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Es
wird ein Gehäuseteil
für ein
elektrisches Bauelement, ein Kondensator und ein Kondensatormodul
angegeben.
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Im
Folgenden wird das Gehäuseteil
auch als Gehäuse
und der Aufnahmeraum des Gehäuses
als Rohrraum bezeichnet.
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Kondensatoren
können
mit teilweise erheblichen Montagematerial und Zeitaufwand zu einem
sogenannten Kondensatormodul zusammengesetzt werden. Je nach Beanspruchungsart
und späterem Einsatzfall
der Module ist entsprechender Aufwand erforderlich, um die Kondensatoren
vor mechanischen Schwingungen oder Stößen zu schützen, wie sie beispielsweise
in einem Kraftfahrzeug auftreten können. Die Kondensatoren können dabei
in einem Verguss, beispielsweise in einem Epoxydharz, eingebettet
werden, um den Anforderungen zu genügen.
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Es
ist üblich,
den Kondensator volumens- und gewichtsoptimiert auszulegen. Dabei
ist ein becherförmiges
Kondensatorgehäuse
besonders geeignet, das durch Tiefziehen oder Fließpressen
eines entsprechenden Materials hergestellt ist. Der Kondensator
wird dabei nach Einbau des Kondensatorwickels durch Fertigungsverfahren
wie Bördeln,
Falzen oder Schweißen
verschlossen.
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Aus
US 6,603,653 ist ein Kondensator
mit einem becherförmigen
Gehäuse
bekannt. Aus den Druckschriften
DE 195 77 78 U1 ,
DE 203 11 068 U1 ,
DE 102 22 471 A1 ,
DE 196 04 218 A1 ,
DE 72 38 703 U1 ,
DE 80 11 718 U1 ,
US 6 256 188 B1 ,
DE 37 10 198 A1 ,
US 2002/0 064 017
A1 ,
DE 198
14 747 C2 ,
DE
299 20 489 U1 und
DE
101 52 342 A1 sind verschiedene Gehäusevarianten bekannt.
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Eine
zu lösende
Aufgabe besteht darin, ein Gehäuse
für ein
elektrisches Bauelement anzugeben, das die Lebensdauer des aufgenommenen
Bauelements verlängert.
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Es
wird ein rohrförmiges
Gehäuse
für ein elektrisches
Bauelement angegeben, das ein durch ein Umformverfahren geformtes
Profil aufweist. Das Profil ist dabei als Stangenprofil zu verstehen.
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Mit
dem Begriff „Umformverfahren" wird ein Verfahren
verstanden, bei dem ein Bolzen oder eine Stange aus unter Druck
verformbaren Material mittels eines Stempels durch eine Matrize
gedrückt
wird, welche ein Gegenprofil aufweist.
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Es
wird bevorzugt, dass das Gehäuse
ein durch Strangpressen geformtes Profil aufweist.
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Das
Profil bildet vorzugsweise eine vergrößerte Oberfläche des
Gehäuses,
welche mit der Umgebung in Kontakt ist. Damit kann über das
Gehäuse eine
effektive Ableitung der vom elektrischen Bauelement erzeugten Wärme erreicht
werden. Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das Profil Befestigungsmittel, welche ermöglichen,
dass das Gehäuse einfach
mit einem Gegenstück
befestigt werden kann. Das Gegenstück kann beispielsweise eine Montageplatte,
ein Einbauraum oder ein weiteres Gehäuse für ein elektrisches Bauelement
sein.
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Es
wird bevorzugt, dass die Befestigungsmittel Nuten umfassen, in die
ein Gegenstück
zur Befestigung eingreifen kann. Es ist außerdem möglich, dass die Befestigungsmittel
Bohrungen umfassen, welche im Gehäuse eingearbeitet sind. In
die Bohrungen können
zur Befestigung mit einem Gegenstück Schrauben oder Haken eingeführt werden. Auch
können
Rippen Teil der Befestigungsmittel bilden, welche zur Befestigung
in ein Gegenstück
eingreifen können.
Als Befestigungsmittel sind ebenfalls Haken geeignet.
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Es
wird bevorzugt, dass die Befestigungsmittel entlang der Längsachse
des Gehäuses
verlaufen bzw. in diese Richtung langgestreckt sind.
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Im
Gehäuse
sind nach einer Ausführungsform
durch Umformen gebildete Kühlkanäle angeordnet,
welche vorzugsweise entlang der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses verlaufen.
