DE2348483A1

DE2348483A1 - In ein gehaeuse eingebauter elektrischer kondensator

Info

Publication number: DE2348483A1
Application number: DE19732348483
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wilhelm Klemm; Dieter Gustav Dipl Ing Knopp
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1973-09-26
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2245066B3; CH578780A5; DE2348483C3; DE2348483B2; GB1463322A; FR2245066A1

Description

Standard Elektrik Lorenz AG 2348483

Stuttgart

W.W.Klemm-D.G.Knopp 2-2

In ein Gehäuse eingebauter elektrischer Kondensator

Die Erfindung bezieht sich auf einen in ein Gehäuse eingebauten elektrischen Kondensator mit einer bei Auswölbung des Gehäusedeckels ansprechenden Abschaltsicherung.

Bei in ein Gehäuse eingebauten elektrischen Kondensatoren kann aus verschiedenen Gründen der Druck im Gehäuse ansteigen, so daß die Gefahr des Zerplatzens besteht.

So ist bei Folienelektrolytkondensatoren ein Kochen des Elektrolyten während des Kurzschlusses die Ursache hierfür, während es bei flüssigkeitsimprägnierten Becherkondensatoren ein Gasen des Dielektrikums ist. Dieses Gasen tritt vorzugsweise bei Kondensatoren mit selbstheilenden Eigenschaften auf. Während des Durchschlages wird das Dielektrikum, das zwischen den Belegungen angeordnet ist, örtlich stark erhitzt und spaltet hierbei Gase ab. Bei einem reinen Papierdielektrikum kann der Druckanstieg technisch bewältigt werden, da die Gasentwicklung nicht schlagartig einsetzt. Anders sind jedoch die Verhältnisse bei Mischdielektrika aus Kunststoff und Papier oder gar bei reinen Kunststoffdielektrika. Ab einer gewissen Temperatur tritt bei den Kunststoffen schlagartig ein Gasen auf, während bis zum Erreichen dieser Temperaturgrenze so gut wie kein Gas abgespalten wird.

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Um das unerwünschte Aufplatzen des Bechers und die damit verbundenen Schäden zu vermeiden ist es bereits bekannt, den inneren Überdruck im Becher zur Betätigung einer Abschaltsicherung zu verwenden. Dies geschieht insbesondere mittels membranartiger Teile des Kondensatorgehäuses, insbesondere des Gehäusedeckels.

Es sind bereits mehrere Ausführungsformen solcher Abschaltsicherungen bekannt.

In den Unterlagen des DT-GM 1 933 705 ist ein in ein Ge-'10 häuse eingebauter Kondensator mit Abschaltsicherung beschrieben, die durch Auswölben des flachen, als Membrane ausgebildeten Deckels betätigt wird. Der Deckel ist über das Gehäuse gebördelt.

In den Unterlagen des DT-GM 6 941 094 ist ein in ein fornstarres Gehäuse eingebauter elektrischer Kondensator mit Abreißsicherung beschrieben, die durch Ausbauchen des Gehäusedeckels betätigt wird. Der Deckel, der aus Blech oder durch Fasergewebe verstärkten Isolierstoff bestehen kann, hat mehrere konzentrisch angeordnete Sicken, die im Falle eines Oberdruckes aufgehen, wodurch der Deckel nach außen gewölbt und die Sicherung betätigt wird.

Bei der bekannten Ausgestaltung der Deckel als nachgiebigen Gehäuseteil ist ein hohes Maß an Genauigkeit erforderlich, damit die Sicherung immer bei dem gleichen Druck anspricht.

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Ferner muß sichergestellt sein, daß die Ausbauchung des Deckels genügend groß ist, damit die Zuleitungen stets zertrennt werden können. Diese Anforderung bedingt eine Vielzahl von ringförmigen Wellen im Deckel, bzw. bei einer geringeren Anzahl solche Wellen, die sehr tief sind. Beide Male ist die Herstellung solcher Wellen schwierig, da der Platz im Deckel sehr beschränkt ist und das Anbringen solcher ringförmigen Wellen allgemein schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Gehäusedeckel bei einem in ein Gehäuse eingebauten Kondensator mit Abschaltsicherung so auszugestalten, daß der Weg des Deckels beim Ausbauchen gegenüber den bekannten Ausführungsformen vergrößert ist, so daß ein sicheres Ansprechen der Abschaltsicherung bei einem definierten Druckanstieg gewährleistet 1"B ist. Außerdem soll der Deckel einfach und leicht herstellbar sein, ohne daß die Einhaltung einger Toleranzen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Kondensator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Deckel eine nach dem Gehäuseinneren gewölbte Membrane aus elastischem Material enthält.

