DE968940C

DE968940C - Verfahren zur Umhuellung elektrischer Bauelemente

Info

Publication number: DE968940C
Application number: DEN5493A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Denzer; Hans Spiess
Original assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Current assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Priority date: 1952-05-09
Filing date: 1952-05-09
Publication date: 1958-04-10

Description

AUSGEGEBEN AM 10. APRIL 1958

N 5493 VIIId /21 c

Nürnberg

Der hermetische Abschluß bestimmter elektrischer Geräte, beispielsweise vorn Widerständen oder Kondensatorem, ist für einen einwandfreien Betrieb von großer Wichtigkeit, insbesondere muß das Eindringen vorn atmosphärischer Feuchtigkeit in. die aktiven Bauteile unbedingfl verhindert werden.

Es ist bekannt, die Bauelemente in Rohre aus. Glas, Hartpapier oder auch aus. Metall, z. B. in gezogene oder fließgepreßte · Aluminiumhülsen zu stecken und diese stirnseitig mit einer Vergußmasse abzudichten,. Ein verbesserter Abschluß läßt sich dadurch herstellen, daß das Bauelement von einem Metallbecher aufgenommen wird, dessen offene Stirnseite mit einem Deckel oder mit einer Vergußmasse abgeschlossen wird. Es ist weiterhin bekannt, die Bauteile in Folien, beipielsweise aus Metall oder Papier, einzuwickeln und den Abschluß zu verkleben. Mit dem Aufkommen der Kunststoffe sind auch zahlreiche Verfahren zur allseitigen Umhüllung von Widerständen, Spulen, Kondensatoren, Störseliutzeinheiten usw. mittels härtbarer oder thermoplastischer Kunststoffe bekanntgeworden. Diese Umhüllungen, sind im Vergleich zu den.ein-

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gangs beschriebenen Umhüllungsverfahren billiger, erreichen jedoch'im allgemeinen nicht die gleichen mechanischen., thermischen und elektrischen Eigenschaften. Es treten ferner auch technologische Schwierigkeiten auf, beispielsweise bei der Zentrierung des aktiven Bauteils, bei der Einhaltung überall gleichmäßiger Randstärken oder bei der Einhaltung· bestimmter Bearbeitungstemperatureni und Drücke, die mit Rücksicht auf das aktive Bauelement nicht überschritten werden dürfen. Vielfach widersetzt sich auch die Forderung nach absoluter Dichtigkeit dem Wunsch nach besonders geringen geotnetrisehen Abmessungen, da, eine Kunststoffumhülliung letzten Endes nur bei erheblicher Wandstärke hinreichend, dicht ist. Es werden also solche Umhüllungsmethoden, erwünscht, die die Vorteile der vorbeschriebenen,, unter weitgehender Vermeidung der jeweiligen, Nachteile in sich vereinigen.

Aus der Kabeltechnik ist bereits bekannt, elektrische Leitungen mit Isolierstoffbändern zu, umwickeln. Damit aus den einzelnen Isolierbandilagen ein, fester Isolierkörper entsteht, werden, diese mit einem, Monomer oder mit einer Lösung eines PoIymers,, vorzugsweise mit Monostyrol und/oder einer Polystyrollösung imprägniert und/oder überzogen, gegebenenfalls noch angelöst und. auf diese Weise verklebt. Diese Kabeltechnik ist bereits seit langer Zeit bekannt. Es ist jedoch bisher nicht hekanntgeworden, diese Technik so weiter zu entwickeln und. abzuändern, daß sie auch für elektrische Kleinfabrikate wie insbesondere Kondensatoren, Widerstände, Spulen u. dgl. geeignet wäre Auch ist Monoistyrol wegen seiner chemischen und thermisehen Eigenschaften und seiner außerordentlichen Verarbeitungsschwierigkeiten für die Umhüllung elektrischer Kleinbauteile der vorerwähnten Art nicht geeignet.

Gegenüber der nachfolgend beschriebenen Erfindung ist noch ein weiteres in der Kondensatorentechnik geübtes Verfahren zu erwähnen, bei dem auf einen Kondensatorwickel mehrere Decklagen einer gereckten Isolierfolie, insbesondere aus Styroflex, aufgewickelt, diese Einheit einer thermischen Behandlung unterworfen wird, wodurch die nachgewickelten Isolierlagen auf den aktiven Wickelkörper aufgeschrumpft werden sollen und gegebenenfalls die überstehenden Enden der zusätzlichen Isolijrlagen mit einer Vergußmasse ausgegossen werden.

