DE102017119209B4 - Lid closure for wound capacitors that can be arranged in a cup - Google Patents
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Abstract
Deckelverschluss für in einem Becher anordenbare Wickelkondensatoren mit mindestens einer elektrischen Anschlussarmatur (1), diese ausgebildet als isolierte Deckeldurchführung, sowie bestehend aus einem tellerförmigen Kunststoffteil (5), an welchem die Anschlussarmatur (1) befestigt ist, wobei weiterhin die Unterseite mehrere flexible, zungenartige, federelastische Eigenschaften aufweisende bogenförmige Elemente (7) zur toleranzausgleichenden Fixierung des jeweiligen Kondensatorwickels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich ausgehend vom tellerförmigen Kunststoffteil (5) ein an dessen Unterseite angeformter Zentrierstift (6) in Richtung Kondensatorwickel bzw. Boden des Bechers erstreckt, und die Oberseite des tellerförmigen Kunststoffteiles (5) einen napfförmigen, aus einem verformbaren Material bestehenden Deckel (9) trägt, welcher einen überstehenden Rand (91) zur Ausbildung einer Bördelverbindung mit der offenen Seite des Bechers besitzt.Lid closure for wound capacitors that can be arranged in a cup, with at least one electrical connection fitting (1), this being designed as an insulated cover bushing, and consisting of a plate-shaped plastic part (5) to which the connection fitting (1) is attached, with the underside also having several flexible, tongue-like , having spring-elastic properties for the tolerance-compensating fixing of the respective capacitor winding, characterized in that starting from the plate-shaped plastic part (5), a centering pin (6) molded onto its underside extends in the direction of the capacitor winding or the bottom of the cup, and the The upper side of the plate-shaped plastic part (5) carries a cup-shaped cover (9) made of a deformable material, which has a projecting edge (91) for forming a flanged connection with the open side of the cup.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Deckelverschluss für in einem Becher anordenbare Wickelkondensatoren mit mindestens einer elektrischen Anschlussarmatur, diese ausgebildet als isolierte Deckeldurchführung sowie bestehend aus einem tellerförmigen Kunststoffteil, an welchem die Anschlussarmatur befestigt ist gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention is based on a cover closure for wound capacitors that can be arranged in a cup, with at least one electrical connection fitting, designed as an insulated cover bushing and consisting of a plate-shaped plastic part to which the connection fitting is attached, according to the preamble of
Elektrische Kondensatoren, insbesondere Leistungskondensatoren, die in ein gas- und/oder öldicht verschlossenes Gehäuse eingebaut sind, welches montierbare Durchführungen für die Kondensatoranschlüsse aufweist, gehören zum bekannten Stand der Technik. Hier sei beispielsweise verwiesen auf die
Einen Deckelverschluss für Elektrolyt-Becherkondensatoren zeigt beispielsweise die
Dort geht es darum, den Deckelverschluss kriechstromfest gegenüber der Poldurchführung und diese gegen elektrolytische Korrosion schützend auszubilden.The aim there is to design the cover closure to be non-tracking in relation to the pole bushing and to protect it against electrolytic corrosion.
Der Verschluss wird insofern aus einem thermoplastischen Kunststoff napfförmig gestaltet und im Öffnungsrand des Bechers eingebördelt.In this respect, the closure is designed in the shape of a cup from a thermoplastic material and crimped into the opening edge of the cup.
Der Napfrand weist nach innen und stützt den Kondensatorwickel stirnseitig gegen die Federkraft der Kondensatoranschlusslasche ab.The edge of the cup points inwards and supports the capacitor winding on the front side against the spring force of the capacitor connection lug.
Das freie Ende der betreffenden Anschlusslasche ist unter dem Kopf eines Nietes befestigt, welcher fest und dicht im Napfboden sitzt und nach außen ragt und insofern eine Poldurchführung bildet.The free end of the connection lug in question is fastened under the head of a rivet, which sits firmly and tightly in the bottom of the cup and protrudes outwards and in this respect forms a pole bushing.
