DE2235653B2

DE2235653B2 - Capacitor encapsulation in plastics foil - starts with feeding winding foil between HV electrode and earthed metal wall

Info

Publication number: DE2235653B2
Application number: DE19722235653
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl.-Ing. 8000 München Schnitzler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2235653A1

Abstract

Capacitors are encapsulated into a plastic foil of difficult adhering properties, as a contact and insulating protection. The encapsulation is provided by winding the coil round the capacitor and connecting the free ends of the foil by application of heat and pressure to the other foil parts. Prior to the plastics foil winding it is guided between a high voltage electrode and an earthed metal cylinder so that both foil surfaces are exposed to a high frequency discharge. After winding the free end of the foil is connected by application of a heated metal punch to other sections of the wound foil, the punch temperature being below the melting temperature of the plastics foil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umhüllen von elektrischen Bauelementen, insbesondere Kondensatoren, mit einer als Berührungs- und Isolationsschutz dienenden, schwer verklebbaren Kunststoffolie mit Weitgehend unpolarer Molekülstruktur, die um das Bauelement gewickelt wird und deren freies Ende durch Wärmeeinwirkung und unter der Anwendung Eines Drucks mit dem bereits aufgewickelten Teil oder mit dem anderen Ende der Folie verb"iden wird.The invention relates to a method for encasing electrical components, in particular capacitors, with a plastic film that is difficult to glue and serves as protection against contact and insulation Largely non-polar molecular structure that is wrapped around the component and its free end by the action of heat and with the application of a pressure with the part already wound or with the other end of the slide verb "iden" is.

Elektrische Bauelemente werden häufig mit einem Berührungs- und Isolationsschutz versehen, indem sie mit einer Kunststoffolie umwickelt werden, welche durch Verschweißung oder Verklebung befestigt wird. Durch entsprechende Temperaturanwendung ist es bei den üblicherweise benutzten Kunststoffolien möglich, diese untereinander zu verschweißen. Die dabei entste- <>5 hende Schweißnaht widerspricht jedoch nicht nur der Forderung nach einem guten äußeren Erscheinungsbild, sondern sie wirkt sich auch störend aus, weil durch sie bei der Lagerung ein zusätzlicher Raumbedarf entsteht, so daß auch die Forderung auf Lagerung möglichst vieler Bauelemente bei geringst möglichem Raumbedarf nicht erfüllt ist.Electrical components are often provided with protection against accidental contact and insulation by be wrapped with a plastic film, which is attached by welding or gluing. By applying the appropriate temperature, it is possible with the plastic films usually used, to weld these together. The resulting- <> 5 However, a running weld seam not only contradicts the requirement for a good external appearance, but it also has a disruptive effect because it requires additional space for storage, so that the requirement to store as many components as possible with the least possible Space requirement is not met.

Eine Verklebung erfüllt diese beiden obengenannten Forderungen recht gut, jedoch weisen die Kunststoffolien, die sich leicht verkleben lassen, wie z. B. Folien aus Polycirbonat, eine geringe Resistenz gegen Lösungsmittel auf und sind deswegen nicht überall einsetzbar. Aus der DT-AS 10 01 420 ist zwar ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bekannt, bei welchem die Umhüllung der Kondensatoren mit einer Polystyrolfoüe erfolgt. Polystyrolfolien weisen nun, da sie eine weitgehend unpolare Molekülstruktur besitzen eine größere Resistenz gegenüber Lösungsmitteln auf, lassen sich jedoch schlecht verkleben, und es besteht die Gefahr, daß die Klebstellen wieder aufgehen, wenn sich z. B. der Kondensator bei erhöhter Umgebungstemperatur etwas ausdehnt.Bonding fulfills these two above-mentioned requirements quite well, but the plastic films, that can be easily glued, such as B. films made of polycarbonate, a low resistance to solvents and therefore cannot be used everywhere. From the DT-AS 10 01 420 is a method of The type mentioned at the outset is known in which the capacitors are encased with a polystyrene film. Since they have a largely non-polar molecular structure, polystyrene films have a larger one Resistance to solvents, but are difficult to glue, and there is a risk that the splices open again when z. B. the condenser at increased ambient temperature a little expands.

