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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführung der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Solche DurchLührungen werden insbesondere für die Durchführung der
elektrischen Anschlüsse eines in einem Bechergehäuse angeordneten Kondensators durch
die aus Kunststoff bestehende Abdeckscheibe des Bechers verwendet. Sie können prinzipiell
aber auch zur Durchführung elektrischer Anschlüsse durch beliebig anders geformte
Kunststoffbauteile verwendet werden. Nur sind die Anforderungen an solche Durchführungen
bei den Abdeckscheiben von Kondensatorbechergehäusen im Hinblick auf eine absolute
Dichtheit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten und im Hinblick auf eine wirtschaftliche
Herstellbarkeit besonders hoch. Dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit kommt im Zusammenhang
mit den Abdeckscheiben von Kondensatorbechergehäusen wegen der sehr hohen Stückzahlen,
in denen solche Kondensatoren gefertigt werden, eine vorrangige Bedeutung zu. Aufgrund
dieser im Falle der Kondensatorabdeckscheiben besonders hohen Anforderungen ist
die folgende Beschreibung im wesentlichen auf das Beispiel der Kondensatorabdeckscheiben
bezogen, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
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Bei den gebräuchlichen Kondensatorabdeckscheiben weist die aus Kunststoff,
in der Regel aus Polyamid bestehende Scheibe an der Stelle der Durchführung eine
kreiszylindrische Bohrung auf, deren innere Mantelfläche mit einer Gummibeschichtung
ausgekleidet ist. Die Gummibeschichtung bedeckt entweder
nur die
Innenwand der Bohrung oder erstreckt sich flanschartig auch mit einem relativ kleinen
Radius auf der Oberseite und der Unterseite der Scheibe.
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In die so gummierte Durchführungsbohrung wird zunächst in einem ersten
Arbeitsschritt ein Durchführungsniet eingesetzt, der dann in einem zweiten Arbeitsschritt
durch Umbördeln der Nietränder axial fixiert und gegen die Gummiauskleidung gedichtet
wird. Neben der Verwendung von Hohlnieten, die nach Durchführung der Anschlußdrähte
in einem dritten Arbeitsgang durch Löten verschlossen werden, haben sich in jüngerer
Zeit einstückige metallische, meist aus Aluminium bestehende Durchführungselemente
bewährt, die ebenfalls nietartig ausgebildet sind und durch Nieten oder Stauchen
dichtend fixiert werden.
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Nachteilig bei diesen Durchführungen ist, daß ausgehend von der gummierten
Scheibe noch zwei Arbeitsgänge, nämlich das Eindrücken des Durchführungselementes
und sein Vernieten, erforderlich sind, um die gasdichte und flüssigkeitsdichte Durchführung
herzustellen.
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Wesentlich einfacher rascher und billiger lassen sich elektrische
Durchführungen durch ein Kunststoffbauteil in der Weise herstellen, daß die Durchführungselemente
gleich beim Herstellen der Abdeckscheibe in diese mit eingespritzt werden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Durchführungen aufgrund des
unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens der Durchführungselemente und des sie
umgebenden Kunststoffes und aufgrund der in aller Regel nur mäßigen Oberflächenaffinität
zwischen dem Metall des Durchführungselementes und dem Kunststoff insbesondere bei
Durchführungselementen mit relativ großem Querschnitt unter Einsatzbedingungen nicht
immer ausreichend dicht sind. Für die Herstellung
hochwertiger
Präzisionskondensatoren, von denen auch im Bereich hoher Leistungen eine absolute
Dichtheit verlangt wird, beispielsweise für die in elektronischen Rechenanlagen
benötigten Elektrolytkondensatoren, werden daher nach wie vor gummierte Durchführungen
mit vernieteten Durchführungselementen eingesetzt.
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Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine elektrische Durchführung der genannten Art, insbesondere eine elektrische
Durchführung für Becherkondensatorabdeckscheiben zu schaffen, die die Dichtheit
der gebräuchlichen gummierten und vernieteten Durchführungen aufweist, aber einfacher
als diese, nämlich in einem einzigen Arbeitsschritt, herstellbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektrische Durchführung vorgeschlagen,
die erfindungsgemäß die im kennzeichenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale
aufweist.
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Durch einfaches Eindrücken und Einrasten des Durchführungselementes
in eine solcherArt mit einstückig angeformten Rastnasen ausgebildete Abschlußplatte
kann also in einer Arbeitsstufe eine elektrische Durchführung erhalten werden, deren
Dichthheit der Dichtigkeit gebräuchlicher vernieteter Durchführungen entspricht.
Im Gegensatz zu den gebräuchlichen genieteten Durchführungen ist zur Herstellung
der Durchführung der Erfindung aber kein zusätzlicher Nietvorgang erforderlich.
Sowohl die Vorrichtung zur Durchführung der Vernietung als auch die dafür erforderliche
Arbeitszeit können eingespart werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird für die Durchführung eine
den gebräuchlichen Durchführungen überlegene Gasdichtheit und Flüssigkeitsdichtheit
erhalten, wenn der
untere Rand, also der den Rastnasen gegenüberliegende
Rand der Bohrung im Kunststoffbauteil unter etwa 40 bis 50 ° nach schräg auswärts
abgefast ist und der untere Rand der Innenwandgummierung der Bohrung im Bereich
dieser Abfasung wulstartig oder O-ringartig verstärkt ausgebildet ist und gleichzeitig
am in diese Bohrung einzudrückenden Durchführungselement eine als Dichtungssitz
und Anschlag dienende Ringschulter ausgebildet ist. Der axiale Abstand zwischen
dieser Ringschulter und der mit den Rastnasen zusammenwirkenden Ringnut am Durchführungselement
ist so bemessen, daß beim Einrasten der Rastnasen der Scheibe in die Ringnut am
Durchführungselement die Ringschulter des Durchführungselementes die O-ringartige
Verstärkung der Gummierung der Bohrung dichtend gegen die Abfasung verpreßt wird.
