DE102004037843A1 - Kondensatorgehäuse mit Berstsicherung, Verfahren und Stempel zu dessen Herstellung - Google Patents

Kondensatorgehäuse mit Berstsicherung, Verfahren und Stempel zu dessen Herstellung Download PDF

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DE102004037843A1
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Hubertus Goesmann
Stefan Nowak
Werner Erhardt
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TDK Electronics AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/12Vents or other means allowing expansion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kondensatorgehäuse mit einer Wand (10), in der eine Einbuchtung (1) in Form einer Wanne vorgesehen ist. In der Einbuchtung (1) ist eine Vertiefung (2) vorgesehen, die als eine Sollbruchstelle bei einem hohen Kondensator-Innendruck dient. Die Wandstärke im Bereich der Vertiefung (2) ist kleiner als in übrigen Wandbereichen des Kondensatorgehäuses.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kondensatorgehäuse sowie ein Verfahren und einen Stempel zur Herstellung eines Kondensatorgehäuses mit einer Berstsicherung.
  • Elektrische Elektrolyt-Kondensatoren neigen dazu, bei Überspannung oder in Folge von Alterungsprozessen wegen Gasbildung infolge chemischer Prozesse in der Elektrolyt-Flüssigkeit den Überdruck im Gehäuseinneren aufzubauen.
  • Ein Kondensatorbecher aus Aluminium mit einer Berstsicherung in Form einer Sollberststelle ist aus der Druckschrift DE 199 17 915 A1 bekannt. Die Sollberststelle ist am Boden des Kondensators angeordnet. Die Sollbruchstelle stellt eine in das Bechermaterial eingekerbte Wandschwächung dar. Eine weitere Kondensatorsicherung mit einer Sollbruchstelle ist aus der Druckschrift JP2001307967-A bekannt.
  • Weitere Berstsicherungen, die z. T. aufwendige Ventile zum Abbau des Überdruckes darstellen, sind aus den Druckschriften DE 2800164-A, DE 3231864-A, JP 07335505-A, DE 42 24 079 A1 und DE 43 17 084 A1 bekannt. Im Kondensatorgehäuse können z. B. dünnwandige, vor Beschädigungen zu schützende Berstscheiben, Gummischeiben, gefederte Kugelrückschlagventile oder Gasableitungssysteme in Form von Leitungen angebracht werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kondensatorgehäuse anzugeben, das eine zuverlässige Berstsicherung aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Stempel zur Herstellung eines gegen unkontrolliertes Bersten gesicherten Kondensatorgehäuses anzugeben.
  • Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kondensatorgehäuse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die weiteren Aufgaben der Erfindung werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 15, einen Stempel mit den Merkmalen von Anspruch 22 und eine Stempelanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 33 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung gibt ein Kondensatorgehäuse mit einem in einer Gehäusewand ausgebildeten Überdruckventil in Form einer Einbuchtung an, die eine vorzugsweise längliche, z. B. im Wesentlichen V-förmige Vertiefung aufweist. Im Bereich der Vertiefung weist die Gehäusewand eine geringere Stärke als in übrigen Bereichen auf. Der Grund (d. h. der am tiefsten gelegene Teil) der Vertiefung dient als eine Sollbruchstelle beim Erreichen des vorgegebenen Berstdrucks.
  • Die Vertiefung ist vorzugsweise im Boden der Einbuchtung ausgebildet. Die Vertiefung ist in einer ersten bevorzugten Variante in der Gehäusewand nach außen hin und in einer zweiten bevorzugten Variante nach innen hin offen.
  • Die Einbuchtung ist in einem (stabilen) Ausgangszustand, d. h. vor Gasbildung im Inneren des Gehäuses, nach innen ausgebeult. Die Gasbildung im Inneren des Gehäuses und der damit ansteigende Innendruck führt zur Ausbeulung der Einbuchtung nach außen. Dabei nimmt die Tiefe der Eindrückung bezogen auf die an die Eindrückung angrenzende Gehäusewand ab. Dabei werden die Wände der Vertiefung zunächst zusammengedrückt und bei weiter steigendem Innendruck nach außen hin ausgebeult. Beim Überschreiten eines definierten Druckgrenzwertes im Inneren des Gehäuses birst das Gehäuse im Bereich bzw. entlang der Vertiefung. Das Bersten des Gehäuses an der definierten Sollbruchstelle wird als ein (stabiler) Endzustand bezeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Bauelementen durch eine über den Bereich der eigentlichen Sollbruchstelle hinausgehende Prägung aus.
