DE965511C

DE965511C - Verfahren zum Verschliessen von Gehaeusen aus thermoplastischen Stoffen fuer elektrische Schaltelemente

Info

Publication number: DE965511C
Application number: DES30852A
Authority: DE
Inventors: Alfred Witschel
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1952-10-26
Filing date: 1952-10-26
Publication date: 1957-06-13

Description

AUSGEGEBEN AM 13. JUNI 1957

S 30852 VIIId 12i c

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dichten Verschließen von Gehäusen aus thermoplastischen Stoffen, welche zur Isolierung und zum Schutz von elektrischen Schaltelementen dienen, durch Erhitzen eines zwischen· den zu verbindenden Gehäuseteilen angeordneten metallischen elektrischen Leiters.

Es ist bereits bekannt, elektrische Schaltelemente, wie z. B. Widerstände, Kondensatoren, Gleichrichter usw., in Isolierstoffgehäuse einzubauen. Solche Gehäuse sollen das elektrische Schaltelement nicht nur elektrisch isolieren, sondern stellen auch einen Schutz, gegen die Einwirkung von Feuchtigkeit und anderen Stoffen dar. Da der Schutz gegen Feuchtigkeit und chemische Einflüsse besonders wichtig ist, müssen, solche Isolierstoffgehäuse vollkommen dicht verschlossen ein. Bisher hat man den dichten Verschluß auf die bekannte Weise, wie z. B. diurch Verschrauben, Vernieten usw. hergestellt. Dabei ist oftmals ein zusätzliches Dichtungsmaterial zwischen den zu verbindenden Teilen nötig. Einen besonders dichten Verschluß stellt das Umspritzen des Schaltelements mit thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoff, dar. Ein solches 'Umspritzen erzeugt zwar einen vollkommen dichten Abschluß gegen Feuchtigkeit, das Verfahren ist aber infolge der dazu benötigten Spritzformen und hohen Drücke ziemlich teuer. Einen besonders einfachen Verschluß kann man erzielen, wenn man für die Ge-

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häuseteile Kunststoffe verwendet, die sich durch Wärme verschweißen lassen. Das Verschweißen wird im allgemeinen so ausgeführt, daß die beiden Gehäuseteile mittels einer Flamme oder einem heißen Gasstrom an der Berührungsstelle zum Erweichen gebracht werden, so daß sie sich durch Zusammendrücken und Abkühlenlassen ziu einem einheitlichen Körper verbinden. Dabei muß besonders sorgfältig auf die Durchführung der elekirischen Anschlüsse geachtet werden, da an dieser Stelle sich leicht Undichtigkeiten ergeben können. Die Einwirkung des Erhitzungsmittels hat jedoch nachteilige Wirkungen, auf das eingeschlossene elektrische Schaltelement. Auch läßt sich nur schwer eine durchgehende Verschweißung auf diese Weise erzielen.

Es ist auch ein Verfahren zur Verbindung von Teilen aus thermoplastischem Kunststoff bekanntgeworden, bei dem zwischen die zu verbindenden Teile ein diese nicht vollständig bedeckendes Metallteil, vorzugsweise ein elektrischer Leiter, eingelegt wird:, dessen Erhitzung die Verschweißung der Kunststoffteile bewirkt. Durch dieses Verfahren werden die Nachteile, die bei der Verwendung einer Flamme auftreten, vermieden. Außerdem hat dieses bekannte Verfahren noch den Vorteil, daß der zu verschweißende Isolierstoff direkt an der Verschweißungsstelle erwärmt wird. Dieses bekannte Verfahren wird nun zum Verschließen von Gehäusen aus thermoplastischen Stoffen für elektrische Schaltelemente benutzt. Es wird dadurch erreicht, daß außer der bekannten vollkommeneren Verschweißung auch eine bessere Dichtigkeit des Gehäuses gewährleistet ist. Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens wird nämlich auch der innere Gehäuserand verschweißt, was bei einer Erhitzung von außen nicht möglich ist. Nach der Erfindung wird dabei der elektrische Leiter gleichzeitig als Stromzuführung für das eingeschlossene Schaltelement benutzt. Dies bat den Vorteil, daß ein einziger Bauteil gleichzeitig für zwei Funktionen verwendet wird', und zwar einerseits zum Erhitzen der Kunststoffteile und andererseits als Zuleitung für das Schaltelement.

