DE974556C

DE974556C - Seal for housings of electrical components

Info

Publication number: DE974556C
Application number: DES12068D
Authority: DE
Inventors: Artur Dr Phil Buechner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-07-23
Filing date: 1943-07-23
Publication date: 1961-02-09

Description

Dichtung für Gehäuse -von elektrischen Bauelementen Bekanntlich sind die elektrischen Werte von Bauelementen, wie elektrischen Kondensatoren, Spulen, Widerständen u. dgl., abhängig von Einflüssen der Umgebung. Insbesondere verändert die in der Atmosphäre enthaltene Feuchtigkeit Isolationswiderstände, Verlustwinkel u. dgl., so daß zur Aufrechterhaltung der erstrebten bzw. bei der Fertigung erreichten Werte ein Schutz vor den äußeren Einflüssen gegeben sein muß. Dieser Schutz besteht in einer je nach den Erfordernissen mehr oder weniger guten Kapselung der Einzelteile. Bei elektrischen Kondensatoren, die besonders empfindlich gegen Feuchtigkeitseinflüsse sind, hat man die mannigfachsten Wege beschritten, um eine Unabhängigkeit von der Umgebung zu gewährleisten. Angefangen von der einfachen Umhüllung mit Feuchtigkeitszutritt erschwerenden Stoffen bis zum Einbau in dicht verlötete Gehäuse sind je nach den Bedingungen der Umgebung sämtliche Möglichkeiten benutzt worden. Wenn es sich darum handelt, elektrische Kondensatoren, vor allem für Zeitschalter und elektrische Zünder, herzustellen, dann ist offensichtlich, daß eine Änderung der Ausgangswerte in diesen Fällen einen weit größeren Einfluß hat als bei anderen Anwendungsgebieten. Während sonst bei Änderungen der Isolation oder des Verlustwinkels oder sonstiger Eigenschaften des eingebauten Bauelementes nur seine Güte mehr oder weniger verringert wird, wird in dem genannten Anwendungsfall infolge der Rückwirkung der geänderten Eigenschaften auf die Schaltanordnung, in der sich der Kondensator befindet, deren vorher berechnete Wirkung unter Umständen vollkommen zunichte gemacht. Wenn man z. B. einen Zeitkreis berechnet hat, der nach einer bestimmten Zeit einen Schaltvorgang vornimmt, dannist. diese Zeit abhängig von der absoluten Aufrechterhaltung der der Berechnung zugrunde gelegten Werte. Ändern sich diese Werte, beispielsweise bei dem Kondensator die Isolation, dann wird der beabsichtigte Schaltvorgang nicht nach der berechneten, sondern nach einer anderen Zeit erfolgen, die -unter Umständen völlig unbrauchbar ist. Als Beispiel , sei nur auf die Tempierung von Geschossen hingewiesen. -Man erkennt daraus, daß es die Aufgabe des Herstellers sein muß, die Einzelteile und insbesondere Kondensatoren mit einer solchen Umhüllung zu versehen, die den größten Sicherheitsgrad des Abschlusses gegenüber äußeren Einwirkungen bietet. Solche Kapselungen sind an sich bekannt. Man denke beispielsweise an die Einlotung in metallische Behälter. -Leider erfordern derartige Maßnahmen jedoch -einen unverhältnismäßig hohen Aufwand an Raum, wobei. auch gleichzeitig eine Heraufsetzung des Gewichtes einhergeht, abgesehen von der Unwirtschaftlichkeit derartiger Maßnahmen. Diese Faktoren müssen aber . bei dem gekennzeichneten Verwendungszweck sogering wie nur irgend möglich gehalten--werden, so daß deswegen die Anwendung der an sich brauchbaren Abschlußmittel nicht möglich war und man sich mit weniger guten Abschlußmitteln behelfen mußte.Seal for housing -of electrical components are known the electrical values of components such as electrical capacitors, coils, Resistances and the like, depending on environmental influences. In particular changed the moisture contained in the atmosphere, insulation resistance, loss angle and the like, so that to maintain the desired or achieved during manufacture Values must be protected from external influences. This protection exists in a more or less good encapsulation of the individual parts depending on the requirements. In the case of electrical capacitors, which are particularly sensitive to the effects of moisture are, the most varied paths have been taken to gain independence from the Environment. Starting with simple wrapping with access to moisture Aggravating substances up to the installation in tightly soldered housing are depending on the Conditions of the environment all possibilities have been used. If it is deals, electrical capacitors, especially for time switches and electric detonators, then it is obvious that a change in the initial values in these Cases has a far greater influence than in other areas of application. While otherwise in the event of changes to the insulation or the loss angle or other properties of the built-in component only its quality is more or less reduced in the named application as a result of the retroactive effect of the changed properties on the switching arrangement in which the capacitor is located is located, whose previously calculated effect may be completely nullified. If z. B. has calculated a time cycle that a switching process after a certain time undertakes, then is. this time depends on the absolute maintenance of the Calculation of underlying values. If these values change, for example at the capacitor the insulation, then the intended switching process will not follow the calculated, but after a different time, which may be is completely useless. As an example, just consider the temptation of projectiles pointed out. - One recognizes from this that it must be the task of the manufacturer to do the To provide individual parts and especially capacitors with such a cover, which offers the highest degree of security of the deal against external influences. Such encapsulations are known per se. Think, for example, of the plumbing in metallic containers. Unfortunately, such measures require a disproportionate amount high expenditure of space, whereby. also at the same time an increase in weight goes hand in hand, apart from the inefficiency of such measures. These factors but have to. for the designated purpose as little as any kept possible - so that therefore the application of the actually useful Graduation means was not possible and one with less good means of graduation had to help.