  • Die Wandstärke eines Kondensatorgehäuses beträgt typischerweise ca. 0,75 mm. Die Restwandstärke d2 im Bereich des Grunds der Vertiefung ist vorzugsweise > 0,1 mm. In einer bevorzugten Variante gilt: d2 > 0,2 mm, wobei d2 ca. 20 bis 30 % der sonstigen Wandstärke d1 beträgt.
  • In den bisher z. B. aus der Druckschrift DE 199 17 915 A1 bekannten Kondensatorgehäusen mit Überdruckventilen, die als Sollbruchstelle eine Einkerbung in der Gehäusewand aufweisen, betrug die Restwandstärke im Bereich der Sollbruchstelle üblicherweise etwa 0,1 mm bei einem vorgegebenen Berstdruck von 9 bis 12 bar. Durch die Erfindung gelingt es, bei dem gleichen Berstdruck an der definierten Sollbruchstelle eine deutlich höhere Restwandstärke von etwa 0,2 mm zu realisieren. Möglich ist es auch, z. B. bei der gleichen oder sogar der höheren Restwandstärke > 0,1 mm einen geringeren Berstdruck < 9 bar, bei dem die Sollbruchstelle anspricht, zu erreichen. Die höhere Restwandstärke hat Vorteile bezüglich der Fertigungssicherheit und der mechanischen Festigkeit bzw. Dichtheit des Gehäuses im Betriebsmodus, insbesondere bei einer erheblichen Temperaturänderung.
  • Die erfindungsgemäße Formgebung des die Sollbruchstelle umgebenden Bereichs ermöglicht eine visuelle Erkennung des internen Druckanstiegs – durch eine sich in Abhängigkeit vom Druck verformende Durchwölbung der Sollbruchstelle – noch deutlich vor dem Ansprechen der Sollbruchstelle. Dies ermöglicht die Abschätzung des Alterungszustands des Kondensators bzw. Rückschlüsse auf die Beanspruchung (z. B. durch Überspannung). Der Zustand bzw. die Durchwölbung der Sollbruchstelle kann als Kriterium zum Ausrangieren von alten Kondensatoren benutzt werden.
  • In der bevorzugten Variante hat die Einbuchtung die Form einer Wanne, die einen Boden und Seitenwände aufweist. Der Boden der Einbuchtung ist z. B. flach oder nach außen gewölbt. Das Verhältnis der Breite der Vertiefung zur Breite des Bodens der Einbuchtung übersteigt vorzugsweise nicht den Wert 0,3. Die Länge des Bodens der Einbuchtung ist vorzugsweise < 30 mm. In einer bevorzugten Variante liegt sie zwischen 20 und 25 mm.
  • Die Einbuchtung kann auch konkav sein, wobei sie im Querschnitt die Form eines Kreisbogens aufweist.
  • Das Ventil ist vorzugsweise im Gehäusemantel ausgebildet. Die Einbuchtung ist vorzugsweise entlang der Längsachse des Kondensatorgehäuses ausgerichtet. Die Vertiefung ist vorzugsweise auch entlang der Längsachse des Gehäuses ausgerichtet. Das Ventil kann dabei mittig oder z. B. zum Gehäuseboden hin angeordnet sein.
  • Möglich ist es auch, das Ventil im Deckel oder im Boden des Kondensatorgehäuses einzubauen.
  • Die Wand des Gehäuses ist am oberen Rand der Einbuchtung um einen Winkel αa nach innen geknickt, der vorzugsweise zwischen 10 und 45 Grad liegt.
  • Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorgehäuses mit einer Sollbruchstelle. Das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
    • A) Bereitstellen des Kondensatorgehäuses,
    • B) Erzeugen einer Einbuchtung in Form einer Wanne mit einer darin angeordneten Vertiefung in einer Wand des Kondensatorgehäuses.
  • Die Wand des Kondensatorgehäuses wird zur Erzeugung der Einbuchtung und der Vertiefung vorzugsweise mit einem Stempel geprägt.
  • Der Schritt B) kann in einer Variante folgende Schritte aufweisen:
    • B1) Prägung der Wand des Kondensatorgehäuses mit einem Stempel, wobei eine Einbuchtung in Form einer Wanne ausgeformt wird,
    • B2) Erzeugen einer Vertiefung in der Einbuchtung oder in dem für die Einbuchtung vorgesehenen Bereich der Wand.
  • Die Schritte B1) und B2) können in einer Variante aufeinander folgen oder, in einer weiteren Variante, gleichzeitig ausgeführt werden.
  • Es wird nun die bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgestellt. In das Innere des Gehäuses wird eine harte Auflage eingeführt und in der Nähe der zu prägenden Gehäusewand positioniert. Die Wand des Kondensatorgehäuses wird mit einem Stempel von außen zur harten Auflage hin gestempelt, wobei ein Teil der Wand gegen die Auflage gedrückt wird. Mit der Ausrichtung der harten Auflage gegenüber der Gehäusewand wird die Tiefe der Einbuchtung bestimmt.
  • Die harte Auflage verhindert das Ausbeulen der Gehäusewand beim Erzeugen der Vertiefung. Die harte Auflage weist vorzugsweise eine ebene Fläche auf. Die harte Auflage kann (insbesondere bei einer konkaven Einbuchtung) teilweise an die Form der Einbuchtung angepasst und z. B. abgerundet sein.
  • Der weitere Aspekt der Erfindung betrifft einen Stempel, der zur Herstellung einer Einbuchtung in Form einer Wanne mit einer darin angeordneten Vertiefung gemäß der ersten bevorzugten Variante der Erfindung geeignet ist. Der Stempel weist einen Grundkörper auf, der eine vorzugsweise im Wesentlichen flache obere Fläche (Oberseite) und gegenüber seiner oberen Fläche zwischen 10 und 45 Grad abgeschrägte Seitenflächen (Seitenwände) aufweist. Auf der Oberseite des Grundkörpers bzw. auf der oberen Fläche ist ein keilförmig ausgebildeter Vorsprung angeordnet, der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ist.
  • Der Grundkörper kann einen vorzugsweise rechtwinklig ausgebildeten Sockel und einen darauf angeordneten Aufbau mit abgeschrägten Seitenwänden aufweisen, wobei der Sockel und der Aufbau vorzugsweise in einem Stück ausgebildet sind. Der Grundkörper und der Vorsprung sind vorzugsweise auch einstöckig ausgebildet. Möglich ist aber auch, dass der Vorsprung für sich aus ein separates Teil bildet, das am Grundkörper zu befestigen ist. Der Vorsprung ist auf der Oberseite des Grundkörpers (in der Richtung quer zum Verlauf des Vorsprungs) vorzugsweise mittig angeordnet. Der Vorsprung kann im Bereich der Spitze abgeflacht oder abgerundet sein.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Stempelanordnung zur Herstellung einer Einbuchtung in Form einer Wanne mit einer im Boden der Einbuchtung angeordneten Vertiefung.