Mittels solcher Kühlkanäle können im
Gehäuse
angeordnete elektrische Bauelemente gekühlt werden, wenn durch die
Kühlkanäle ein flüssiges oder
gasförmiges Kühlmittel
fließt.
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Mittels
des vielfältigen
Profils des Gehäuses, beispielsweise
mittels der Befestigungsmittel oder der Kühlkanäle, wird das Gehäuse schwingungsfest gestaltet.
Die Schwingungsfestigkeit hat den Vorteil, dass vom Gehäuse umgebene
elektrische Bauelemente vor mechanischen Belastungen wie zum Beispiel
Schwingungen geschützt
werden können.
Eine solche Schwingungsfestigkeit ist bei einem rohrförmigen Gehäuse mit
einer meist dünnen
Wandstärke ohne
Profil nicht gegeben. Es ist günstig,
wenn das Gehäuse
Aluminium enthält,
da Aluminium vorteilhafterweise bei einem Umformverfahren gut verformbar und
zudem auch wärmeleitend
ist. Die Wärme
eines im Gehäuse
aufgenommenen elektrischen Bauelements kann daher gut nach außen abgeleitet
werden.
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Es
wird bevorzugt, dass das Gehäuse
einen polygonalen Außenumriss
aufweist. Insbesondere ist es günstig,
wenn das Gehäuse
nicht kreisförmig
ist. Der Außenumriss
kann eine gerade Fläche
aufweisen, welche sich zum Auflegen des Gehäuses auf eine Auflagefläche eignet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Gehäuses
weist es einen rechteckigen oder sechseckigen Außenumriss auf. Diese Form ist
günstig,
weil mehrere Gehäuse
in einem Modul platzsparend zusammengebaut und nebeneinander gelegt
werden können.
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Es
wird bevorzugt, dass das Gehäuse
nach innen gerichtete Vorsprünge
aufweist. Vorsprünge, welche
in den Rohrraum des Gehäuses
ragen, haben den Vorteil, dass ein elektrisches Bauelement, welches
kleiner ist, als der bereits zur Verfügung stehende Rohrraum, dennoch
mechanisch fest im Gehäuse verankert
sein kann.
-
Es
ist günstig,
wenn der Rohrraum des Gehäuses
mittels eines Puffervolumens erweitert ist. Das Puffervolumen kann
durch eine von der gleichmäßigen Form
der Rohrraumwandung abweichende Einbuchtung realisiert sein.
-
Das
Gehäuse
umhüllt
vorzugsweise einen Kondensatorwickel. Damit wird ein Kondensator
angeboten, welcher mittels eines Profil aufweisenden Gehäuses einfach
mit einem Gegenstück
befestigt werden kann. Es wird bevorzugt, dass das Profil des Gehäuses durch
ein Umformverfahren gebildet ist.
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Es
können
jedoch andere elektrische Bauelemente in einem der angegebenen Gehäuse angeordnet
sein, insbesondere solche, welche Wärme abgeben oder die vor äußeren Einflüssen geschützt, mit einem
Gegenstück
befestigt oder mehrfach miteinander verbunden werden müssen.
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Es
ist günstig,
wenn mehrere Gehäuse
der genannten Art miteinander mechanisch verbunden sind, sodass
mehrere elektrische Bauelemente von Profil aufweisenden Gehäusen umhüllt sind.
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Alternativ
kann ein profilaufweisendes Gehäuse
mehrere Rohrräume
für jeweils
ein elektrisches Bauelement aufweisen. Dabei kann das Gehäuse einstückig durch
ein Umformverfahren gebildet sein.
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Durch
ein Gehäuse
mit mehreren Rohrräumen,
ob einstückig
oder zusammengesetzt aus mehreren einzelnen Gehäusen, wird ein Modul für die elektrischen
Bauelemente geschaffen. Dabei wird bevorzugt, dass es sich um ein
Kondensatormodul handelt, bei dem in jedem Rohrraum mindestens ein Kondensatorwickel
angeordnet ist.