Elektrische Kondensatoren für Zeitschalter oder Zünder wurden bisher meist durch einen im Tauchverfahren aufgebrachten Überzug aus thermoplastischen Stoffen geschützt, der zwar keinen unbedingten Feuchtigkeitsschutz darstellt, in gewissem Umfange jedoch wenigstens in der -Zeit zwischen Fertigstellung der Bauelemente und Einbau in den Zünder einen brauchbaren Schutz bot. Wertänderungen, die sich bei den Kondensatoren oder auch anderen- Bauelementen einstellen, muBten in Kauf- genommen werden. -Wegen der steigenden Anforderung ist neuerdings eine Verbesserung dahin gehend erfolgt, daß man den Überzug aus Vergußmasse zum größten Teil durch einen dünnwandigen Metallbehälter ersetzt - hat, dessen Einsatzöffnung ebenfalls durch Vergußmasse abgeschlossen wird. Dieser Metallbehälter, der sehr dünnwandig ist, aber auch mechanisch nicht widerstandsfähig zu sein braucht, ist der Wickelkörperform vollkommen angeglichen, so daß die äußeren Abmessungeh des Kondensators eher verringert werden, da der Metallbehälter weniger stark als eine entsprechende Vergußmasseschutzschicht ist. Die Metallschicht stellt aber auf alle Fälle einen besseren Feuchtigkeitsschutz als die Vergußmasse dar, so daß die Angriffsflächen für die Luftfeuchtigkeit durch die Verwendung derartiger Behälter wesentlich verringert werden; trotzdem stellt der Vergußmasseabschluß immer noch die schwächste Stelle dar.Electrical capacitors for timers or detonators have been used so far mostly by means of a thermoplastic coating applied in an immersion process Protected substances, which does not represent an absolute protection against moisture, in To a certain extent, however, at least in the time between completion of the components and incorporation into the detonator provided useful protection. Changes in value that are in the case of the capacitors or other components, had to be be taken. -Because of the increasing demands there is an improvement recently is carried out to the effect that the coating of potting compound for the most part through replaced a thin-walled metal container - its insert opening as well is completed by potting compound. This metal container that is very thin-walled is, but also does not need to be mechanically resistant, is the form of the wound body perfectly matched so that the outer dimensions of the capacitor tend to be reduced because the metal container is less strong than a corresponding sealing compound is. In any case, the metal layer provides better moisture protection as the potting compound, so that the attack surfaces for the humidity through the use of such containers can be substantially reduced; anyway the sealing compound is still the weakest point.

Es ist nun nach einer Möglichkeit gesucht worden, diesen Behälter nicht durch einen Verguß, sondern durch andere Mittel vollkommen dicht zu verschließen, wobei gleichzeitig darauf Rücksicht genommen werden muß, daß die Stromzuführungen zum Kondensatorkörper isoliert durch die Behälteröffnung geführt werden müssen. Die an anderer Stelle beschriebenen Maßnahmen, den Behälter durch Umfalzen der Behälterwandung -auf -einenr-mittels Gummieinlagen gedichteten Deckel dicht "zü verschließen, hat nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt. Die Benutzung eingelöteter Isolierteile ist aus den erwähnten Gründen nicht brauchbar.A possibility has now been sought, this container not by potting, but to be completely sealed by other means, at the same time it must be taken into account that the power supply must be guided through the container opening in an isolated manner to the condenser body. The measures described elsewhere, the container by folding over the container wall -on -onr- close the lid tightly sealed with rubber inserts did not lead to the desired success. The use of soldered insulating parts cannot be used for the reasons mentioned.

Es sind auch schon Expansionsdichtungen bekanntgeworden, bei welchen ein elastischer Dichtungsstoff in Längsrichtung so zusammengepreßt wird, daß er sich radial ausdehnt und eine gute Abdichtung der Gehäuseöffnung liefert. Zur Erzeugung des Preßdrucks hat .man die -.Upbördelung der Gehäusewand oder Hohlniete-u: dgl. -benutzt.Expansion seals have also become known in which an elastic sealant is compressed in the longitudinal direction so that it expands radially and provides a good seal of the housing opening. To the generation of the pressing pressure has .man the -.Upbördelung the housing wall or hollow rivets-u: like. -used.

Zu einem sehr hohen Preßdruck und entsprechend guter Dichtung-.gelangt man bei Verwendung von Nieten. Solche lassen`-sich im allgemeinen jedoch nur für vorgefertigte Gehäusedeckel verwenden, die erst naph Einfügung der Dichtung in den Deckel mit dem übrigen Gehäuse zusammengesetzt werden.A very high pressure and a correspondingly good seal one when using rivets. Such can generally only be used for Use prefabricated housing covers that are only inserted into the naph the seal Cover can be assembled with the rest of the housing.

Es wird daher- eine Dichtung für Gehäuse von elektrischen Bauelementen mit einem inneren beim Betrieb auftretendem Überdruck,; insbesondere von elektrischen Kondensatoren, mit metallischen Stromzuführungen durch die Druckplatten und den elastischen Dichtungsstoff einer durch Niete --zusammengepreßten Expansionsdichtung vorgeschlagen, bei der erfindungsgemäß die Niete.. Sprengniete sind. Dadurch wird nicht nur die Einfügung der Dichtung in das sonst allseitig geschlossene Gehäuse ermöglicht, sondern gleichzeitig die Herstellung der Dichtung vereinfacht.It is therefore a seal for housings of electrical components with an internal overpressure occurring during operation; especially electrical Capacitors, with metallic power supply lines through the pressure plates and the elastic sealant of an expansion seal compressed by rivets proposed in which, according to the invention, the rivets .. are explosive rivets. This will not only the insertion of the seal into the housing, which is otherwise closed on all sides allows, but at the same time simplifies the production of the seal.

Sprengniete enthalten bekanntlich in der Nähe des freien Endes des Nietschaftes eine kleine dosierte Sprengladung, die durch Wärmezufuhr, beispielsweise mittels eines Lötkolbens, zur Entzündung gebracht, den Nietschaft auftreibt und bei geeigneter Dimensionierung der zusammenarbeitenden Teile nicht nur eine Vernietung ärr'sich, sondern bei der Vernietung auch gleichzeitig eine-Unterdrucksetzung der Nietstelle- hervorruft.Explosive rivets are known to contain near the free end of the The rivet shank is a small dosed explosive charge that is generated by the supply of heat, for example by means of a soldering iron, ignited, drives out the rivet shaft and with suitable dimensioning of the cooperating parts, not just riveting annoyed, but at the same time a pressurization of the riveting Rivet causes.

Die näheren Erläuterungen seien an Hand der Zeichnungen gemacht. Es ist ohne weiteres möglich, nicht- 'nur Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt, sondern auch andersartige Gehäuse entsprechend der Lehre der Erfindung dicht abzuschließen. In der Fig. z ist beispielsweise ein Gehäuse mit rechteckigem Querschnitt in der Aufsicht dargestellt. In diesem Falle sind sowohl der expandierte Dichtungskörper als auch der Druckkörper in ihrer Form dem rechteckigen Gehäusequerschnitt angepaßt. In der Darstellung der Fig. T ist i das Gehäuse, k die obere Druckplatte, l der infolge der Pressung durch die Druckkörper seitlich ausgewichene und dadurch an die Gehäusewandung angepreßte Dichtungskörper, in und n Stromdurchführungen und o Nietstellen. In der Fig. 2 ist ähnlich in der Aufsicht'ein Zünderkondensator der heutigen Beuweise als hohlzylindrischer Wickelkörper in einem entsprechend doppelwandigen Gehäuse wiedergegeben.The more detailed explanations are made on the basis of the drawings. It is readily possible to seal not only housings with a circular cross section, but also housings of other types in accordance with the teaching of the invention. In FIG. Z, for example, a housing with a rectangular cross section is shown in plan view. In this case, both the expanded sealing body and the pressure body are adapted in their shape to the rectangular housing cross-section. In the illustration of FIG. T, i is the housing, k is the upper pressure plate, l is the sealing body which has moved sideways as a result of the pressure exerted by the pressure body and is thus pressed against the housing wall, in and n electrical feedthroughs and o riveting points. In FIG. 2, a plan view of an ignition capacitor of today's design is shown as a hollow cylindrical wound body in a correspondingly double-walled housing.