Zur besseren Abdichtung gegen den Becherrand kann der Napfboden an seinem Außenrand einen Kragen bilden, so dass ein Dichtungsring unter dem äußeren Bördelrand des Bechers aufgenommen werden kann.For better sealing against the rim of the cup, the bottom of the cup can form a collar on its outer edge, so that a sealing ring can be accommodated under the outer beaded rim of the cup.
Allen Ausführungsbeispielen des geschilderten Standes der Technik ist gemeinsam, dass der Becherrand um den Napfrand gebogen wird, was bedeutet, dass für den Napf, der Bestandteil des Deckelverschlusses ist, jeweils bezogen auf den Durchmesser der Becher eine maßhaltige Fertigung notwendig ist.All exemplary embodiments of the prior art described have in common that the rim of the cup is bent around the rim of the cup, which means that the cup, which is part of the lid closure, needs to be manufactured to the correct dimensions in relation to the diameter of the cup.
Im Falle von zwei isolierten Poldurchführungen im Deckelverschluss ist zwischen dem Napfboden und dem Deckelrand eine Trennwand vorgesehen, um getrennte Sicherheitsräume zu bilden, welche je eine Anschlussfahne des Kondensatorwickels enthalten. Bei elektrischer Überlastung kann sich keine Elektrolytbrücke bilden.In the case of two insulated pole bushings in the cover closure, a partition wall is provided between the bottom of the cup and the edge of the cover in order to form separate safety spaces, each of which contains a terminal lug of the capacitor winding. Electrolyte bridges cannot form in the event of an electrical overload.
In Richtung Becher, das heißt ausgehend von der Unterseite des Napfes, ist es gemäß
Der Einbau unterschiedlicher Wickel, das heißt von Kondensatorwickeln mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlicher Höhe, ist gemäß der Ausführungsform wie oben geschildert, nicht möglich.The installation of different coils, that is to say capacitor coils with different diameters and/or different heights, is not possible according to the embodiment as described above.
Die gattungsbildende
Die
Bei dem Elektrolytkondensator nach
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten Deckelverschluss für in einem Becher anordenbare Wickelkondensatoren mit mindestens einer elektrischen Anschlussarmatur anzugeben, welcher zum einen die Montage unterschiedlicher Wickeleinbauten unter Verwendung von vorgefertigten quasi Standarddeckeln ermöglicht, und wobei zum anderen auf einen separaten Verguss verzichtet werden kann.At the electrolytic capacitor after
From the above, it is therefore the object of the invention to specify a further developed cover closure for wound capacitors that can be arranged in a cup with at least one electrical connection fitting, which on the one hand enables the assembly of different winding internals using prefabricated quasi-standard covers, and on the other hand dispenses with separate encapsulation can be.
Der zu schaffende Deckelverschluss soll eine niedrige Eigeninduktivität und große Luft- und Kriechstrecken bei kleinem Bauraum aufweisen und im Übrigen gasdicht ausgeführt werden.The cover closure to be created should have a low self-inductance and large air and creepage distances in a small installation space and should also be designed to be gas-tight.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Deckelverschluss gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object is achieved with a lid closure according to the combination of features according to
Mit Blick auf den Stand der Technik wird insofern von einem Deckelverschluss für in einem Becher anordenbare Wickelkondensatoren ausgegangen, welcher mindestens eine elektrische Anschlussarmatur aufnimmt. Diese ist als isolierte Deckeldurchführung ausgebildet. Weiterhin besteht der Deckelverschluss aus einem tellerförmigen Kunststoffteil, an welchem die Anschlussarmatur befestigt ist.In view of the state of the art, a cover closure for wound capacitors that can be arranged in a cup is assumed that accommodates at least one electrical connection fitting. This is designed as an insulated cover bushing. Furthermore, the cover closure consists of a plate-shaped plastic part to which the connection fitting is attached.
Erfindungsgemäß erstreckt sich ausgehend vom tellerförmigen Kunststoffteil an dessen Unterseite zunächst ein angeformter Zentrierstift in Richtung Kondensatorwickel.According to the invention, a centering pin formed on the underside of the plate-shaped plastic part initially extends in the direction of the capacitor winding.