  • Zur Herstellung der Einbuchtung gemäß der zweiten bevorzugten Variante der Erfindung wird eine Anordnung mit einem Stempel und einer harten Auflage verwendet, wobei der Stempel eine flache obere Fläche und gegenüber seiner oberen Fläche zwischen 10 und 45 Grad abgeschrägte Seitenflächen aufweist. Auf der vorzugsweise flachen Oberseite der harten Auflage ist ein keilförmig ausgebildeter Vorsprung angeordnet, der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ist. Der Vorsprung kann für sich aus ein separates Teil bilden, das an der harten Auflage befestigt werden kann. Die harte Auflage und der Vorsprung können auch zusammen ein Teil bilden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfin dung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Es zeigen schematisch
  • 1 ein Kondensatorgehäuse mit einer im Gehäusemantel zum Boden hin angeordneten Sollbruchstelle in einer perspektivischen Ansicht;
  • 2 ein Kondensatorgehäuse mit einer im Gehäusemantel mittig angeordneten Sollbruchstelle in einer perspektivischen Ansicht;
  • 3 ein Kondensatorgehäuse mit einer Einbuchtung in Form einer Wanne im Querschnitt (Ausgangszustand);
  • 4 den Verlauf der Durchwölbung der Einbuchtung mit der darin angeordneten Sollbruchstelle beim Aufbau des Innendruckes im Gehäuse;
  • 5 ausschnittsweise ein Kondensatorgehäuse mit der Sollbruchstelle im Ausgangszustand;
  • 6 die geborstene Sollbruchstelle gemäß 5;
  • 7A bis 7D Verfahrensschritte zur Erzeugung der Einbuchtung mit einer nach außen hin gewandten, als Sollbruchstelle geeigneten Vertiefung;
  • 8A, 9A die Draufsicht auf einen Stempel zur Erzeugung der Einbuchtung mit einer Sollbruchstelle;
  • 8B, 9B die perspektivische Ansicht des Stempels gemäß 8A bzw. 9A;
  • 8C, 9C die Draufsicht auf einen Stempel zur Erzeugung der Einbuchtung mit teilweise entlang eines Kreis bogens verlaufenden Kanten;
  • 9D die Draufsicht auf einen Stempel zur Erzeugung der Einbuchtung mit abgerundeten Innenkanten;
  • 10 die Seitenansicht eines Stempels mit einem Vorsprung, dessen Spitze abgeflacht ist;
  • 11 die Seitenansicht eines Stempels mit einem Vorsprung, dessen Spitze abgerundet ist;
  • 12A die Gehäusewand mit einer in einer Einbuchtung angeordneten, im Querschnitt V-förmig ausgebildeten Sollbruchstelle;
  • 12B die Gehäusewand mit einer in einer Einbuchtung angeordneten, im Querschnitt V-förmig ausgebildeten Sollbruchstelle, deren Grund abgeflacht ist;
  • 12C die Gehäusewand mit einer in einer Einbuchtung angeordneten, im Querschnitt V-förmig ausgebildeten Sollbruchstelle, deren Grund abgerundet ist;
  • 13A, 13B Verfahrensschritte zur Erzeugung der Einbuchtung mit einer nach innen hin gewandten, als Sollbruchstelle geeigneten Vertiefung.
  • 1, 2 zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht eines Kondensatorgehäuses von der Seite. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen Metall.
  • Das Gehäuse weist eine Seitenfläche 10 auf, in der eine Einbuchtung 1 eingeprägt ist. Die Einbuchtung 1 weist einen vorzugsweise flachen Boden 11 und vier Seitenwände 12 auf. In der Einbuchtung 1 ist eine grubenförmige, längliche Vertiefung 2 angeordnet, die entlang der Längsachse des Gehäuses verläuft. Diese Vertiefung dient als Sollbruchstelle beim Er reichen des Berstdruckes im Inneren des Gehäuses. Die Eindrückung 1 mit der darin angeordneten Vertiefung 2 bildet ein Überdruckventil.
  • Die Länge der Vertiefung 2 ist in 1 gleich der Länge des Bodens 11 der Einbuchtung 1. Die Länge der Vertiefung 2 ist in 2 kleiner als die Länge des Bodens 11 der Einbuchtung 1.
  • In 1 ist die Einbuchtung 1 mit der Sollbruchstelle zum Boden hin gewandt. In 2 ist die Einbuchtung 1 mit der Sollbruchstelle mittig angeordnet.
  • In 3 ist ausschnittsweise in einem schematischen Querschnitt die Gehäusewand 10 (hier Gehäusemantel eines zylindrischen Gehäuses) mit der Sollbruchstelle im Ausgangszustand gezeigt. Die Einbuchtung 1 ist in Form einer Wanne mit einem flachen Boden 11 ausgebildet.
