DE10105863C1 - Electrical capacitor with over-pressure protection has connection between capacitor winding and external terminal tags ruptured in response to internal over-pressure - Google Patents
Electrical capacitor with over-pressure protection has connection between capacitor winding and external terminal tags ruptured in response to internal over-pressureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einem Bechergehäuse, dessen Öffnung durch ein Verschlussteil abgedichtet wird, mit Anschlussfahnen zur Herstellung einer äußeren elektri schen Verbindung, welche am Randbereich des Bechergehäuses und/oder am Verschlussteil befestigt sind, mit einem in dem Bechergehäuse angeordneten Kondensatorwickel, welcher mit Anschlussdrähten zur Herstellung einer internen elektrischen Verbindung mit den Anschluss fahnen versehen ist, und mit einer Überdruck-Abreißsicherung zur Trennung des Kondensator wickels von der internen elektrischen Verbindung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Ver fahren zur Herstellung eines solchen Kondensators, bei dem als Verschlussteil eine Verguss masse verwendet wird.The invention relates to a capacitor with a cup housing, the opening through a Sealing part is sealed, with connecting lugs for producing an external electri The connection which is on the edge area of the cup housing and / or on the closure part are attached, with a capacitor winding arranged in the cup housing, which with Connection wires for establishing an internal electrical connection with the connection flags is provided, and with an overpressure safety device to separate the capacitor from the internal electrical connection. The invention also relates to a ver drive to manufacture such a capacitor, in which a potting as a closure part mass is used.
Um bei einem Kondensator Folgeschäden nach einer kurzschlussbedingten elektrischen Überlast zu vermeiden, kann dieser mit einer Abschaltsicherung ausgestattet werden (s. DIN VDE 0560, Teil 8, Abschnitt 4.5.2.1). Als Folgeschaden eines Kurzschlusses kann es zur Explosion und/oder zu einem Brand des Bauteils kommen, der sich auf umliegende Teile ausbreitet. Das Problem wird durch den Einsatz von Kunststoffgehäusen verstärkt.In order to avoid consequential damage to a capacitor after a short-circuit-related electrical overload, it can be equipped with a cut-out protection (see DIN VDE 0560, Part 8 , Section 4.5.2.1 ). As a consequence of a short circuit, the component may explode and / or burn and spread to surrounding parts. The problem is exacerbated by the use of plastic housings.
Bei einem Motorkondensator der Fa. AEG, Typ MAB MKP 9/500/373 wird als Abschalt sicherung eine sogenannte Überdruck-Abreißsicherung verwendet. Eine solcher Sicherungstyp ist auch von einem in der DE 195 48 126 A1 beschriebenen Kondensator bekannt. Dabei wird der Kondensatorwickel in einen Becher eingesetzt, dessen Randbereich faltenbalgartig mit Sicken versehen ist. Der Becher bildet mit einer oberen Platte, die zwei äußere Anschlüsse trägt, ein hermetisch geschlossenes Gehäuse, wobei die Platte oberhalb der Sicken ange ordnet ist. Die äußeren Anschlüsse sind im Becherinneren über zwei Anschlussdrähte mit dem Kondensatorwickel verbunden. Die Anschlussdrähte können eine mechanische Schwachstelle aufweisen. Wenn der Innendruck in dem Gehäuse infolge eines Kurzschlusses und einer damit verbundenen Gasentwicklung steigt, dehnt sich die faltenbalgartigen Sicken aus, die Platte wird angehoben und die Anschlussdrähte reißen vom Kondensatorwickel ab, der sich an dem Rand der unteren Sicke abstützt.In a motor of the condenser Fa. AEG, Type MAB MKP 9/500/373 Also as a so-called security shutdown overpressure disconnector used. Such a fuse type is also known from a capacitor described in DE 195 48 126 A1. The capacitor winding is inserted into a cup, the edge area of which is provided with beads like bellows. The cup forms with an upper plate, which carries two outer connections, a hermetically sealed housing, the plate being arranged above the beads. The outer connections are connected to the capacitor winding via two connection wires inside the cup. The connection wires can have a mechanical weak point. When the internal pressure in the housing rises as a result of a short circuit and the associated gas development, the bellows-like beads expand, the plate is raised and the connecting wires tear off the capacitor winding, which is supported on the edge of the lower bead.