Dieser Zentrierstift greift in den Wickelkern ein und sichert hierdurch die Lage des Wickels bezogen auf den Kondensatorbecher und selbstverständlich auch hinsichtlich des Deckelverschlusses.This centering pin engages in the winding core and thereby secures the position of the winding in relation to the capacitor can and, of course, also in relation to the cover closure.
Weiterhin weist die Unterseite des tellerförmigen Kunststoffteiles mehrere flexible, zungenartige, federelastische Eigenschaften aufweisende bogenförmige Elemente auf, welche der toleranzausgleichenden Fixierung des jeweiligen Kondensatorwickels dienen.Furthermore, the underside of the plate-shaped plastic part has a plurality of flexible, tongue-like, arcuate elements having spring-elastic properties, which are used to fix the respective capacitor winding to compensate for tolerances.
Im Montagezustand liegen die Unterseiten der jeweiligen bogenförmigen Elemente an einer der Stirnseiten des betreffenden Kondensatorwickels an, so dass dieser auch bezogen auf die Längsachsenrichtung des Bechers gesichert ist.In the assembled state, the undersides of the respective arcuate elements are in contact with one of the front sides of the relevant capacitor winding, so that this is also secured in relation to the longitudinal axis direction of the cup.
Durch die federelastische Eigenschaften aufweisenden bogenförmigen Elemente ist ein höhenmäßiger Ausgleich, insbesondere unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen, möglich.Due to the curved elements having spring-elastic properties, a height compensation is possible, in particular taking into account manufacturing tolerances.
Die jeweiligen Zungen bzw. die bogenförmigen Elemente sind segmentartig ausgebildet und verlaufen vom Rand des tellerförmigen Kunststoffteiles in Richtung Zentrierstift, ohne jedoch in Kontakt mit dem Zentrierstift zu gelangen.The respective tongues or the arcuate elements are designed in segments and run from the edge of the plate-shaped plastic part in the direction of the centering pin, but without coming into contact with the centering pin.
Weiterhin sind im tellerförmigen Kunststoffteil Ausnehmungen vorgesehen, die der Aufnahme eines Isolierkörpers für einen Schraubanschluss dienen.Furthermore, recesses are provided in the plate-shaped plastic part, which serve to accommodate an insulating body for a screw connection.
Dieser Isolierkörper wiederum weist Durchbrüche für den eigentlichen Schraubanschluss auf.This insulator in turn has openings for the actual screw connection.
Der bzw. die Schraubanschlüsse sind an ihrer Becherseite mit einem elektrischen bandförmigen Leiter, bevorzugt ausgebildet als Schaltschiene, versehen.The screw connection or screw connections are provided on their cup side with an electrical strip-shaped conductor, preferably in the form of a switching rail.
Die Oberseite des tellerförmigen Kunststoffteiles trägt einen napfförmigen, aus einem verformbaren Material bestehenden Deckel, welcher einen überstehenden Rand zur Ausbildung einer Bördelverbindung mit der offenen Seite des Bechers bzw. dem oberen Becherrand besitzt.The upper side of the plate-shaped plastic part carries a cup-shaped cover made of a deformable material, which has a protruding edge for forming a flanged connection with the open side of the cup or the upper edge of the cup.
Dieser napfförmige Deckel besteht bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung.This cup-shaped lid is preferably made of an aluminum alloy.
Der erfindungsgemäße Deckelverschluss, bestehend aus dem tellerförmigen Kunststoffteil, dem Isolierkörper nebst Schraubanschluss, den Schaltschienen und dem napfförmigen, aus einem verformbaren Material bestehenden Deckel ist vorfertigbar und kann entsprechend den jeweiligen Varianten des zu verschließenden Bechers mit darin enthaltenen Kondensatorwickeln vorrätig gehalten werden. Die elektrischen Leiter, ausgebildet als Schaltschiene, können dabei so realisiert werden, dass eine übereinander ausgeführte Stapelanordnung mehrerer Wickel in Reihen- oder Parallelschaltung kontaktierbar ist.The cover closure according to the invention, consisting of the plate-shaped plastic part, the insulating body together with the screw connection, the switching rails and the cup-shaped cover made of a deformable material, can be prefabricated and can be kept in stock according to the respective variants of the cup to be closed with the capacitor windings contained therein. The electrical conductors, designed as switching rails, can be implemented in such a way that a stacked arrangement of several windings can be contacted in series or in parallel.