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Die
beschriebenen Gegenstände
werden anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines mit einem Profil versehenen Kondensatorgehäuses,
-
2 eine
Querschnittsansicht eines mit Längsbohrungen
und Kühlkanälen ausgebildeten Kondensatorgehäuses,
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3 eine
Querschnittsansicht eines mit Befestigungsnuten versehenen Kondensatorgehäuses,
-
4 eine
Querschnittsansicht eines Gehäuses
mit Anschlussbolzen,
-
5 ein
rohrförmiges
Kondensatorgehäuse
mit Ecken bildenden Vorsprüngen,
-
6 ein
Gehäuse
mit Innenrippen,
-
7a und 7b jeweils
ein Kondensatorgehäuse
mit Puffervolumen sowie ein Gehäusedeckel,
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8 ein
aus zwei Gehäusen
zusammengesetztes Modulgehäuse
mit zwei Rohrräumen,
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9 ein
alternatives Modulgehäuse,
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10 eine
Reihenschaltung von Kondensatoreinzelzellen mit Kondensatortwinzellen,
-
11 eine
Reihenschaltung mehrerer Kondensatortwinzellen,
-
12 ein
Schnittanschicht eines Kondensators mit einem profilaufweisenden
Gehäuse.
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Beispielsweise
wird das Gehäuse
eines elektrischen Bauelements, insbesondere eines Kondensators,
aus einem umgeformten, rohrförmigen Stangenmaterial
hergestellt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kondensators 1, dessen
rohrförmiges
Gehäuse 2 mittels
Strang- oder Fließpressen
mit einem Profil 3 ausgebildet ist. Das Profil 3 verläuft vorzugsweise
in Längsrichtung
des Gehäuses 2 und
umfasst ebenfalls vorzugsweise langgestreckte Längskanäle oder Längsbohrungen 4, Kühlkanäle 5,
Längsrippen 6, Längsnuten 7,
Längshaken 8 sowie
Auflageplattformen 9. Das Kondensatorgehäuse samt
Profil ist durch Strangpressen mit einer Matrize und einem Gegenprofil
einstückig
ausgebildet. Der Außenumriss
des Gehäuses 2 ist
unterbrochen rechteckig. Das Gehäuse 2 umfasst
einen Rohrraum 10, in dem ein Kondensatorwickel 11,
vorzugsweise ein Doppelschichtkondensatorwickel, aufgenommen ist.
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Die
Längsbohrungen
bzw. Längskanäle 4, Längsrippen 6,
Längsnuten 7 sowie
Längshaken 8 sind
alles Formen von Befestigungsmitteln. In die Längsbohrungen können Schrauben
eingeführt
werden. Um die Längsrippen 6 und
Längshaken 8 kann eine
Klammer einhaken und in die Längsnuten 7 kann
eine entsprechend geformte Klammer einhaken. Die Längshaken 8 sind
hier als Erweiterungen der Längsrippen
ausgebildet, können
jedoch auch separat geformt sein.
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Die
Rippen 6 an der Ecke des Gehäuses sind vorzugsweise keilförmig ausgebildet
und enthalten die zur Fixierung geeigneten Längskanäle oder Längsbohrungen 4.
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Die
Auflageplattform 9 ist eine ebene Fläche einer Seite des Gehäuses und
bietet eine Fläche
zur Montage eines weiteren Kondensators oder elektrischen Bauelements
an.
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Da
elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Doppelschichtkondensatoren,
bei bestimmungsgemäßem Einsatz Wärme (Verlustleistung)
erzeugen, sollte diese möglichst
effizient abgeleitet werden. Das mittels Strangpressen aus einem
Rohmaterial bzw. Rohstange oder Bolzen hergestellte, profilaufweisende
Gehäuse 2 ist
aber mit einer vergrößerten Fläche gekennzeichnet,
die die vom Kondensatorwickel 11 abgegebene Wärme in erhöhtem Maße abstrahlen
kann. Die wärmeabstrahlende
Fläche
kann mittels des Profils im Vergleich zu einem rein zylinderförmigen,
glatten Gehäuse
um 30 bis 50% erhöht
werden. Die Lebensdauer des Kondensators kann somit erheblich erhöht werden.
Die optimierte Wärmeableitung
geschieht dabei sogar ohne Beeinträchtigung der Packungsdichte
mehrerer Kondensatoren in einem Modul, da keine wesentliche Durchmesservergrößerung des
Gehäuses
nötig ist.