Derartige Decklagen lassen sich aber auch bei

starkem Wickelzug nicht vollkommen einschlußfrei aufwickeln und die Einschlüsse nicht restlos beseitigen. Wesentlich für die unzureichende Qualität solcherart hergestellter, stirnseitig vergossener Kondensatoren ist die Tatsache, daß auch bei stirnseitigem Überragen der zusätzlichen Isolierlagen die üblichen Vergußmittel keine Gewähr für eine ausreichende, dauerhafte und einschlußfreie Abdichtung, insbesondere längs der Trennflächen zwischen Mantelumhüllung und Vergußraum, bieten. Die Ursache der unzuverlässigen Abdichtung ist im wesentlichen in der Inhomogenität der Umhüllung zu sehen, d. h. in der Ungleichheit des Stoffes der Decklagen und des Vergußmaterials. Zur Erzeugung eines allseitig dauerhaften und dichten Abschlusses des aktiven Wickels müßte dieser in ein festes Gehäuse eingebaut und nachträglich dicht verlötet oder vergossen werden.

Die vereinfachte, vor allem billige und ebenso technisch fortschrittliche Form eines solchen Gehäuses wäre besonders in einer Metallfolie zu sehen, doch ist es bisher nicht versucht worden bzw. möglich gewesen, diese absolut dicht und fest um den Wickel zu legen und stirnseitig abzuschließen. Aber auch mechanisch verstärkte Isolierfolien nichtmetallischer Art, beispielsweise aus Papier oder Kunststoff, scheinen unter gleichzeitiger Beachtung der genannten Forderungen auf dichten Abschluß geeignet zu sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf eine vereinfachte Herstellung einer hermetisch dichten Umhüllung für elektrische Widerstände, Kon^ densatoren, Spulen, Störschutzeinheiten und ähnliche elektrische Bauelemente und vermeidet die Nachteile der eingangs geschilderten Verfahren unter weitgehender Beibehaltung der jeweiligen Vorteile. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Bauelemente in eine mit einem einseitig oder auch beidseitig _go festhaftenden, zunächst zähflüssigen, später¹ jedoch völlig ausgehärteten Isolierstoffüm überzogene Folie aus Papier, Kunststoff oder auch Metall, beispielsweise Aluminium, eingerollt, danach die stirnseitigen. Vergußräume mit einer kalt- oder _g5 warmpolymerisierbaren Masse aus gleichem oder ähnlichem Material, aus dem auch der.Film besteht, vergossen und anschließend einer solchen Wärmebehandlung, gegebenenfalls unter yakuumeinwirkung, unterworfen, werden, daß die Stirnseitige Vergußmasse mit dem Filmmaterial nach der Erkaltung eine homogene, mechanisch feste Einheit' bildet.

Die Auftragung des Isolierstoffilms kann auf verschiedene Weise, etwa durch Aufstreichen oder Tauchen, der erwähnten Trägerfolie in eine zähflüssige Masse erfolgen. Als Filmmaiterial sind beispielsweise Polyurethane, Äthoxylinharze sowie Äthyleniminharze und mit Monostyrol, Äthylen-O'xyd oder deren Derivaten modifizierte Polyester- n₀ harze besonders· gut geeignet. Ihre Viskosität und damit die Schichtstärke des aufgetragenen Films kann durch Beimischung organischer oder anorganischer Füllstoffe geändert werden.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren umhüllte Bauelement ist ohne besonderen Arbeitsaufwand genau zentriert eingebettet. ■Zwischen den aktiven Teilen, beispielsweise dem Kondensaitorwicikei und der eigentlichen Umhüllungssubstanz, ist eine Kunststoffschicht von 1 mm Stärke und mehr vorhanden:, die nach ihrer völligen Aushärtung das Bauelement allseitig umschließt und eindeutig festhält.

Die Aushärtung wird vorteilhaft durch, eine Wärmebehandlung mit oder ohne Vakuumein wir- 125. kung beschleunigt. Vor der Erwärmung werden

die Stirnseiten, mit einer polymerisierbaren Masse, vorteilhaft mit dem gleichen Kunststoff, aus dem auch der Film besteht, vergossen. Der Wärmeproze'ß bewirkt, daß sich die Vergußsubstanz mit dem Film der Trägerfolie innig verbindet, soi daß .das Bauelement schließlich von einer kompakten Kunststoffmasse allseitig hermetisch abgeschlossen wird.