In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Deckel und der Anschlussarmatur mindestens eine elastische Dichtung vorgesehen, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.In a further development of the invention, at least one elastic seal, which consists of an electrically insulating material, is provided between the cover and the connection fitting.
Der Isolierkörper weist in Draufsicht die Form einer angenäherten Zahl 8 auf.The insulator body has an approximate figure 8 shape in plan view.
Das tellerförmige Kunststoffteil mit seinen Zungen bzw. den bogenförmigen Elementen besteht bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial.The plate-shaped plastic part with its tongues or the arc-shaped elements is preferably made of a glass fiber reinforced plastic material.
Zur Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften weist das tellerförmige Kunststoffteil einen zur Ober- und/oder Unterseite vorspringenden, umlaufenden Bund oder Kragen auf.To improve the mechanical and electrical properties, the plate-shaped plastic part has a peripheral collar or collar that projects toward the top and/or bottom.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen:
-
1a eine Draufsicht auf den vorgefertigten Deckelverschluss mit Anschlussarmatur; -
1b eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A gemäß1a ; -
1c eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Deckelverschl usses; -
2a eine Draufsicht auf den Isolierkörper in Form derZahl 8; -
2b eine Schnittdarstellung längs der Linie A-A nach2a ; -
2c eine Unteransicht des Isolierkörpers; -
2d eine perspektivische Darstellung des Isolierkörpers noch ohne eingesetzte Schraubanschlüsse; und -
2e eine Schnittdarstellung durch den Isolierkörper längs der Linie B-B nach2b .
-
1a a plan view of the prefabricated cover closure with connection fitting; -
1b according to a sectional view along the line AA1a ; -
1c a perspective view of the lid closure according to the invention; -
2a a plan view of the insulator in the form of thenumber 8; -
2 B a sectional view along the line AA2a ; -
2c a bottom view of the insulator; -
2d a perspective view of the insulator without inserted screw; and -
2e a sectional view through the insulator along the line BB2 B .
Der erfindungsgemäße Deckelverschluss für in einem Becher anordenbare Wickelkondensatoren weist mindestens eine, bei den gezeigten Beispielen zwei elektrische Anschlussarmaturen 1 auf. Grundsätzlich kann jedoch die Anzahl der Anschlussarmaturen je nach Anwendungs- und Ausführungsform erhöht werden.The cover closure according to the invention for wound capacitors that can be arranged in a cup has at least one, in the examples shown two,
Diese elektrischen Anschlussarmaturen 1 können beispielsweise als Schraubanschluss mit entsprechendem Außengewinde oder Innengewinde realisiert sein, wie in
Die Schraubanschlüsse 1 werden von einem Isolierkörper 2 gehalten.The
Der Aufbau des Isolierkörpers 2 ist insbesondere in den
Die Unterseite des Schraubanschlusses 1 kann stoffschlüssig aber auch kraftschlüssig mit einer Schaltschiene 3 jeweils verbunden werden. Zur sicheren Verbindung kann hierbei eine Scheibe 4 zur Anwendung kommen.The underside of the
Der Deckelverschluss besteht darüber hinaus aus einem tellerförmigen Kunststoffteil 5.The lid closure also consists of a plate-shaped
An der Unterseite des Kunststoffteiles 5 ist ein Zentrierstift 6 angeformt.On the underside of the plastic part 5 a centering
Dieser Zentrierstift 6 zeigt in Richtung Kondensatorwickel (in den Figuren nicht dargestellt).This centering
Weiterhin sind an der Unterseite des tellerförmigen Kunststoffteiles 5 mehrere, flexible, zungenartige, federelastische Eigenschaften aufweisende bogenförmige Elemente 7 vorhanden.Furthermore, on the underside of the plate-shaped
Aus der
Im tellerförmigen Kunststoffteil 5 sind weiterhin Ausnehmungen vorhanden, die der Aufnahme des Isolierkörpers 2 dienen.In the plate-shaped
Der Isolierkörper 2 weist darüber hinaus Durchbrüche 8 für den Schraubanschluss 1 auf.The insulating
Die Oberseite des tellerförmigen Kunststoffteiles 5 nimmt einen napfartigen, aus einem verformbaren Material bestehenden Deckel 9 auf.The upper side of the plate-shaped
Dieser Deckel 9 besitzt einen überstehenden Rand 91 zur Ausbildung einer an sich bekannten Bördelverbindung mit der offenen Seite des in den Figuren nicht dargestellten Bechers.This
Zwischen dem Deckel 9 und der Anschlussarmatur 1 ist mindestens eine Dichtung 10 aus einem elektrisch isolierenden Material vorhanden.At least one
Der Isolierkörper 2 weist in seiner Draufsicht (siehe
Das tellerförmige Kunststoffteil 5 nebst den bogenförmigen Elementen 7 oder Zungen besteht aus einem glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial.The plate-shaped
Das tellerförmige Kunststoffteil 5 weist bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Ober- und/oder Unterseite vorspringende, umlaufende Kragen 11 auf.In a preferred embodiment, the plate-shaped
Der Isolierkörper 2 umgibt zur Bildung ausreichender Luft- und Kriechstrecken weite Teile der Schraubanschlüsse umfangs- und höhenmäßig, wie dies aus der Gesamtschau der
Die sich von der Unterseite des tellerförmigen Kunststoffteiles 5 erstreckenden bogenförmigen Elemente 7 sind in Pfeilrichtung gemäß
Mit der Unterseite gelangen die bogenförmigen Elemente 7 mit der Stirnseite des jeweiligen im Becher befindlichen Wickels in Kontakt und fixieren diesen. Damit ist eine Fixierung eines Wickelpaketes ohne zusätzliche Gehäusesicke, d.h. ohne eine Sicke im Becher möglich.With the underside, the
Wie aus der
Alternativ kann aber auch der Isolierkörper mit seinem unteren, strukturiertem Ende in eine entsprechende Ausnehmung auf der zugewandten Seite des tellerförmigen Kunststoffteiles 5 eintauchen, wobei diesbezüglich die entsprechenden Durchbrüche innerhalb des verformbaren Deckels 9 in fachgemäßer Weise anzupassen sind. Zur weiteren Verbesserung der Luft- und Kriechstrecken dient der am Isolierkörper 2 vorgesehene jeweilige Kragen 20 sowie der Verbindungssteg 21 an der Oberseite des Isolierkörpers 2.Alternatively, the insulator with its lower, structured end in a ent immerse speaking recess on the facing side of the plate-shaped
Um die beim Anziehen des Schraubanschlusses 1 auftretenden Kräfte sicher aufzunehmen und eine Kraftübertragung auf die Verbindungsbereiche zur Schaltschiene 3 weitgehend auszuschließen, ist ein Mittelstück des Schraubanschlusses als Vielkant ausgebildet.In order to reliably absorb the forces occurring when tightening the
Insofern weist der Isolierkörper 2 jeweils eine komplementäre Vielkantausnehmung 22 auf. Damit ist der Schraubanschluss gegen ein Verdrehen beim Ausüben eines Drehmomentes auf den Gewindebereich des Schraubanschlusses 1 gesichert.In this respect, the insulating
Anstelle eines hervorstehenden Schraubanschlusses 1 besteht die Möglichkeit, alternativ eine Sacklochbohrung mit Innengewinde zum Zweck eines elektrischen Anschlusses zu realisieren.Instead of a protruding
Bei einer beispielhaften Materialdicke der Zungen bzw. der bogenförmigen Elemente 7 von ca. 1,5 mm ist eine Flexibilität der beispielhaft sechs vorgesehenen Zungen in Form einer Verbiegemöglichkeit am Zungenende von im Wesentlichen 5 mm gewährleistet.With an exemplary material thickness of the tongues or the
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