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Es
ist möglich,
die Erwärmung
eines Kondensators bzw. oder eines Kondensatormodul durch zusätzlich angebrachte
Kühlrippen
oder Kühlplatten abzuführen. Verbessert
kann die Kühlwirkung
jedoch dadurch, dass Kühlkanäle 5 zur
Aufnahme und zur Leitung von Kühlmitteln
in der Form von kühlendem Gas
oder Flüssigkeit
in das Gehäuse
eingearbeitet werden. Dabei wird bevorzugt, dass die Kühlkanale 5 platzsparend
in den Ecken 12 des Gehäuses
angeordnet sind. Das Kühlmittel
kann, beispielsweise anhand einer Pumpe, durch die Kühlkanäle forciert
werden um eine kontinuierliche Kühlung
zu erreichen.
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Durch
eine Profilbauweise wird das Gehäuse gegenüber einer
reinen, dünnwandigen
Rohrform mechanisch stabiler und damit auch unempfindlicher gegenüber Beschädigungen,
wodurch beispielsweise ein diesbezüglicher Ausschuss bei der Herstellung
wesentlich verringert wird.
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Beispielsweise
kann es sein, dass ein rein rohrförmiges Gehäuse ohne Profil versehentlich
eingedellt wird. Die Delle könnte
dabei leicht den im Gehäuse
befindlichen Kondensatorwickel 11 beschädigen. Bei einem Gehäuse mit
einem Profil ist jedoch der Abstand der Außenoberfläche des Gehäuses bis zum Kondensatorwickel
an mehreren Stellen größer, sodass
ein Gegenstand schlecht zu einem Teil des Gehäuses gelangen kann, an der
es eine Delle erzeugen kann. Außerdem
ist es verhältnismäßig unkritisch,
wenn ein Teil des profilaufweisenden Gehäuses abbricht, beispielsweise
eine Rippe, da die strukturelle Integrität des Gehäuses dadurch nicht wesentlich
beeinträchtigt
wird.
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Mittels
der vielen Befestigungsmöglichkeiten an
der Mantelfläche
des Kondensatorgehäuses
eröffnen
sich für
einen Kunden und für
einen internen Modulbau viele Montagemöglichkeiten bei gleichzeitiger Verbesserung
der zuvor beschriebenen mechanischen Stabilität. Somit muss der Kondensator
zur mechanischen Fixierung in einem Einbauraum nicht unbedingt mit
zusätzlichen
Spannringen, Halterungen oder Laschen versehen werden. Wenn der
Kondensator elektrisch kontaktiert wird, kann er beispielsweise
durch Anschweißen
von Kontaktbolzen, Annieten von Steckerfahnen oder Integrieren von
Außen-
oder Innengewinde erweitert werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn
Anschlussmöglichkeiten,
wie sie mit den Längsnuten
oder mit den Bohrungen geboten werden, auch im Mantelbereich des
Kondensators bzw. Kondensatorgehäuses
vorhanden sind, da hiermit auch bei unterschiedlichsten Einbaulagen für verschiedene
Anwendungen der Kondensator befestigt werden kann.
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Es
ist vorteilhaft, dass elektrische Anschlusselemente wie beispielsweise
elektrische Leitungen, elektrische Bauelemente wie beispielsweise
Widerstände,
Verschraubungen in den Längsnuten
oder in den Längsbohrungen
platzsparend und nichtstörend untergebracht
werden können.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Kondensators, dessen Gehäuse 2 lediglich
Ausformungen 3 mit Längskanälen, Längsbohrungen 4 und Kühlkanälen 5 aufweist.
Dabei sind die Seitenflächen des
rechteckigen Gehäuses
nicht unterbrochen bzw. durchgehenden eben geformt, sodass einem
weiteren Bauelement oder einem Befestigungsgegenstück eine
günstige
Auflageplattform geboten wird. Der Kondensator kann mittels in die
Längskanäle oder Längsbohrungen 4 einführbarer
Schrauben in einem Einbauraum oder auf eine Montageplatte montiert werden.
Die Kühlkanäle tragen
dabei ein forciert oder durch Konvektion in einem Kondensatormodul
in Bewegung gesetztes Kühlmittel.
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Wenn
das Gehäuse 2 einen
rechteckigen Umriss aufweist, ergibt sich der weitere Vorteil, dass mehrere
Kondensatoren in einem Modul nebeneinander angeordnet werden können und
gemeinsam eine obere Montagefläche
für weitere
Kondensatoren oder Bauelemente erzeugen, ohne dass eine meist bei
runden Kondensatoren notwendige zusätzliche Montageplatte benötigt wird.