Aus dem DT-Gbm 17 18 655 ist es bekannt, zur Umhüllung elektrischer Kondensatoren Polyäthylenu;-rephthalat-Folie zu verwenden.From DT-Gbm 17 18 655 it is known for wrapping electrical capacitors Polyethylene and rephthalate film to use.

Aus der US-PS 34 31 473 ist es bekannt, die Umhüllung von Kondensatoren mit Polypropylen-, Polyäthylen- bzw. Polyamidfolien vorzunehmen.From US-PS 34 31 473 it is known to enclose capacitors with polypropylene, polyethylene or polyamide films.

Auch für die beiden zuletztgenannten Veröffentlichungen gilt dasselbe, was bereits zur ersten Veröffentlichung bemerkt wurde, daß nämlich die Klebstellen bei den genannten Folien mit unpolarer Molekülstruktur wieder aufgehen können.The same applies to the last two publications mentioned as to the first publication it was noticed that namely the adhesive points in the said films with a non-polar molecular structure can rise again.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, auch solche Kunststoffolien sicher untereinander zu verbinden, die wegen ihrer größeren Resistenz gegen Lösungsmittel eine unbefriedigende Verklebbarkeit aufweisen.The object of the present invention is to provide a method which allows such plastic films to be produced as well safe to connect with each other, which because of their greater resistance to solvents an unsatisfactory Have bondability.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgernäß dadurch erreicht, daß vor dem Umwickeln die Kunststoffolie zwischen einer Hochspannungselektrode und einer geerdeten Metallwalze durchgeführt wird und dort dabei die beiden Oberflächen der Folie einer hochfrequenten, elektrischen Entladung ausgesetzt werden, und daß nach dem Umwickeln des Bauelements mit der Umhüllungsfolie das freie Ende der aufgewickelten Folie durch die Einwirkung eines erhitzten Metallstempels, dessen Temperatur geringer als die Schmelztemperatur der Kunststoffolie ist, mit einem anderen Abschnitt der aufgewickelten Folie verbunden wird.This object is achieved according to the invention with a method of the type described at the beginning achieved in that before wrapping the plastic film between a high voltage electrode and a grounded metal roller and there the two surfaces of the film of a high-frequency, be exposed to electrical discharge, and that after wrapping the component with the Wrapping foil the free end of the wound foil by the action of a heated metal stamp, whose temperature is lower than the melting temperature of the plastic film, with a different section the wound film is connected.

Damit erzielt man den Vorteil, daß sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Oberflächen der Kunststoffolie ohne den Zusatz von Klebstoffen miteinander verkleben. Dies läßt sich durch die Annahme erklären, daß durch das Einwirken der durch die Entladung ionisierten Luft die Folie oxidiert wird, was zum Einbau von polaren Molekülgruppen in die Oberfläche führt. Im Gegensatz zu den üblichen Schweißveriahren, bei denen mit einer Temperatur gearbeitet wird, die die Schmelztemperatur des zu schweißenden Materials übersteigt, liegt die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der zu verbindenden Kunststoffolie. Dieser überraschende Effekt könnte darauf zurückgeführt werden, daß die Oberfläche der Kunststoffolie in einer sehr dünnen Schicht durch das Finwirken der ionisierten Luft bei der hochfrequenten elektrischen Entladung derart in ihren thermischen Eigenschaften verändert wird, daß ihr Schmelzpunkt erniedrigt wird. Bei Temperaturanwendung würde diese dünne SchichtThis has the advantage that the surfaces treated with the method according to the invention are mutually exclusive glue the plastic film together without the addition of adhesives. This can be done by assuming explain that the film is oxidized by the action of the air ionized by the discharge, what leads to the incorporation of polar groups of molecules into the surface. In contrast to the usual welding procedures, where a temperature is used that corresponds to the melting temperature of the weld Material exceeds, the temperature used in the process according to the invention is below Melting temperature of the plastic film to be joined. This surprising effect could be attributed to it be that the surface of the plastic film in a very thin layer by the Finaktiv of the ionized air in its thermal properties during the high-frequency electrical discharge is changed so that its melting point is lowered. With the application of temperature this would become a thin layer

Schmelzen, ohne daß das Restmaterial beschädigt wird, und so eine Schweißverbindung mit der Gegenfolie bilden. Melting without damaging the residual material, and thus form a welded connection with the counter foil.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden Ausführungsbeispieie näher erläutert. Ais Beispiel für schwer verklebbare Kunststoffolien mit weitgehend unpolarer Molekülstruktur wurden Folien aus Polypropylen (25 μτη) und Polyäthylenterephthalat (15 μπι, 50 μίτι, 125 μπι) gewählt. Die Folien wurden auf beiden Oberflächenseiten einer hochfrequenten (etwa 25 kHz) elektrischen Entladung zwischen einer Hochspannungsclektrode (12 bis 15 kV) und einer geerdeten Metallwalze ausgesetzt. Zu Vergleichszwecken wurden auch unbehandelte Folien und solche Folien benutzt, von denen nur eine Oberflächenseite der elektrischen Entladung ausgesetzt worden war. Dann wurden jeweils zwei Folienstücke aufeinandergelegt und mit einem erhitzten Metallsiempel unter einem Druck von 1 bis 2 daN/cm² aufeinandergepreßt. Die Temperatur des Metallstempels betrug dabei bei den Polypropylenfolien 120 bis 130⁰C und bei den Polyäthylenterephthalatfoüen, je nach Dicke der Kunststoffolien, 180 bis 23O⁰C. Es zeigten sich deutliche Unterschiede, je nachdem, ob behandelte oder nichtbehandelte Oberflächen übereinanderlagen. Während sich zwei unbehandelte Oberflächenseiten ohne weiteres voneinander lösen ließen, konnte bereits eine leichte Verklebung festgestellt werden, wenn eine behandelte auf einer nichtbehandelten Oberflächenseite lag. Die stärkste Verklebung trat jedoch auf, wenn zwei behandelte Oberflächenseiten aufeinanderlagen. Eine solche Verbindung ist so fest, daß sie sich nur sehr schwer lösen läßt, wobei meistens eine der beiden Folien neben der Klebestelle reißt.The method according to the invention is explained in more detail with reference to the following exemplary embodiment. As an example of difficult-to-bond plastic films with a largely non-polar molecular structure, films made of polypropylene (25 μm) and polyethylene terephthalate (15 μm, 50 μm, 125 μm) were selected. The foils were exposed to a high-frequency (approx. 25 kHz) electrical discharge between a high-voltage electrode (12 to 15 kV) and an earthed metal roller on both sides of the surface. For comparison purposes, untreated foils and foils of which only one surface side had been exposed to the electrical discharge were also used. Then two pieces of foil were placed on top of each other and pressed together with a heated metal saddle under a pressure of 1 to 2 daN / cm ² . The temperature of the metal die was in this case in the polypropylene films 120 to 130 ⁰ C and at the Polyäthylenterephthalatfoüen, depending on the thickness of the plastic films, 180 to 23O ⁰ C. There were significant differences, depending on whether treated or non-treated surfaces on one another lay. While two untreated surface sides could be detached from one another without further ado, a slight sticking could already be determined when a treated surface side lay on an untreated surface side. The strongest adhesion, however, occurred when two treated surface sides lay on top of one another. Such a connection is so strong that it can only be loosened with great difficulty, and one of the two foils next to the adhesive point usually tears.

Claims

Patent claims:

1. Processor, for wrapping electrical components, especially capacitors, with a plastic film that is difficult to glue and serves as protection against contact and insulation and has a largely non-polar molecular structure, which is wrapped around the component and its free end due to the action of heat and the application of pressure with the already wound part or connected to the other end of the film, characterized in that the plastic film is passed between a high-voltage electrode and a grounded metal roller before wrapping and there the two surfaces of the film are exposed to a high-frequency electrical discharge, and that after Wrapping the component with the wrapping film, the free end of the wound Fo-He is connected to another section of the wound film by the action of a heated metal stamp, the temperature of which is lower than the melting temperature of the plastic film.

2. Process: s according to claim 1, characterized in that the free end of the film is pressed by the heated metal stamp with a pressure of 1 to 2 daN / cm ² against the other portion of the wound film to be connected therewith.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the potential between the High voltage electrode and the grounded metal roller 12 to 15 kV and the frequency of the discharge be about 25 kHz.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that is used for wrapping of the component polypropylene film, and that the temperature of the metal die 120 is up to 130 ⁰ C.

5. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that is used for wrapping of the component polyethylene terephthalate film, and that the temperature of the metal die 180 is, up to 230 ⁰ C.