  • Der Innendruck P wirkt auf den Gehäusemantel in radialer Richtung. Dabei entsteht eine Kraft F mit einer Tangentialkomponente F1 und einer Radialkomponente F2.
  • Die Radialkomponente F2 bewirkt die in 4 gezeigte Durchwölbung der Einbuchtung 1 nach außen hin. Die Durchwölbung und damit die momentane Tiefe der Einbuchtung hängt vom aufgebauten Innendruck P ab. Durch die Durchwölbung wird die Einbuchtung 1 zunächst flacher, bis der ursprüngliche Verlauf der Gehäusewand erreicht ist. Bis zum Erreichen des ursprünglichen Verlaufs der Gehäusewand wirkt die Tangentialkomponente F1 der Kraft so, dass das Material im Mittelbereich der Eindrückung 1 gestaucht wird, wobei – im Bereich der Sollbruchstelle – die Seitenwände der Vertiefung 2 zusammengepresst werden.
  • Bei einer weiteren Durchwölbung der Einbuchtung 1 bzw. beim Überschreiten des Berstdruckes kehrt die Richtung der Tangen tialkomponente F1 in die – gegenüber der in Figur gezeigten Richtung – entgegengesetzte Richtung um, wobei die Tangentialkomponente F1 im Bereich der Sollbruchstelle nun als Zugkomponente wirkt. Die Zugkomponente F1 bewirkt das Öffnen der Sollbruchstelle zur Erreuchung des stabilen Endzustands des Ventils.
  • Je flacher die Einbuchtung ausgebildet ist, desto geringer ist der zur Verformung der Einbuchtung erforderliche Druck.
  • In 5 ist ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht der Gehäusewand 10 mit der Sollbruchstelle im Ausgangszustand gezeigt. In 6 ist die der 5 entsprechende Sollbruchstelle im Endzustand, d. h. nach dem Bersten gezeigt.
  • In 7A bis 7D sind Verfahrensschritte zur Erzeugung des Überdruckventils gemäß der Erfindung vorgestellt.
  • In dem in 7A gezeigten Schritt wird eine harte Auflage 6 in das Innere des Gehäuses eingeführt. In 7B ist gezeigt, dass ein Stempel 5 und somit auch ein Teil der Gehäusewand 10 in Richtung der harten Auflage gepresst wird, z. B. bis der Abstand zwischen der Oberseite des Stempels 5 und der harten Auflage 6 die Wandstärke d1 erreicht.
  • Der Stempel 5 weist einen Grundkörper und einen keilförmigen Vorsprung 52. Der Vorsprung 52 ragt nasenförmig bis zur (durch die gegenseitige Ausrichtung der Werkzeuge 5 und 6) definierten Tiefe in die Gehäusewand hinein. In der Gehäusewand 10 im Bereich der Einbuchtung 1 entsteht – durch den Druck des Vorsprungs 52 gegen die Auflage 6 – die Vertiefung 2. Die Wandstärke d1 außerhalb der Vertiefung 2 bzw. der Sollbruchstelle ist größer als die Restwandstärke d2 im Bereich der Sollbruchstelle.
  • 7D zeigt das Kondensatorgehäuse mit der eingeprägten Einbuchtung 1 und der Vertiefung 2. Die Gehäusewand 10 ist am Rand der Einbuchtung um einen Winkel α abgeknickt, der zwischen 10 und 45 Grad liegt.
  • In 8A, 8B sind verschiedene Ansichten eines Stempels gezeigt, der zur Erzeugung einer Sollbruchstelle bzw. der Vertiefung 2 geeignet ist, deren Länge der Länge des Bodens der Eindrückung 1 gleich ist (siehe auch 1). Dabei ist die Länge des Vorsprungs 52 gleich der Länge der flachen Oberfläche des Stempels.
  • In 9A, 9B sind verschiedene Ansichten eines weiteren Stempels gezeigt, der zur Erzeugung einer Sollbruchstelle bzw. der Vertiefung 2 geeignet ist, deren Länge kleiner als die Länge des Bodens der Eindrückung 1 ist (siehe auch 2). Dabei ist die Länge des Vorsprungs 52 kleiner als die Länge der flachen Oberfläche des Stempels.