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren Gehäuses 2, das mit Längsnuten 7 an
der Außenseite
des Gehäuses
ausgebildet ist. Diese Nuten weisen am Rande Haken 8 auf,
welche die Befestigung mit einem Gegenstück, beispielsweise mit einem
aufgespreizten T-Stück
eines weiteren Kondensators oder einer Montageplatte, begünstigen.
-
Es
ist möglich,
das Gehäuse
aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Kunststoff, herzustellen,
damit die Haken mit komplementär
geformten Gegenstücken
einschnappen können.
Dabei kann die Kontaktierung zum Kondensatorwickel mittels eines
elektrisch leitenden Gehäusedeckels und/oder
Gehäusebodens
erreicht werden. Eine andere Kontaktierungsmöglichkeit besteht darin, elektrisch
leitende Anschlussbolzen durch das Kunststoffgehäuse zum Kondensatorwickel durchzuführen.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht des mit der 2 vorgestellten
Gehäuses,
auf dessen Mantelfläche
zusätzlich
Anschlussbolzen 12 befestigt sind. Da das Gehäuse im wesentlichen
rechteckig ist und ebene Seitenflächen aufweist, können die
Anschlussbolzen leicht mit der Mantelfläche des Gehäuses verbunden werden, beispielsweise
anhand von Schweißen
oder Kleben.
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5 zeigt
ein rohrförmiges
Kondensatorgehäuse 2,
welches mit Vorsprüngen 6 ausgebildet
ist, die die Ecken eines Rechtecks bilden. Die Vorsprünge sind
vorzugsweise keilförmigen
Längsrippen 6, die
entlang der Längsachse
des Gehäuses
verlaufen und Längsbohrungen
bzw. Längskanäle 4 beinhalten,
die ebenfalls langgestreckt entlang der Längsachse des Gehäuses verlaufen.
Somit besteht die Möglichkeit,
die Längsrippen 6 mittels
Schrauben, welche durch die Längsbohrungen
geführt
werden können
oder anhand von Umklammern der Vorsprünge mit einem Gegenstück zu befestigen.
Diese Ausführungsform
ist vorteilhafterweise besonders materialsparend und von geringem
Gewicht. Außerdem wird
allein mittels der keilförmigen
Rippen dem Gehäuse
ein rechteckiger, mechanisch wirksamer Außenumriss gegeben. Damit ist
es möglich,
weitere Kondensatoren auf das hier gezeigte Kondensatorgehäuse zu legen.
Insbesondere ist es sogar möglich,
zylinderförmige
Gehäuse
und die profilaufweisenden Gehäuse
gemäß der hier
vorgestellten Ausführungsform
schichtweise übereinander
zu stapeln, da die Mantelflächen
der zylinderförmigen
Gehäuse zwischen
den keilförmigen
Rippen der profilaufweisenden Gehäusen eingepasst werden können.
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6 zeigt
ein Kondensatorgehäuse
gemäß der 2 und 4,
das mit zusätzlichen,
in den Rohrraum 10 weisenden Vorsprüngen 13 zur Fixierung
von Kondensatorwickeln mit kleineren Durchmessern ausgebildet ist.
Es wird bevorzugt, dass die Vorsprünge als langgestreckte Innenrippen 13 entlang
der Rohrraumwandung realisiert sind. Die Herstellung solcher Rippen
kann in einfachster Weise mit einer geeigneten Matrize beim Strangpressen
erfolgen.
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Im
Verlauf deren Lebensdauer entwickeln Kondensatoren Gas, welches
entweder definiert abgeleitet werden kann, oder zunächst in
einem Tot- oder Puffervolumen des Kondensators aufgefangen werden
kann. Ein Tot- oder Puffervolumen wird durch ein Raum, der zwischen
dem Kondensatorwickel und dem Kondensatorgehäuse vorhanden ist, geschaffen.
Mit dieser Ausführungsform
wird mittels des Abstands, der sich zwischen dem Kondensatorwickel und
der Rohrraumwandung durch die Innenrippen 13 ergibt, vorteilhafterweise
ein solches Puffervolumen geschaffen.
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Durch
die Profilbauweise besteht auch die Möglichkeit, durch Kanäle zwischen
dem Innenraum und Kammern in den Ecken, die dann stirnseitig geschlossen
werden, oder durch Abweichung von der runden Innenform, siehe 7, ein vergrößertes Totvolumen der Zelle
zu erhalten. Das Rastermaß gestapelter oder
verbundener Zellen bleibt dabei erhalten. Das Tot- oder Puffervolumen
verlängert
die Lebensdauer des Kondensators.