Aus der EP 0 771 014 A1 ist ein weiterer Kondensator mit einer Überdrucksicherung, bei dem als Überdrucksicherung ein kolbenförmig bewegbares Verschlussteil fungiert, bekannt.EP 0 771 014 A1 describes a further condenser with an overpressure safety device, in which acts as a pressure relief a piston-like movable closure part, known.
Zusätzlich ist aus der US 4586107 ein Kondensator mit einer Überdrucksicherung bekannt, bei dem in einem Bechergehäuse ein Innenbecher der den Kondensatorwickel umgibt, angeordnet ist. In addition, a condenser with an overpressure safety device is known from US 4586107 an inner cup that surrounds the capacitor winding is arranged in a cup housing is.
Es sind Kondensatoren bekannt, bei welchen zum Verschluss des Bechers anstelle einer Platte eine Vergussmasse aus Epoxydharz verwendet wird. Diese Verschlusstechnik wird insbe sondere dann angewandt, wenn ein Kondensatorwickel mit einer Drossel in einem gemein samen Gehäuse als LC-Filter angeordnet ist. Durch den Verguss wird eine Ausdehnung des Bechers im oberen Randbereich verhindert. Auch ein Anheben des Vergusses und eine damit verbundene Relativbewegung zwischen dem äußeren Anschluss und den Anschlussdrähten am Kondensatorwickel ist aufgrund des Stoffschlusses mit dem Becher nicht möglich.Capacitors are known in which the cup is closed instead of a plate a potting compound made of epoxy resin is used. This locking technique is used in particular used especially when a capacitor winding with a choke in common seed housing is arranged as an LC filter. The potting causes an expansion of the Prevents mug in the upper edge area. Also an increase in the potting and with it connected relative movement between the outer connection and the connecting wires on the capacitor winding is not possible due to the material connection with the cup.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Kondensator der eingangs genannten Art zu offenbaren, bei dem eine Überdruck-Abreißsicherung ohne Relativbewegung zwischen Becher gehäuse und Verschlussteil realisiert wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kondensators anzugeben.The invention therefore presents the problem of a capacitor of the type mentioned in the introduction reveal, in which an overpressure tear-off protection without relative movement between cups housing and closure part is realized, and a method for producing a to specify such capacitor.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Innenbecher gelöst, der den Kondensator wickel umgibt und an dem letzterer oder mindestens einer der Anschlussdrähte befestigt ist, wobei die Öffnung des Innenbechers durch einen mit dem Bechergehäuse oder dem Ver schlussteil verbundenen Deckel derart gasdicht verschlossen ist, dass eine das Abreißen der internen elektrischen Verbindung bewirkende Relativbewegung zwischen dem Deckel und dem Innenbecher ermöglicht wird.According to the invention, this problem is solved by an inner cup which holds the condenser surrounds the winding and to which the latter or at least one of the connecting wires is fastened, the opening of the inner cup through one with the cup housing or the ver closing part connected lid is closed in such a gas-tight manner that the tearing off of the internal electrical connection causing relative movement between the lid and the Inner cup is made possible.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen in der Implementierung einer einfachen Überdruck-Abreißsicherung in einem Kondensator, bei dem keine Relativbewegung zwischen Bechergehäuse und Verschlussteil möglich ist. Hierdurch können beispielsweise einfache Abschaltsicherungen in Netzfiltern erreicht werden.The advantages achievable with the invention consist in the implementation of a simple one Overpressure safety device in a condenser, in which there is no relative movement between Cup housing and closure part is possible. This allows, for example, simple Cut-off safeguards can be achieved in line filters.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Verschlussteil eine Vergussmasse verwendet. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherungen können aber auch bei Kondensatoren mit Verschlussplatten eingesetzt Werden.In an advantageous embodiment, a potting compound is used as the closure part. The fuses designed according to the invention can also be used with capacitors Sealing plates are used.
Es ist außerdem vorteilhaft, den Deckel mit der Vergussmasse zu verbinden. Hierdurch wird eine einfache und sichere Fixierung des Deckels erreicht, außerdem kann der Deckel zum Verschluss des unteren Teils des Bechergehäuses und als Grundfläche für die Vergussmasse verwendet werden.It is also advantageous to connect the lid to the potting compound. This will achieved a simple and secure fixation of the lid, in addition, the lid can Closure of the lower part of the cup housing and as a base for the sealing compound be used.