  • Der Stempel weist einen Sockel 50 und einen Aufbau 51 mit entsprechend der Neigung der Seitenwände 12 der Eindrückung 1 abgeschrägten Seitenwänden.
  • In einer vorteilhaften Variante kann die Stoßkante zwischen einer, der Seitenwand 12 der Einbuchtung 1 entsprechenden, Seitenwand 54, 56 und der, dem Boden 12 der Einbuchtung 1 entsprechenden, ebenen Oberseite 55 des Stempels 5 abgerundet sein bzw. zumindest teilweise entlang eines Kreisbogens verlaufen.
  • In dem in 8C, 9C gezeigten Ausführungen verläuft die Stoßkante 55a zwischen der kleineren, der Seitenfläche der Einbuchtung 1 entsprechenden Seitenfläche 54, und der (dem Boden der Einbuchtung entsprechenden) ebenen oberen Fläche 55 des Stempels 5 teilweise entlang eines Kreisbogens. Die dem äußeren Rand der Einbuchtung 1 entsprechende Stoßkante 53a des Stempels 5 verläuft auch teilweise entlang eines Kreisbogens. Die Stoßkante 53a ist die der kleineren Seitenfläche 54 zugeordnete Kante des Stempels 5.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Stoßkante zwischen der Seitenwand 12 und dem Boden 11 der Einbuchtung 1 abgeflacht oder abgerundet ist. In 9D ist ein zur Herstellung einer solchen Einbuchtung geeigneter Stempel gezeigt.
  • Die Stoßkante 51a zwischen zwei Seitenflächen 54 und 56 des Stempels kann z. B. abgeflacht oder abgerundet sein. Dies ist in 9D schematisch gezeigt. Die Stoßkante 51b zwischen einer Seitenfläche 54 oder 56 und der ebenen oberen Fläche 55 des Stempels ist, wie in 9D angedeutet, vorzugsweise auch abgeflacht oder abgerundet.
  • In 10 ist die Seitenansicht eines Stempels mit einem Vorsprung 52 gezeigt, dessen Spitze abgeflacht ist. In 11 ist ein Stempel mit einem Vorsprung 52 gezeigt, dessen Spitze abgerundet ist. Der in 10 gezeigte Stempel ist ohne einen rechtwinkligen Sockel ausgebildet.
  • In 11 ist durch eine punktierte Linie eingedeutet, dass der Vorsprung 52 des Stempels 5 durch einen Einsatz 52, 52a gebildet werden kann, der ein separates Teil bildet, das im Grundkörper 50, 51 befestigt und ggf. leicht gegen einen anderen Einsatz ausgetauscht werden kann.
  • In 12A ist eine V-förmige Sollbruchstelle gezeigt, die mit dem Stempel gemäß 8B oder 9B erzeugt wurde. In 12B ist eine Sollbruchstelle gezeigt, die mit dem Stempel gemäß 10 erzeugt wurde. Die Sollbruchstelle weist einen flachen Boden auf. In 12C ist eine Sollbruchstelle gezeigt, die mit dem Stempel gemäß 11 erzeugt wurde. Die Sollbruchstelle weist einen abgerundeten Boden auf. Die Vertiefung 2 ist in 12A bis 12C gemäß der ersten bevorzugten Variante der Erfindung nach außen hin offen.
  • In 12D ist eine Einbuchtung 1 mit einer V-förmigen Sollbruchstelle gezeigt, die mit einer in 13A und 13B gezeigten Stempelanordnung erzeugt wurde. Die Vertiefung 2 ist gemäß der zweiten bevorzugten Variante der Erfindung nach innen hin offen.
  • In 13A und 13B ist eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei dem im Boden der Einbuchtung 1 eine zum Inneren des Gehäuses hin gerichtete Vertiefung 2 erzeugt wird.