Durch eine solche Ausbildung wird der wirksame Weg der Membrane zur Betätigung der Abschalteinrichtung gegenüber den bekannten Ausführungsformen etwa verdoppelt, so daß ein si-5 cheres Ansprechen der Abschalteinrichtung in jedem Falle gewährleistet wird.

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Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung hat die Membrane eine konkave Form. Das heißt, daß sie an sich so geformt ist, daß sie beim fertigen Kondensator allein durch ihre Ausbildung nach dem Gehäuseinneren gewölbt ist. Die nach innen gewölbte Membrane hat zwei stabile Lagen, nämlich die nach innen gewölbte Lage und die nach außen gewölbte Lage. Da die Membrane aus einem elastischen Material besteht, springt sie beim Druckanstieg im Gehäuse aus der einen stabilen Lage in die andere stabile Lage. Dies bewirkt ein besonders gutes Ansprechen der Abschaltvorrichtung ohne Funkenbildung, insbesondere bei Verwendung eines Abreißdrahtes zum Abschalten des Kondensators.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Membrane nach dem Gehäuseinneren hin vorgespannt ist. Diese Ausfuhrungsform ist besonders vorteilhaft bei. Verwendung eines Abreißdrahtes als Abschaltvorrichtung, wenn der Draht gleichzeitig zum Vorspannen der Membrane verwendet wird. Es wird damit erreicht, daß die Abschaltvorrichtung in jedem Falle bis vor ihren Auslösepunkt gespannt ist, so daß bereits bei geringem Dr»uck-•nstieg tm Gehäuse die Abschaltvorrichtung anspricht. Es ist Also ein kürzerer Weg der Membranbewegung und auch ein geringerer Druckanstieg zum Ansprechen erforderlich.

Die Membrane kann an sich aus einem beliebigen elastischen Material bestehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Membrane aus Gummi oder einem gummiartigen Material, da der iuftere Rand dtr Membrane gleichzeitig zum Abdichten de· Gehäuses verwendet werden kann, so daß ein zusätzlicher Dichtungering, wie er sonst erforderlich ist, entfallen kann. Gerade bei Oberdrucksicherungen kommt ja der

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Deckelabdichtung des Gehäuses eine besondere Bedeutung zu.

Zweckmäßig wird im Zentrum der Membrane ein Isolierstoffteil angeordnet, welches die elektrischen Anschlüsse trägt. Wenn dieses Isolierstoffteil so ausgebildet ist, daß es die Membrane teilweise.durchdringt, so ist eine besonders einfache Montage möglich. Das Isolierstoffteil braucht nämlich nur in eine zentrale öffnung der Membrane eingesteckt werden. Es ist keine weitere Montage und Abdichtung erforderlich. Dies gilt insbesondere für Gummimembranen.

Wenn am Rande· der Membrane, gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung, ein Ring aus unelastischem Material unter der Membrane angeordnet ist, kann die Membrane in einfacher Weise durch Umbördeln des Gehäuserandes befestigt werden. Es ist dann gar kein besonderer Gehäusedeckel mehr erforderlich, sondern dieser wird durch die Membrane mit dem Ring und dem Isolierstoffteil gebildet. Ein solcher Deckel läßt sich leicht in reproduzierbaren Abmessungen " herstellen im Gegensatz zu den bekannten Ausführungsformen.

Dies sind Vorteile, die bei einem Massenartikel., wie es solch ein Kondensator ist, von großer Bedeutung sind. Bei großen Stückzahlen ist es nicht erwünscht, auf kleine Toleranzen achten zu müssen und komplizierte Werkzeuge verwenden zu müssen. Beide Forderungen können bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kondensators erfüllt werden. Einzelheiten des erfxndungsgemäßen Kondensators und weitere Vorteile sollen anhand der Figur erläutert werden.

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Die Figur zeigt einen Schnitt durch einen in einem Metallbecher eingebauten Kondensator, bei dem die Erfindung bei-■ spielhäft verwirklicht ist.