Eine umlaufende Dichtung zwischen der Innenseite der Becherwand und dem Deckel sorgt für einen dichten Abschluss und ermöglicht gleichzeitig eine Relativbewegung des Innenbechers zum Deckel. Bei einer Befestigung der Dichtung an der Becherwand und einer Fixierung der Anschlussdrähte zwischen der Dichtung und der Becherwand wird sichergestellt, dass der Innenbecher bei einer Relativbewegung zum Deckel die Anschlussdrähte mitnimmt und dabei von den Anschlussfahnen abreißt. A circumferential seal between the inside of the cup wall and the lid ensures a tight seal and at the same time enables a relative movement of the inner cup to the lid. When attaching the seal to the cup wall and fixing the Connection wires between the seal and the cup wall will ensure that the Inner cup takes the connection wires with it during a relative movement to the lid and thereby tears off the connecting lugs.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators der eingangs genannten Art, bei dem als
Verschlussteil eine Vergussmasse verwendet wird und der eine Überdruck-Abreißsicherung
besitzt ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
A method for producing a capacitor of the type mentioned at the outset, in which a sealing compound is used as the closure part and which has an overpressure tear-off protection is characterized by the following method steps:
- - Anordnen des Kondensatorwickels in einem Innenbecher, Befestigen der Anschlussdrähte mittels einer umlaufenden Dichtung an der Becherwand und Aufsetzen eines Deckels;- Arranging the capacitor winding in an inner cup, fastening the connecting wires by means of a circumferential seal on the cup wall and putting on a lid;
- - Einsetzen des Innenbechers in das Bechergehäuse;- inserting the inner cup into the cup housing;
- - Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussdrähten und den Anschlussfahnen;- Establishing an electrical connection between the connecting wires and the Terminal lugs;
- - Einfüllen von Vergussmasse in das Bechergehäuse oberhalb des Deckels.- Pour casting compound into the cup housing above the lid.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and is described in more detail below. It shows
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß aufgebauten Kondensator; FIG. 1 is a section through a capacitor according to the invention assembled;
Fig. 2 den Kondensator gemäß Fig. 1 nach dem Auslösen der Überdruck- Abreißsicherung. Fig. 2 shows the capacitor of FIG. 1 after triggering the overpressure safety device.
Der in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Kondensatorwickel wird von einem Innenbecher (2) aus Kunst stoff oder Aluminium aufgenommen, der teilweise mit Pflanzen- oder Mineralöl (4) gefüllt ist. Er ist mit Anschlussdrähten (3) versehen, die aus dem Innenbecher (2) herausragen und deren Enden eine Abbiegung (31) in radialer Richtung aufweisen. Im oberen Bereich der Becher wand (21) ist eine umlaufende Dichtung (5) angeordnet. Der Innenbecher (2) wird durch einen hutförmigen Deckel (6) verschlossen, dessen Rand (61) in radialer Richtung über den Becher rand (22) hinausragt.1 in Fig. 1 capacitor winding is received by an inner cup ( 2 ) made of plastic or aluminum, which is partially filled with vegetable or mineral oil ( 4 ). It is provided with connecting wires ( 3 ) which protrude from the inner cup ( 2 ) and the ends of which have a bend ( 31 ) in the radial direction. In the upper region of the cup wall ( 21 ) a circumferential seal ( 5 ) is arranged. The inner cup ( 2 ) is closed by a hat-shaped cover ( 6 ), the edge ( 61 ) of which projects in the radial direction beyond the cup edge ( 22 ).