  • Der allgemeine Ablauf des Verfahren ist in Zusammenhang mit 7A bis 7D schon erläutert. Der Unterschied besteht darin, dass diesmal eine andere, unten beschriebene Stempelanordnung (d. h. ein Stempel und eine harte Auflage) verwendet wird.
  • Der keilförmig ausgebildete Vorsprung 52 ist in dieser Variante in 13A und 13B der harten Unterlage 6 zugeordnet. Der Stempel 5 weist dagegen eine ebene (bzw. an die Form des Bodens 11 der Einbuchtung 1 angepasste, ggf. abgerundete) Oberseite auf. Der Stempel 5 weist gegenüber seiner Oberseite zwischen 10 und 45 Grad abgeschrägte Seitenflächen auf.
  • Obwohl in den Ausführungsbeispielen nur eine beschränkte Anzahl möglicher Weiterbildungen der Erfindung beschrieben werden konnte, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Die in Zusammenhang mit dem auf dem Stempel angeordneten Vorsprung beschriebenen Merkmale sind ohne Weiteres auf einen auf der harten Auflage angeordneten Vorsprung übertragbar. Die Form des Stempels und der harten Auflage ist vorzugsweise zumindest teilweise an die Form der herzustellenden Einbuchtung angepasst.
  • 1
    Einbuchtung
    2
    Vertiefung
    10
    Wand des Kondensatorgehäuses
    11
    Boden der Einbuchtung 1
    12
    Seitenwand der Einbuchtung 1
    5
    Stempel
    50
    Sockel des Stempels 5
    51
    Teil des Stempels mit abgeschrägten Wänden
    52
    keilförmiger Vorsprung
    6
    harte Auflage
    F1
    tangentiale Komponente der Kraft
    F2
    radiale Komponente der Kraft
    F
    resultierende Kraft
    d1
    Wandstärke
    d2
    Restwandstärke bei der Sollbruchstelle
    P
    Innendruck
    α
    Abknickwinkel der Wand am Rand der Eindrückung

Claims (33)

  1. Kondensatorgehäuse mit einer Wand (10), in der eine Einbuchtung (1) in Form einer Wanne vorgesehen ist, wobei die Einbuchtung (1) eine Vertiefung (2) aufweist, die als eine Sollbruchstelle geeignet ist, wobei die Wandstärke im Bereich der Vertiefung (2) kleiner als in übrigen Wandbereichen ist.
  2. Kondensatorgehäuse nach Anspruch 1, wobei die Vertiefung (2) im Boden der Einbuchtung (1) auf der Außenseite der Wand (10) angeordnet ist.
  3. Kondensatorgehäuse nach Anspruch 1, wobei die Vertiefung (2) im Boden der Einbuchtung (1) auf der Innenseite der Wand (10) angeordnet ist.
  4. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einbuchtung (1) in einem Ausgangszustand nach innen ausgebeult ist, und wobei in einem Endzustand die Tiefe der Einbuchtung (1) gegenüber dem Ausgangszustand verringert ist.
  5. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einbuchtung (1) in einem Ausgangszustand nach innen ausgebeult ist, wobei die Einbuchtung (1) in einem Endzustand nach außen ausgebeult ist.
  6. Kondensatorgehäuse nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Vertiefung (2) im Endzustand eine offene Bruchstelle darstellt.
  7. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einbuchtung (1) entlang der Längsachse des Kon densatorgehäuses ausgerichtet ist.
  8. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vertiefung (2) entlang der Längsachse des Kondensatorgehäuses ausgerichtet ist.
  9. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Boden der Einbuchtung (1) flach ist.
  10. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Boden der Einbuchtung (1) nach außen gewölbt ist.
  11. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das am oberen Rand der Einbuchtung (1) um einen Winkel (α) zwischen 10 und 45 Grad nach innen geknickt ist.
  12. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wand (10) mit der darin ausgebildeten Einbuchtung (1) eine Seitenwand des Gehäuses ist.
  13. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Wand (10) mit der darin ausgebildeten Einbuchtung (1) der Boden oder der Deckel des Gehäuses ist.