Bisweilen besteht die Forderung nach einem nach

ίο außen allseitig isolierendem Gehäuse. Dieser Forderung kann bei Verwendung von, Metallfolien als Umhüllung dadurch genügt werden, daß die Metallfolien, sofort beidseitig mit einem Isolierfilm überzogen werden oder aber daß das bereits, units hüllte und, stirnseitig vergossene Bauelement vor oder auch nach der Wärmebehandlung ein odfer mehrere Male in eine Kunstharz Lack-Lösung getaucht wird,

In der Figur ist ein nach dem erfindungsgemäßen

■20 Verfahren umhüllter Wickelkondensator vor der Wärmebehandlung dargestellt. Der Wickel ι ist hierbei in der mit dem Isolierfilm 3 versehenen Trägerfolie 2 eingerollt. Die Viskosität des Films 3 wird, durch Beimengung organischer oder anorga,-nischer Füllstoffe so geregelt, daß das Filmmaiterial beim Einwickeln überhaupt nicht oder nur sehr schwach ani den; Stellen4 verdrängt werden kann. Mit 5 ist der stirnseitige Abschluß mittels polymer is ierbar er Vergußmasse bezeichnet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, den, aktiven, Körper in die filmüberzogene Folie erst dann einzurollen, wenn die Polymerisation' der Filmisubstanz bereits weiter fortgeschritten ist. Vorteilhaft wird hierbei da,s Bauelement eingerollt, in eine Form eingesetzt und dann einer solchen Druck- und/oder Wärmebehandlung ausgesetzt, daß zwischen aktivem Bauteil und der Trägerfolie noch, eine Kunststoffschicht von etwa ι mm Stärke oder mehr verbleibt, während das übrige stirnseitig herausgedrängte Material die Stirnräume Vollkommen ausfüllt. Eine besondere Abdichtung erübrigt sich, damit. Die abschließende Wärme- und gegebenenfalls Vakuumbehandlung sowie die Lackierung erfolgt in der gleichen Weise wie bereits oben beschrieben.

Claims

Patentansprüche.·

i. Verfahren zur Umhüllung elektrischer Widerstände, Kondensatoren, Störschutzeinheiten und ähnlicher elektrischer Bauelemente, vorzugsweise für rundfunk- und fern seh technische Zwecke, durch Einrollen des Bauelements in eine isolierende Folie und Vergießen der Stirn-Seiten mit einer Vergußmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente in eine mit einem einseitig oder auch beidseitig festhaftenden, zunächst zähflüssigen, später jedoch völlig ausge härteten Isolierstoffilm überzogene Folie aus Papier, Kunststoff oder auch Metall, beispielsweise Aluminium, eingerollt, danach die Stirnseiten mit einer kalt- oder warmpolymerisierbaren Masse aus gleichem oder ähnlichem Material, aus dem auch der Film besteht, vergossen und anschließend einer solchen Wärmebehandlung, gegebenenfalls unter Vakuumeinwirkung, unterworfen werden, daß die stirnseitige Vergußmasse mit dem Filmmaterial nach der Erkaltung eine homogene, mechanisch feste Einheit bildet.
2. Verfahren zur Umhüllung' elektrischer Bauelemente nach- Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß die zur Umhüllung dienende Trägerfolie mit einem Film aus mit Monostyrol, Äthylenoxyd oder deren Abkömmlingen ₇g modifiziertem Polyesterharz, Polyurethan. Äthoxylinharz oder Äthyleniminharz überzogen werden.
3. Verfahren zur Umhüllung elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Films vor¹ der Wärmebehandlung durch Beimischung organischer oder anorganischer Füllstoffe derartig bemessen wird¹, daß während des Einrollens des Bauelements keine oder nur eine geringe Materialverdrängung stirnseitig auftritt.
4. Verfahren zur Umhüllung elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das umwikkelte Bauelement vor der Wärmebehandlung ein oder mehrere Male in eine Kunstharz-Lack-Lösung getaucht wird.
5. Verfahren zur Umhüllung elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement in die mit Isolierstoff überzogene Folie eingerollt, im eine Form, eingelegt und, anschließend einer solchen Druck- und/oder Wärmebehandlung unterworfen wird, daß das bereits zum, Teil polymerisierte Filmmaterial zwischen Bauteil und der Isolierstoffolie eine Schicht von. etwa 1 mm und mehr bildet, während das stirnseitig herausgedrängte Kunststoffmaterial die Stirnräume vollkommen ausfüllt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 590 671, 735 268, 555;

schweizerische Patentschrift Nr. 261 196; USA.-Patentschrift Nr. 2 533 501;

Buch von H. Nottebrock, »Bauelemente der Nachrichtentechnik«, Teil 1 »Kondensatoren«, 1949, S. 100 und 101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen