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6800 Mannheim Westermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-06-24
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2131894A1; DE2131894B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umhüllen elektrischer Kondensatoren mit aushärtbaren Harzen, vorzugsweise Epoxidharzen, bei dem der Kondensator zunächst mit einer Harzmasse vorumhüllt und dann in einer Preßform auf die gewünschte Form gebracht und ausgehärtet wird.

Die Verwendung irreversibel härtender Kunstharze, vorzugsweise Epoxidharze, für die Umhüllung elektrischer Kondensatoren und anderer Bauelemente ist aufgrund der hervorragenden Eigenschaften dieser Umhüllungsstoffe Stand der Technik und weit verbreitet. Die bekannten Verfahren zum Umhüllen elektrischer Kondensatoren mit diesen Harzen sind verschiedenartig. Sie sind zu werten unter dem Gesichtspunkt bestmöglicher Ergehnisse und geringer Kosten.

Bekannt ist das Spritz-Preß-Verfahren, bei dem die Bauelemente in Formen eingelegt werden und die Masse unter hohem Druck die Bauelemente innerhalb der Formen umhüllt. Die auf die vorgeschriebene Aushärtetemperatur erhitzte Form bleibt solange geschlossen, bis der gewünschte Aushärtungsgrad der Masse erreicht ist. Bei derartigen Spriizpreßmassen werden Härter- und Beschleunigerzusätze der Preßmassen so gewählt, daß eine hinreichende Aushärtung in wirtschaftlich annehmbarer Zeit erfolgen kann. Eine Nachhärtung wird vielfach als Schüttgut in einem Härteofen vorgenommen. Der Nachteil dieses Verfahren besteht darin, daß in den meisten Fällen eine Zentrierung der Bauelemente innerhalb der Formen schwierig ist und die Exzentrizitäten der zu umhüllenden Bauelemente durch Wahl einer an sich unerwünschten dickwandigeren Umhüllung ausgeglichen werden müssen.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt (DE-AS 12 25 764), bei dem vorgefertigte Preßlinge aus Kunstharz in zweiteilige Formen mit den zu umhüllenden Bauelementen eingebracht werden. Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, daß durch die vorgefertigten Preßlinge das Bauelement von vornherein zentriert und die Zentrierung während der Umhüllung dadurch aufrechterhalten wird, daß die beiden Formhälften gleichmäßig bis zur Erweichungs- und Aushärtetemperatur der Masse aufgeheizt und während der Erweichungsphase geschlossen werden. Eine an die Aushärtung anschließende Kühlung der Formen ermöglicht eine vorzeitige Entformung und eine Nachhärtung der Preßlinge als Schüttgut in einem Aushärteofen.

Es sind außerdem Umhüllungsverfahren bekannt (z.B. DE-AS 12 17 471), die dns Prinzip des Sinterns oder Aufschmelzen von Kunststoffpulvern nutzen, die auf zuvor erhitzte Gegenstände als vollständig umhüllende Schicht aufgebracht werden. Das Aufbringen der Kunststoffpulver geschieht bekannterweise durch elektrostatisches Aufsprühen mit Hilfe von hohen Spannungen zwischen den zu beschichtenden Gegenständen und dem Kunststoffpulver oder nach dem sog. Wirbelsinterverfahren, wobei ein Kunststoffpulver in einem Behälter mit Hilfe einer Fritte mit Luft durchgeblasen wird und dabei Flüssigkeitscharakter erhält. In das so aufgewirbelte Pulver lassen sich vorgewärmte Gegenstände eintauchen und überziehen. Zur Zeit befinden sich in größerem Umfang K.leinkondensatoren auf dem Markt, die nach diesem Verfahren umhüllt worden sind. Zumeist ist es notwendig, im Anschluß an den Tauchvorgang die Gegenstände nochmals zu erhitzen, um das Sintern oder Verschmelzen der Kunststoffpartikel zu vervollständigen. Bei Gegenständen mit geringem Wärmeinhalt, z. B. Kunststoffwickelkondensatoren, muß dieser Vorgang mehrfach wiederholt werden, um einen einwandfreien Überzug zu erhalten. Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht in folgendem: Die Entstehung von Blasen and Löchern in dem Überzug von Wickelkondensatoren kann nur dadurch vermieden werden, daß die Aufheiz- und Tauchvorgänge lange wiederholt werden, bis die unvermeidlich entstehenden unerwünschten Luftkanäle praktisch durch weitere aufgetragene Schichten abgedeckt worden sind. Dadurch bekommt das Bauelement aber eine unförmige Gestalt mit Undefinierten Abmessungen. Durch die mehrfache Aufheizung fließt die Masse nach unten und erhält zum Teil Tropfenform. Die Kondensatoren werden auch zu groß und dickwandig. Die Abreißfestigkeit der Anschlußdrähte ist bei diesem Verfahren sehr mäßig, weil die innere Dichte der aufgesinterten Masse gering ist.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-AS 10 81 571) erfolgt das Vorumhüllen des Kondensators durch Tauchen des Kondensators in eine zähflüssige bzw. teigartige Preßmasse. Hierdurch können nur relativ dickwandige Umhüllungsschichten hergestellt werden, die bei kleineren Kondensatoren zu großem Abfall infolge der überflüssigen, zu entgratenden Preßmasse führen. Da eine solche dicke Umhüllungsschicht aufgrund ihres zähflüssigen bzw. teigartigen Charakters zwangsläufig dazu neigt, den Kondensatorwickel sehr ungleichförmig zu umhüllen, ergeben sich bei dem anschließenden Preßvorgang erhebliche Zentnerungsprobleme. Falls das bekannte Verfahren zum Umhüllen von Kondensatoren mit radialen einseitigen Anschlüssen eingesetzt werden soll, sind aufwendige Zentrierungseinrichtungen in der Preßform erforderlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Unzulänglichkeiten, insbesondere die Zentrierungsprobleme der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein wirtschaftliches Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem in einfacher Weise eine dünnwandige, gleichmäßige und glatte Umhüllung mit geometrisch definierten Abmessungen erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Vorumhüllen des Kondensators mit einer Harzmasse dadurch erfolgt, daß der zuvor erhitzte, mit