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Bei
Kondensatoren, deren Wickel flächig
mit der Rohrraumwandung verbunden sind und welche vollständig mit
einem Elektrolyt gefüllt
sind, ergibt sich dagegen kein Puffervolumen. Ein im genannten Raum
vorhandenes Gas oder die im genannten Raum vorhandene Luft ist jedoch
komprimierbar, sodass eine Erwärmung
des Kondensatorwickels nicht gleich zum Aufplatzen des Kondensatorgehäuses führt. Allerdings
wirkt die Bereitstellung eines Tot- oder Puffervolumens für den Kondensator
lebensverlängernd,
da Druck im Kondensator und damit auch Wärme nur langsam aufgebaut wird.
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In 7 wird links gemäß 7a gezeigt, wie
durch die Profilbauweise des Gehäuses,
beispielsweise durch eine Abweichung von der bisher vorgestellten
runden Form der Rohrraumwandung, ein vergrößertes Puffervolumen im Kondensator
geschaffen werden kann, ohne dabei das Rastermaß gestapelter oder nebeneinandergelegter
Kondensatoren in einem Modul zu überschreiten.
Dabei kann die Rohrraumwandung eine polygonale, zumindest aber eine
von der Umrissform des Kondensatorwickels abweichende Form aufweisen.
-
Die
rechte 7b zeigt einen tiefgezogenen Kondensatordeckel 14 mit
einer achteckigen Form, welcher passend zur Form der Rohrraumwandung des
Kondensatorgehäuses
gemäß 7a gestaltet und
mit gerundeten Ecken versehen ist.
-
8 zeigt
zwei profilaufweisende, rechteckige Gehäuse 2, deren jeweils
eine flächige
Seite mit der gleichen Seite des jeweils anderen Gehäuses flächig verbunden
ist. Ein Übereinanderstapeln
oder ein kompaktes Nebeneinanderanordnen wird somit trotz der profilgekennzeichneten
Außenkontur
ermöglicht.
Die Ecken der Gehäuse
sind mit keil- bzw. T-förmigen Längsrippen 6 und
Längsnuten 7 ausgebildet,
die sich an der Kontaktebene zwischen den Gehäusen berühren können. Mittels Einsatzpassungen
in zugeordneten Längsnuten
können
die Gehäuse
fest verbunden werden. Es wird eine symmetrische Anordnung von Gehäusen bevorzugt,
bei der die Kontaktebene zwischen den Gehäusen eine Spiegelebene ist.
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9 zeigt
ein Gehäuse 16 für mehrere Kondensatoren,
welches mehrere Rohrräume 10 aufweist,
in die jeweils mindestens ein Kondensator angeordnet werden kann.
In diesem Falle ist ein Gehäuse
gezeigt, das einstückig
aus einer stranggepressten Stange oder einem Bolzen aus geeignetem Material
gefertigt wurde, wobei sich 2 nebeneinander angeordnete Rohrräume ergeben.
Hierzu kann eine Matrize verwendet werden, welche zwei nebeneinander
angeordnete Dornen umfasst, die die Rohrräume in die Stange einarbeiten
bzw. die Stange doppelt aushöhlen.
Hiermit wird in einfachster Weise eine sogenannte „Twinzelle" geschaffen, bei
der es nicht nötig
ist, zwei Gehäuse
gemäß der vorhergehenden Ausführungsform
zu kombinieren.
-
10 zeigt
eine Anordnung von in Reihe miteinander verschalteten Kondensatoren 1,
welche mit rechteckigen Gehäusen 2, 16 mit
Außenprofil
(der Einfachheit halber nicht gezeigt) ausgestattet sind. Auf die
Seitenflächen
der Gehäuse
können
Kontaktbolzen 12 angeschweißt werden. Die Kondensatoren sind
untereinander mittels elektrisch leitenden Kondensatorverbinder 17 in
der Form von schmalen Platten oder Blechen verbunden. Es werden
Twinzellen und einzelne Kondensatoren (Einzelzellen) miteinander
verschaltet. Die untere Abbildung ist ein Schaltdiagram der Anordnung
und zeigt einen positiven sowie einen negativen elektrischen Anschluss
der Anordnung.
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11 zeigt
eine Reihenschaltung von Twinzellen, welche entsprechende Gehäuse 16 mit
jeweils zwei Rohrräumen 10 aufweisen.