Das auf diese Weise gasdicht geschlossene Gehäuse aus Innenbecher (2) und Deckel (6) wird in ein Bechergehäuse (7) eingesetzt. Das Bechergehäuse (7) besitzt einen abgestuften umlaufenden Randabschnitt (72) mit erweitertem Durchmesser. Auf diesen Randabschnitt (72) sind zwei abgewinkelte Anschlussfahnen (8) gelegt. Der Innenbecher (2) wird derart im Bechergehäuse (7) platziert, dass die abgebogenen Enden (31) der Anschlussdrähte (3) auf dem waagerechten Schenkel (81) der Anschlussfahnen (8) aufliegen. Durch Verlöten wird eine interne elektrische Verbindung (9) hergestellt. Anschließend wird in das Bechergehäuse (7) als Verschlussteil (10) eine Vergussmasse aus Epoxydharz eingefüllt, welche die Anschluss fahnen (8) fixiert und einen hermetischen Abschluss des Innenbechers (2) bewirkt. Dabei fungiert der Deckel (6) als Grundplatte und verhindert ein Eindringen der Vergussmasse in den Zwischenraum (71) zwischen Innen- und Außenbecher (7).The housing made of inner cup ( 2 ) and cover ( 6 ), which is closed in a gastight manner in this way, is inserted into a cup housing ( 7 ). The cup housing ( 7 ) has a stepped peripheral edge section ( 72 ) with an enlarged diameter. Two angled connecting lugs ( 8 ) are placed on this edge section ( 72 ). The inner cup ( 2 ) is placed in the cup housing ( 7 ) in such a way that the bent ends ( 31 ) of the connecting wires ( 3 ) rest on the horizontal leg ( 81 ) of the connecting lugs ( 8 ). An internal electrical connection ( 9 ) is established by soldering. A potting compound made of epoxy resin is then poured into the cup housing ( 7 ) as a closure part ( 10 ), which fixes the connection flags ( 8 ) and results in a hermetic seal of the inner cup ( 2 ). The cover ( 6 ) acts as a base plate and prevents the potting compound from penetrating into the intermediate space ( 71 ) between the inner and outer cups ( 7 ).
Liegt nun ein Fehlerfall vor, z. B. ein Kurzschluss im Kondensatorwickel (1), so entsteht durch die auftretende Wärme eine Ausgasung des Öls (4) und damit ein Überdruck in dem aus Innenbecher (2) und Deckel (6) bestehenden Gehäuse. Durch diesen Überdruck wird der Innenbecher (2) samt Dichtung (5) nach unten gedrückt. Er löst sich vom Deckel (6) und nimmt die Anschlussdrähte (3) mit. Dabei reißen diese im Bereich zwischen ihrer Fixierung an der Becherwand (21) und der Vergussmasse ab. Der Kondensatorwickel (1) ist dadurch von der Spannungsversorgung (nicht dargestellt) getrennt.If there is an error, e.g. B. a short circuit in the capacitor winding ( 1 ), the resulting heat causes the oil ( 4 ) to outgas and thus creates an overpressure in the housing consisting of the inner cup ( 2 ) and cover ( 6 ). This overpressure pushes the inner cup ( 2 ) together with the seal ( 5 ) downwards. It detaches from the cover ( 6 ) and takes the connecting wires ( 3 ) with it. These tear off in the area between their fixation on the cup wall ( 21 ) and the sealing compound. The capacitor winding ( 1 ) is thereby separated from the voltage supply (not shown).
Im Bechergehäuse (7) ist ein entsprechender Freiraum (71) für die Bewegung des Innen bechers (2) vorgesehen.In the cup housing ( 7 ) there is a corresponding free space ( 71 ) for the movement of the inner cup ( 2 ).
Claims (6)
- - Anordnen des Kondensatorwickels (1) in einem Innenbecher (2), Befestigen der An schlussdrähte (3) mittels einer umlaufenden Dichtung (5) an der Becherwand (21) des Innenbechers (2) und Aufsetzen eines Deckels (6);
- - Einsetzen des Innenbechers (2) in das Bechergehäuse;
- - Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussdrähten (3) und den Anschlussfahnen (8);
- - Einfüllen von Vergussmasse als Verschlussteil (10) in das Bechergehäuse (7) oberhalb des Deckels (6).
- - Arranging the capacitor winding ( 1 ) in an inner cup ( 2 ), attaching the connection wires ( 3 ) by means of a circumferential seal ( 5 ) on the cup wall ( 21 ) of the inner cup ( 2 ) and putting on a lid ( 6 );
- - inserting the inner cup ( 2 ) into the cup housing;
- - Establishing an electrical connection between the connecting wires ( 3 ) and the connecting lugs ( 8 );
- - Pour casting compound as a closure part ( 10 ) into the cup housing ( 7 ) above the lid ( 6 ).
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