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Die Durchführung kann in an sich bekannter und gebräuchlicherweise
entweder mit einer Lötfahne oder mit einem Anschlußgewinde oder in anderer Art mit
einer Anschlußvorrichtung versehen sein.
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Das Kunststoffbauelement weist auf der den Rastnasen gegenüberliegende
Oberfläche vorzugsweise eine nicht rotationssymmetrische, vorzugsweise regelmäßig
sechseckige Ausnehmung auf, in die das Durchführungselement komplementär eingreift.
Durch ein solches Zusammenwirken des Durchführungselementes mit der profilkomplementär
ausgebildeten Ausnehmung im Bauelement kann für das Durchführungselement zusätzlich
zur axialen auch eine radiale Fixierung bewirkt werden.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Kunststoffbauelement mit einer Durchführungsbohrung
und Fig. 2 ein Durchführungselement für die in Fig. 1 gezeigte Durchführungsbohrung.
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In der Fig. 1 ist im Axialschnitt der Ausschnitt eines Kunststoffbauelementes
1 dargestellt, das im folgenden kurz als "Kondensatorabdeckplatte", oder einfach
als "Abdeckscheibe" bezeichnet ist.
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Die Abdeckscheibe 1 weist eine kreiszylindrische Durchführungsbohrung
2 auf, deren Innenfläche mit einer durch Spritzgießen einvulkanisierten Gummierung
3 ausgekleidet ist.
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An seinem in der Darstellung der Fig. 1 unteren, im Fall einer Kondensatorabdeckscheibe
inneren Rand weist die Bohrung 2 eine Abfasung 4 auf. Im Bereich dieser Abfasung
4 ist an der Gummierung 3 eine O-ringartige Verstärkung 5 angeformt.
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An der der Abfasung 4 gegenüberliegenden Seite der Bohrung sind am
Kunststoffbauelement 1 an über deren Oberfläche hervorstehenden und an senkrechten
Stegen 6 angeformte Rastnasen 7 einstückig ausgebildet. In dem in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel sind vier solcher Rastnasen 7 vorgesehen. Allgemein sind drei
bis acht solcher Rastnasen im gleichen Winkelabstand voneinander um den oberen Rand
der Durchführungsbohrung herum angeordnet.
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Angrenzend an das den Rastnasen 7 gegenüberliegende Ende der Bohrung
2 ist in der Scheibe 1 eine Ausnehmung 8 mit
in radialer Ebene regelmäßig
sechseckigem Profil ausgebildet.
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Zur Herstellung der elektrischen Durchführung ist in die in Fig. 1
gezeigte Bohrung 2 des Kunststoffbauelementes 1 ein Durchführungselement 9 (Fig.
2) eindrückbar, das im wesentlichen eine abgestufte kreiszylindrische Form aufweist.
Das Durchführungselement 9 besteht aus einem Kopf 10, einer Ringnut 11, einem oberen
Schaftteil 12, einer Ringschulter 13 und einem unteren Schaftteil 14.
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Der Kopf 10 des Durchführungselementes 9 ist an seinem äußeren Rand
mit einer konischen Abschrägung 15 versehen, um das Eindrücken des Durchführungselementes
9 in die Bohrung 2 und durch die Rastnasen 7 hindurch zu erleichtern. Zusätzlich
können die Rastnasen 7 an ihrer unteren inneren Kante ebenfalls abgerundet oder
abgefast sein, um ein noch leichteres Aufspreizen durch die Abschrägung 15 am Durchführungselement
9 beim Eindrücken des Durchführungselementes 9 in die Bohrung 2 zu ermöglichen.
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Nach dem Eingreifen der Rastnasen 7 in die Ringnut 11 des Durchführungselementes
9 ist dieses gegen jedes Herausziehen aus der Bohrung 2 gesperrt. Dabei verpreßt
das obere Schaftteil 12 dichtend die zylindrische Gummiauskleidung 3 der Bohrung
2 und die Oberseite 16 der flanschartigen Ringschulter 13 den O-ringartig ausgebildeten
Wulst 5 der Gummiauskleidung der Scheibe 1 gegen die Abfasung 4.
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Der im Umfang regelmäßig sechseckig ausgebildete Flanschring 13 greift
komplementär in die Ausnehmung 8 der Scheibe 1 ein und verhindert so eine Verdrehung
des Durchführungselementes 9 in der Scheibe 1.
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Das über die Scheibe nach unten hinausragende untere Schaftteil 14
dient der Herstellung der elektrischen Anschlüsse auf der Innenseite der Scheibe.
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Das Durchführungselement 9 besteht vorzugsweise in gebräuchlicher
Art aus Aluminium. Zur Herstellung der Au-Benanschlüsse kann das Durchführungselement
mit einem gebräuchlichen Anschlußgewinde 17 versehen sein.
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Die nach Eindrücken des in Fig. 2 gezeigten Durchführungselementes
9 in die in Fig. 1 gezeigte Bohrung 2 des Kunststoffbauelementes 1 erhaltene elektrische
Durchführung weist mechanisch zumindest die gleiche Festigkeit wie die gebräuchliche
Nietverbindung auf, ist in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausbildung gegenüber
den gebräuchlichen Nietdurchführungen jedoch in einem größeren Temperaturbereich
und über eine längere Standzeit wesentlich besser dicht gegenüber Gasen und Flüssigkeiten
als die in gebräuchlicher Weise vernieteten Durchführungen.
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