Gemäß der weiteren Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung wird der zu erwärmende Stromleiter, welcher zwischen die zu verschweißenden Teile eingebettet wird, auf induktivem Wege erhitzt. Dies hat den Vorteil, daß keinerlei metallische Zuführungen nach außen geführt werden müssen.

Um den Erfindungsgedanken besser zu verdeutlichen, sollen im Zusammenhang mit den Figuren Ausfübrungsbeispiele für die Erfindung beschrieben werden.

Fig. ι stellt die Draufsicht auf ein rundes Isolierstoffgehäuse dar, welches ein elektrisches Schaltelement enthält;

Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung im Aufriß mit aufgeschweißtem Deckel.

In Fig. ι ist mit 1 ein in diesem 'Falle zylindrisches», elektrisches Schaltelement bezeichnet, welches z. B. ein elektrischer Kondensator oder ein Widerstand sein kann. Mit 2 ist das Isolierstoffgehäuse bezeichnet, das aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht. Es soll dabei angenommen, werden, daß das zylindrische Isolierstoffgehäuse 2 eine etwas größere Länge als das elektrische Schaltelement 1 hat und demgemäß, wie in Fig. 2 dargestellt, etwas nach oben über das Schaltelement herausragt. Auf dieses Gehäuse ist ein konzentrischer Ring 3 aus Metall aufgelegt, welcher jedoch nicht die ganze Stirnfläche des Gehäuses bedeckt, sondern nur einen Teil davon und zwar den Teil in. der Mitte des Querschnitts. Dieser Ring kann z. B. in einfacher Weise durch Ausstanzen aus Blech bzw. einer Folie hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, daß er aus einem Metall auf eine andere Weise, z. B. durch. Aufspritzen, Aufdampfen oder durch: chemischen Niederschlag aufgebracht wurde. Wenn nun der zylindrische Gehäusedeckel 2_a, der ebenfalls aus demselben thermoplastischen Kunststoff wie das zylindrische Gehäuse 2 besteht, aufgelegt und durch eine Vorrichtung leicht angepreßt wird, so kann man durch Erhitzen des Metallringes 3 erreichen, daß der Deckel mit dem Gehäuse verschweißt. Es ist leicht einzusehen, daß diese Verschweißung nicht nur am Außenrand, sondern auch am Innenrand des Gehäuses stattfindet. Um dem Metallring 3 die erforderliche Leistung zuzuführen, kann man die Energie z. B. auf induktivem Wege übertragen. In diesem Fall ist also- nur ein einfacher Ring nötig.

Gemäß der Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist der Metallring 3 mit zungenförmigen Ansätzen 3_a und 2>b> die aus dem Isolierstoffgehäuse herauferagen und zum direkten Anschluß des· Stromes dienen und mit einem weiteren Ansatz 3_C versehen, der den elektrischen Anschluß zu dem in dem Isolierstoffgehäuse 2 eingeschlossenen Schaltelement 1 darstellt. Wenn man, wie dies in Fig. ι bei Sd dargestellt ist, den Ansatz mit einer Sollbruchstelle versieht, so kann nach dem Verschweißen, des Kunststoffes das herausragende Ende des Ansatzes, das in Fig. 1 mit 3;, bezeichnet ist, abgebrochen werden.

In Fig. ι und 2 ist als Beispiel der Verschluß der Umhüllung eines Wickelkondensators nach dem' erfindungsgemäßien Verfahren dargestellt. Der Kondensatorwickel 1 ist auf seiner Stirnseite teilweise mit einem Metallüberzug 4 versehen, der den Anschluß zu den Windungen der einen Belegung darstellt. Auf dem ihn umgebenden Isolierstoffgehäuse 2 aus thermoplastischem Kunststoff liegt der Metallring 3, der noch die Ansätze 3_a, 3₆ und 3_C aufweist. Der Ansatz 3_C wird z. B. mit der Metallschicht 4 durch Löten oder auf eine andere Weise elektrisch gut leitend verbunden, wie dies bei 5 dargestellt ist. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist der Ansatz 3_C etwas nach unten gebogen, da in diesem Fall der Kondensatorwickel 1 etwas kürzer ist als das ihn umgebende Gehäuse 2. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Der Ansatz 3₆ ist mit einer Sollbruchstelle 2>a versehen. An dieser Stelle wird der Ansatz nach dem Verschweißen abgebrochen.