einseitig radial wegstehenden Anschlüssen versehene Kondensator ein- oder mehrfach durch Tauchen in Harzpulver oder durch Auftrag mit Hilfe eines elektrostatischen Verfahrens allseitig mit einer aufgeschmolzenen oder gesinterten Pulverschicht vorumhüllt wird. Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine hohe wirtschaftliche Effektivität erreicht, einmal durch Einsparung von Umhüllungsmaterial und zum anderen durch eine verhältnismäßig leichte Automatisierbarkeit der einzelnen Verfahrensschriue. Infolge der erfindunjrsgemäßen Vorumhüliung ist bei der nachfolgenden Pressung das Zentritrproblem völlig eliminiert. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es dadurch möglich ist, ungewöhnlich dünne, gleichmäßige und gleichzeitig verdichtete Harzüberzüge unter Außerachtlassung von Zentriermaßnahmen auf den Kondensatorkörpern herzustellen, wie sie bisher noch nicht erreicht werden konnten. Die Verdichtung der Harzmasse bewirkt eine verbesserte Abdichtung des Kondensators gegen atmosphärische Einflüsse, und zugleic.i werden die Anschlußteile an den Kondensator durch den Überzug verfestigt. Die Entstehung von Blasen oder Luftkanälen wird infolge des Preßvorganges ausgeschlossen. Die gewünschte weitere Aushärtung des Harzüberzugs kann in einer beheizten Form wirksamer und kurzzeitiger erfolgen als mit Hilfe von Heißluft oder Bestrahlung. Die Kondensatoren erhalten durch die Formausbildung definierte Abmessungen, die sie für eine große Packungsdichte in modernen elektronischen Geräten geeigneter machen als Kondensatoren, deren Abmessungen im einzelnen stark voneinander abweichen. Die möglichst geringe und gleichmäßige Wandstärke des umhüllten Kondensators kommt dem Trend der Miniaturisierung elektronischer Geräte entgegen und ist deshalb von großem Vorteil.

Es ist erfindungsgemäß gegebenenfalls zweckmäßig, dem Harzpulver Füllstoffe zuzusetzen.

Anhand der A b b. 1 wird das erfindungsgemalie Verfahren erläutert Die Verfahrensschritte werden von a bis e schematisch dargestellt Ein Kondensatorwicke! 1 befindet sich über einer Erhitzungszone a, in der ein Infrarotstrahler oder Heißlufterzeuger 2 vorhanden ist Nach der Aufheizung des Kondensatorwickels wird dieser über einer Zone b in einen Wirbelbehälter 3 eingetaucht, in dem sich Harzpulver 4 befindet Danach wird der Kondensatorwickel 1 wieder aus dem

in Harzpulver herausgezogen. Die Aufheizungs- und Tauchvorgänge der Stufen a und b können im Anschluß daran mehrfach wiederholt werden, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist Die Wiederholung wird davon abhängen, in welcher Stärke die Umhüilungs-

i^r) schicht für den anschließenden Preßvorgang gewünscht wird unter Berücksichtigung eines gewissen zu entgratenden Überschusses an Umhüllungsmasse.

Der nach dem Sinterverfahren überzogene Kondensatorwickel 1 wird nunmehr im Bereich ein eine offene

in zweiteilige Form 5 eingebracht, die auf die Aushärtetemperatur des HarzpuJvers erhitzt worden ist. Die Form wird gecchlossen und die zuvor aufgebrachte Harzschicht auf dem Kondensatorwickel durch die erhitzte Form zunächst wieder plastifiziert und dann

2·-. durch Pressung verdichtet, dabei den definierten Formabmessungen angepaßt und zugleich durch die Wahl der Preßzeit und der Preßtemperatur soweit wie erforderlich ausgehärtet. Nach Öffnung der Form 5 gelangt der umhüllte Kondensator im Bereich dm eine

jo Abkühlvorrichtung 6. in der zugleich der überstehende Grat des Preßlings entfernt wird. Im Bereich e wird der fertige Kondensator in einen Behälter 7 eingeworfen.

A b b. 2 zeigt einen nach dem Verfahren hergestellten Kondensator in Vorder- und Seitenansicht. Eine

Si Trennfuge 8, in deren Achse auch die Anschlußdrähte 9 liegen, der zweiteiligen Preßform 5 ist an den Schmalseiten de? Preßlings zu erkennen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umhüllen elektrischer Kondensatoren mit aushärtbaren Harzen, vorzugsweise Epoxidharzen, bei dem der Kondensator zunächst mit einer Harzmasse vorumhüllt und dann in einer Preßform auf die gewünschte Form gebracht und ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorumhüllen des Kondensators mit einer Harzmasse dadurch erfolgt, daß der zuvor erhitzte, mit einseitig radial wegstehenden Anschlüssen versehene Kondensator ein- oder mehrfach durch Tauchen in Harzpulver oder durch Auftrag mit Hilfe eines elektrostatischen Verfahrens allseitig mit einer aufgeschmolzener, oder gesinterten Pulverschicht vorumhüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Harzpulver Füllstoffe zugesetzt werden.

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