In dem Gehäuse in Form des Bechers 1 ist der Kondensatorwiekel 6 angeordnet. Je eine Stirnseite des Kondensatorwickels ist mit einer Zuleitung 7 bzw. 8 verbunden, wobei die Zuleitung 7 als Abreißdraht mit einer Sollbruchstelle ausgebildet ist, der bei einer bestimmten Belastung abreißt. Der Deckel des Kondensatorbechers baut sich aus einem Ring 3, einer gummielastischen Membrane 2.und einem Isolierstoffteil 4, der als Lötösenträger ausgebildet ist, auf. Sowohl der Ring 3 als auch der Lötösenträger 4, die beide aus einem unelastischen Material bestehen, beispielsweise hartem Kunststoff, sind mit der Membrane 2, die aus einem gummielastischem Material ist, zu einem Bauteil verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Aufvulkanisieren oder Verkleben erfolgen. Bei der Bemessung des Lötösenträgers 4 und des Ringes 3 ist darauf zu achten, daß zwischen dem Lötösenträger und dem Ring ein genügend großer Abstand besteht, so daß sich die mit diesen verbundene gummielastische Membrane auswölben kann. Dieser aus den drei Teilen, Lötösenträger, Membrane und Ring bestehende Deckel ist in den Becher 1 eingebracht und ruht auf einer in die Becherwandung eingelassenen Haltesicke 9. Gasdicht verschlossen ist der Kondensator durch Umbörderln des oberen Becherrandes. Hier-■ bei erweist es sich von Vorteil, daß die gummielastische Membrane auf dem Ring 3 aufliegt, so daß der umgebörderlte Becherrand sich in den Rand der Membrane eindrücken kann. Es ist somit nicht erforderlich, wie das bei anderen bekannten

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Becherabdichtungen der Fall ist, einen zusätzlichen Gummioder Papierring zum Abdichten einzulegen. Um ein Verschieben des Kondensatorwickels gegen den Gehäusedeckel zu verhindern, ist zwischen dem Kondensatorwickel 6 und dem Kondensatordeckel ein.Abstandsring 5 angeordnet. Nachdem der
Kondensatordeckel gut gegen den Becher 1 abgedichtet ist,
werden die beiden Zuleitungsdrähte Ί und 8 des Kondensatorwickels durch öffnungen des Lötösenträgers geführt. Die mit einer Sollbruchstelle versehene Zuleitung 7, vorzugsweise
die längere der beiden, wird dann mit einer der beiden Lötösen verlötet, wenn die Membrane 2 des Kondensatordeckels
möglichst weit in da's Innere des Kondensatorbechers eingedrückt ist. Die Verlötung geschieht dabei so, daß die Membrane 2 durch die Zuleitung 7 in ihrer gedrückten Lage gehalten wird. Die zweite Zuleitung 8 dagegen wird so mit der anderen Lötöse verlötet, daß sie nicht auf Zug beansprucht ist, wenn die Membrane sich aus dem Kondensatorbecher herauswölbt .

10 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen

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Verzeichnis der Bezugszeichen

1	Gehäuse
2	Membrane
3	Ring
H	Isolierstoffteil (Lötösenträger)
5	Abstandsring
6	Kondensatorwickel
7	Zuleitung (Abreißdraht)
8	Zuleitung
9	Sicke

Fr/b - 31.8.1973

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Claims

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Patentansprüche

l.)Jln ein Gehäuse eingebauter elektrischer Kondensator mit einer ^—' bei Auswölbung des Gehäusedeckels ansprechenden Abschaltsicherung, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel eine nach dem Gehäuseinneren gewölbte Membrane (2) aus elastischem Material enthält.
2.) Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) eine konkave Form besitzt.
3.) Kondensator nach einem oder Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) nach dem Gehäuseinneren hin vorgespannt ist.
4.) Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) mindestens teilweise aus Gummi oder gummiartigen Material besteht.
5.) Kondensator nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (2) in ihrer vorgespannten Lage durch einen mit einer Sollbruchstelle versehenen Abr>äßdraht (7) gehalten ist.
6.) Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum der Membrane (2) ein Isolierstoffteil (4) aus nicht elastischem Material angeordnet ist, das die elektrischen Anschlüsse des Kondensators trägt.

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7.) Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis C, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Membrane (2) auf einem Ring (3) aus nicht elastischem Material aufliegt.
8.) Kondensator nach Anspruch 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des Kondensators aus einer Gummimembrane (2) besteht, die im Zentrum ein, die Membrane teilweise durchdringendes Isolierstoffteil (4) mit Anschlüssen trägt und am Rande mit einem starren Ring (3) verbunden ist.
9.) Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel durch Umbördeln des Gehäuserandes auf die GunirJ-membrane (2) mit dem Gehäuse Cl) dicht verbunden -ist.
10.) Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem King (3) und der Stirnseite des Kondensators (6) ein Abstandsring (5) aus Isoliermaterial angeordnet ist.

Fr/b - 31.8.1973

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