  14. Kondensatorgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Verhältnis der Breite der Vertiefung zur Breite des Bodens der Einbuchtung (1) den Wert 0,3 nicht übersteigt.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorgehäuses mit einer Sollbruchstelle, mit den folgenden Verfahrensschritten: A) Bereitstellen des Kondensatorgehäuses, B) Erzeugen einer Einbuchtung (1) in Form einer Wanne mit einer im Boden (11) der Wanne angeordneten Vertiefung (2) in einer Wand (10) des Kondensatorgehäuses.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Wand (10) des Kondensatorgehäuses zur Erzeugung der Einbuchtung (1) und der Vertiefung (2) mit einem Stempel (5) geprägt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt B) folgende Schritte aufweist: B1) Prägung der Wand (10) des Kondensatorgehäuses mit einem Stempel (5), wobei eine Einbuchtung (1) in Form einer Wanne ausgeformt wird, B2) Erzeugen einer Vertiefung (2) in der Einbuchtung (1) oder in dem für die Einbuchtung (1) vorgesehenen Bereich der Wand (10).
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Vertiefung durch Stempeln erzeugt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei in das Innere des Gehäuses eine harte Auflage eingeführt wird, wobei die Wand des Kondensatorgehäuses mit einem Stempel von außen zur harten Auflage hin gestempelt wird, wobei die Wand gegen die Auflage gedrückt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem eine harte Auflage mit einer ebenen Fläche verwendet wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem eine harte Auflage mit einer abgerundeten Fläche verwendet wird.
  22. Stempel (5), der zur Herstellung einer Einbuchtung (1) in Form einer Wanne mit einer darin angeordneten Vertiefung (2) geeignet ist, mit einem Grundkörper (50, 51), der eine flache Oberseite und gegenüber seiner Oberseite zwischen 10 und 45 Grad abgeschrägte Seitenwände aufweist, mit einem auf der Oberseite des Grundkörpers (50, 51) angeordneten, keilförmig ausgebildeten Vorsprung (52), der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ist.
  23. Stempel nach Anspruch 22, bei dem der Grundkörper einen Sockel (50) und einen auf diesem angeordneten Aufbau (51) mit abgeschrägten Seitenwänden aufweist.
  24. Stempel nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Grundkörper (50, 51) und der Vorsprung (52) einstückig ausgebildet sind.
  25. Stempel nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Vorsprung (52) durch einen Einsatz (52, 52a) gebildet wird, der im Grundkörper (50, 51) zu befestigen ist.
  26. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei der Vorsprung (52) im Bereich der Spitze abgeflacht ist.
  27. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei der Vorsprung (52) im Bereich der Spitze abgerundet ist.
  28. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei der Vorsprung (52) auf der Oberseite des Grundkörpers (50, 51) mittig angeordnet ist.
  29. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei die Stoßkante (55a) zwischen der kleineren Seitenfläche (54) und der ebenen oberen Fläche (55) des Stempels (5) zumindest teilweise entlang eines Kreisbogens ver läuft.
  30. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 29, wobei die dem Außenrand der Einbuchtung (1) entsprechende Stoßkante (53a) des Stempels (5) zumindest teilweise entlang eines Kreisbogens verläuft.
  31. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 30, wobei die Stoßkante (51a) zwischen zwei Seitenflächen (54, 56) des Stempels (5) abgeflacht oder abgerundet ist.
  32. Stempel nach einem der Ansprüche 22 bis 31, wobei die Stoßkante (51b) zwischen einer Seitenfläche (54, 56) und der ebenen oberen Fläche (55) des Stempels abgeflacht oder abgerundet ist.
  33. Anordnung zur Herstellung einer Einbuchtung (1) in Form einer Wanne mit einer im Boden (11) der Einbuchtung angeordneten Vertiefung (2), mit einem Stempel (5) und einer harten Auflage (6), wobei der Stempel (5) eine flache Oberseite und gegenüber seiner Oberseite zwischen 10 und 45 Grad abgeschrägte Seitenwände aufweist, wobei auf der Oberseite der harten Auflage (6) ein keilförmig ausgebildeter Vorsprung (52) angeordnet ist, der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ist.
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