Um an der Sollbruchstelle keine zu große Erhitzung aufkommen zu lassen, ist der Anschluß am Ende etwas breiter gehalten. Es ist aber nicht unbedingt nötig, eine solche Sollbruchstelle vorzusehen, man kann vielmehr den zweiten Ansatz gleichfalls zum Anschluß des Schaltelements verwenden. Wenn der Metallring 3 auf die Stirnseite des Kondensatorgehäuses aufgelegt ist und der Ansatz 3,. elektrisch leitend gut mit dem Schaltelement verbunden ist, wird mittels der Anschlüsse 3_a und 3_Ö durch den Ring 3 ein elektrischer Strom von solcher Stärke geschickt und dabei gleichzeitig der Deckel 2_a (Fig. 2) auf das Gehäuse 2 aufgepreßt, daß der Isolierstoff in der Umgebung des Ringes erweicht und Deckel 2_a und Gehäuse 2 miteinander dicht verschweißt werden. Zweckmäßig wird man die Breite des Ringes 3 und die Randdicke des Gehäuses 2 so dimensionieren, daß eine durchgehende Verschweißung über die ganze Wandstärke des Gehäuses erhalten wird. In Fig. 2 ist die Verschweißung zwischen Deckel und Gehäuse bei 6 dargestellt. Nun kann z. B. der eine Ansatz an der Sollbruchstelle 3_d abgebrochen oder abgeschnitten werden. Wie bereits erwähnt wurde, ist es nicht unbedingt nötig, einen Strom direkt durch den Ring zu schicken, vielmehr ist es auch möglich, ihn auf induktivem Wege zu erhitzen. Dies birgt jedoch die Gefahr in sich, daß in der Ebene des Ringes liegende metallische Flächen, wie z. B. die Metallschicht 4, ebenfalls in unerwünschter Weise erhitzt werden. Gegebenenfalls kann jedoch eine solche Erhitzung von Vorteil sein, wenn man gleichzeitig das Anlöten der Stromzuführung an dem Schaltelement 1 an. der Stelle 5 damit erzielen will. Es ist auch ohne weiteres einzusehen, daß die Durchführung der Metallstreifen 3_U und 3f, durch die Gehäusewand vollkommen dicht ist, da sich ja auch diese Metallteile erhitzen und in der Nähe der Isolierstoff besonders gut verschweißt. Es soll noch l>esonders betont werden, daß zur Ausführung des Verfahrens in an sich bekannter Weise keine besonderen Apparate oder Vorrichtungen benötigt werden. Der Metallring 3 kann samt Ansätzen sehr leicht aus einem entsprechenden Blech ausgestanzt werden, und zur Erhitzung des Ringes ist lediglich wie bei den bekannten Verfahren eine entsprechende Stromquelle nötig, die die erforderliche Stromstärke liefern kann. Bekanntlich kann dieser Strom ohne weiteres aus dem Wechselstromnetz durch einen Transformator bezogen werden. Es ist bei der Ausbildung des Ringes 3 und der Ansätze 3_a, 3_& und $_c darauf zu achten, daß die Erhitzung in umgekehrtem Verhältnis zum Querschnitt des Bleches steht. - Man

hat es also in der Hand, durch entsprechende Verbreiterungen oder Einschnürungen eine geringere oder größere örtliche Erhitzung zu erzielen.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von zylindrischen Gehäusen, wie dies in Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellt ist, beschränkt. Vielmehr kann der Ring je nach dem Querschnitt des zu verschweißenden Gehäuses eine beliebige Form annehmen. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Verschiweißung in einer Ebene stattfindet, wenn nur der Blechring entsprechend der Oberfläche des Gehäuses angepaßt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I.Verfahren zum Verschließen von Gehäusen aus thermoplastischen Kunststoffen für elektrische Schaltelemente durch Erhitzen eines zwischen den zu verbindenden Gehäuseteilen angeordneten metallischen elektrischen Leiters. dadurch gekennzeichnet, daß dieser gleichzeititr als Stromzuführung für das eingeschlossene Schaltelement dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erhitzung beim Verschweißen der Gehäuseteile gleichzeitig das Anlöten der Stromzuführung am eingeschlossenen Schaltelement bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter aus Blech bzw. einer Folie besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter durch Aufspritzen auf den Kunststoff aufgebracht wird. 9c
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter durch Aufdampfen auf den. Kunststoff aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter durch chemischen Niederschlag auf den Kunststoff aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter auf induktivem Wege erhitzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter zungenförmige Ansätze besitzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ansatz mit einer Sollbruchstelle versehen ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter längs seiner Ausdehnung verschiedenen Querschnitt aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 820, 863 255.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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