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12 ist
eine Schnittansicht eines Kondensators mit einem profilaufweisenden
Gehäuse 2,
einem Gehäusedeckel 14 und
einem Gehäuseboden 15.
Der Gehäusedeckel
und der Gehäuseboden
werden vorzugsweise mit dem rohrförmigen, profilaufweisenden
Gehäuse 2 dicht
verschweißt
und beide können
Aluminium enthalten. Der Gehäuseboden 15 wird
vorzugsweise mit dem Kondensatorwickel 11 verschweißt und legt
ein erstes Potential fest. Wenn der Gehäuseboden 15 mit dem
rohrförmigen
Gehäuse 2 verschweißt ist,
trägt das
rohrförmige
Gehäuse das
gleiche Potential. Der Kondensatorwickel kann jedoch mittels einer
Isolierung gegenüber
dem Gehäuse,
dem Gehäusedeckel
und dem Gehäuseboden
elektrisch entkoppelt sein. In diesem Falle kann der Gehäusedeckel 14 oder
der Gehäuseboden 15 mit
einem zusätzlichen
Anschlussbolzen mit Durchführung
versehen werden, um eine elektrische Anbindung nach außen zu verschaffen.
Der Gehäusedeckel 14 ist
mit einer isolierten, elektrischen Durchführung 14a für ein Anschlusselement 12 oder
Anschlussbolzen ausgebildet, wobei das Anschlusselement mit dem
Kondensatorwickel 11 vorzugsweise verschweißt wird.
Zwischen dem Anschlusselement und dem Gehäusedeckel 14 ist vorzugsweise
eine Isolierung, insbesondere ein Isolierring 14b vorhanden.
Das Anschlusselement 12 trägt dann das zweite Potential.
-
Jeder
Kondensator kann mit einem Filter oder einem Ventil ausgestattet
werden, welche beide bei einem Überdruck
im Kondensatorinnenraum das Gas kontrolliert entweichen lässt. Das
Ventil oder der Filter kann im Gehäusedeckel 14 oder
in der elektrischen Durchführung
des Gehäusedeckels
integriert oder zwischen Gehäusedeckel 14 und
rohrförmiges Gehäuse 2 angeordnet
sein. Im Falle der Verwendung eines Filters ist eine Porosität oder eine
Permeabilität
des Filters zu wählen,
welche für
den Druckabbau gasdurchlässig
ist, jedoch gegenüber Schadstoffen,
wie zum Beispiel Elektrolyten, undurchlässig ist.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
jeder Kondensator mit einer Sollbruchstelle ausgestattet sein, die
reißt,
wenn Druck über
ein bestimmtes Niveau im Kondensator entsteht. Die Sollbruchstelle
kann als verschweißte
Kontaktierung oder als Drahtkontaktierung zwischen Kondensatorwickel 11 auf
der einen Seite und Gehäuseboden 15 oder
Anschlusselement 12 auf der anderen Seite ausgeführt sein,
welche reißt,
wenn der Abstand zwischen dem Kondensatorwickel und dem Anschlusselement
aufgrund des Überdrucks
zunimmt. Es ist auch möglich,
das Kondensatorgehäuse
mit einem Sprungboden 15 auszustatten. Der Sprungboden
ist in einem unbelasteten Zustand nach innen gewölbt, d. h., die Wölbung ist
in den Innenraum des Kondensators gerichtet. Bei einer Druckbelastung,
insbesondere bei einem Überdruck,
springt der Sprungboden 15 schlagartig nach außen weg
bzw. wölbt
sich nach außen
aus, sodass der Kontakt zum Kondensatorwickel unterbrochen wird.
-
- 1
- Kondensator
- 2
- Gehäuseteil
(Kondensatorgehäuse)
- 3
- Profilausformung
eines Kondensatorgehäuses
- 4
- Längsbohrung
bzw. Längskanal
- 5
- Kühlkanal
- 6
- Längsrippe
- 7
- Längssnute
- 8
- Haken
einer Längsnute
- 9
- hervorstehende
Auflageplattform
- 10
- Aufnahmeraum
(Rohrraum)
- 11
- Kondensatorwickel
- 12
- Anschlussbolzen
- 13
- Innenrippe
- 14
- Kondensatordeckel
- 14a
- elektrische
Durchführung
des Kondensatordeckels
- 14b
- Isolierring
- 15
- Kondensatorboden
- 16
- Kondensatorgehäuse mit
zwei Rohrräumen
- 17
- Kondensatorverbinder