Die Druckplatten, die zum -Zusammenpressen des Dichtungskörpers dienen, müssen, um den beabsichtigten Zweck nicht zu beeinträchtigen, so stark ausgebildet sein bzw. eine solche Formgestaltung durch Vorsehung von Versteifungsrippen od. dgl. besitzen, daß sie den auftretenden Druckbeanspruchungen, ohne sich zu deformieren, gewachsen sind, damit der auf die Druckplatten ausgeübte Druck in jeder Richtung auf den Dichtungskörper übertragen wird.The pressure plates, which are used to compress the sealing body, must be so strongly trained so as not to impair the intended purpose his or such a design by Provision of stiffening ribs or the like that they can withstand the compressive stresses that occur without deforming, have grown so that the pressure exerted on the pressure plates in each direction is transferred to the seal body.

Falls aus Gründen der Raum- und Gewichtsersparnis der Druckkörper so dünn gewählt werden muß, daß infolge der kleinen Oberflächen die eigentliche Dichtungsfläche in dem eingepreßten Teil sehr klein ist, kann man den Dichtungskörper an der Durchführungsstelle mit entsprechenden hülsenartigen Verlängerungen versehen, um einen längeren Kriechweg für eindringende Fremdstoffe zu schaffen. Hierbei kann es nützlich sein, um auch die Verlängerungen des Dichtungswerkstoffes unter Druck zu setzen, die Druckplatten mit entsprechenden hülsenartigen Ansätzen zu versehen, die zweckmäßigerweise innen konisch ausgebildet sind, so daß beim Gegeneinanderbewegen der Preßplatten nicht nur der Dichtungskörper breitgedrückt wird, sondern die hülsenartigen Ansätze des Dichtungskörpers gleichzeitig einer Art Umschließungsdruck unterworfen werden und damit auch die verlängerte Dichtungsfläche an der Stromdurchführung unter erhöhtem Druck steht. Eine Darstellung einer derartigen Ausführung ist in der Fig. 3 gegeben. Dort ist der Dichtungskörper p an der Stromdurchführungsstelle mit einer nasenartigen Verlängerung q versehen, durch welche die Stromdurchführung r geführt ist. Die Druckplatte s besitzt an der entsprechenden Stelle einen hülsenartigen Ansatz t, der infolge seiner konischen Gestalt die Verlängerung q des Dichtungswerkstoffes unter Umschließungsdruck bringt.If for reasons of space and weight savings, the pressure hull must be chosen so thin that the actual Sealing area in the pressed-in part is very small, you can use the sealing body provided with corresponding sleeve-like extensions at the implementation point, in order to create a longer creepage path for penetrating foreign matter. Here can It can be useful to also keep the extensions of the seal material under pressure to set, to provide the printing plates with corresponding sleeve-like approaches, which are expediently conical on the inside, so that when they move against each other of the press plates not only the sealing body is pressed wide, but the sleeve-like Approaches of the sealing body simultaneously subjected to a kind of containment pressure and thus also the extended sealing surface on the power feed-through below increased pressure. An illustration of such an embodiment is shown in FIG. 3 given. There is the sealing body p at the current feed-through point with a nose-like extension q provided through which the current feedthrough r passed is. The pressure plate s has a sleeve-like at the corresponding point Approach t, the extension q of the sealing material due to its conical shape brings under containment pressure.

Wie Versuche ergeben haben, sind die beschriebenen Dichtungen den bisher bekannten, beispielsweise durch Verlötung hergestellten Dichtungen in ihrer Qualität gleichzusetzen, haben demgegenüber jedoch den Vorteil der leichten Anbringung und der Vereinfachung durch gleichzeitige Abdichtung auch mehrerer Stromdurchführungen, die gerade bei Zünderkondensatoren in größerer Anzahl vorhanden sind.As tests have shown, the seals described are the previously known, for example manufactured by soldering seals in their Equating quality, however, have the advantage of being easy to attach and the simplification through the simultaneous sealing of several power feedthroughs, which are available in large numbers in igniter capacitors.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Seal for housings of electrical components with overpressure occurring inside during operation, in particular of electrical capacitors, with metallic power supply lines through the pressure plates and the elastic sealant of an expansion seal pressed together by rivets, characterized in that the rivets are bursting rivets.

2. Seal according to claim i, characterized in that at least the outer pressure plate has a sleeve-like extension, preferably a conical shape, at the point of the power supply. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 577 559, 665 980; British Patent Nos. 499,083, 383,073 ; U.S. Patent Nos. 2,181,607, 2,235,344, 2,286 often.