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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator, eine den Kondensator und eine Sammelschiene umfassende Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators.
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Auslegung, Qualität und Langlebigkeit des Oberflächenkontakts zwischen einem Anschluss eines Kondensators und einer Sammelschiene treten als vorherrschende begrenzende Faktoren für Rippelstromnennwerte in Elektrolytkondensatoren, insbesondere in Schaltungsauslegungen mit zunehmender volumetrischer Leistungsdichte, zutage. Die elektrochemische Beschaffenheit von nassen Aluminium-Elektrolytkondensatoren bestimmt das Material der inneren Kontakte des Anschlusses. Bei einem nassen Aluminium-Elektrolytkondensator muss der Anschluss ein hochreines Aluminium umfassen. Dieses Material ist jedoch zum Beispiel aufgrund seiner geringen mechanischen Festigkeit, seiner Oberflächenrauigkeit und seiner Anfälligkeit für eine klimabedingte Oxidation und Oberflächenkorrosion für einen äußeren Kontakt nicht optimal geeignet.
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Bei anderen Arten von Kondensatoren gibt es ferner verschiedene Anforderungen hinsichtlich des inneren Kontakts eines Anschlusses mit dem Wicklungselement und dem äußeren Kontakt des Anschlusses, der zur Verbindung mit einer Sammelschiene konfiguriert ist. Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines verbesserten Kondensators, zum Beispiel eines Kondensators, der dahingehend konfiguriert ist, diese Anforderungen zumindest teilweise zu erfüllen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines Kondensators.
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Die oben besprochenen Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Es wird ein Kondensator bereitgestellt, der ein Wicklungselement und einen Anschluss umfasst. Der Anschluss umfasst einen ersten Teil aus einem ersten Material und einen zweiten Teil aus einem zweiten Material, wobei das zweite Material von dem ersten Material verschieden ist. Der erste Teil des Anschlusses ist mit dem Wicklungselement elektrisch kontaktiert, und der zweite Teil des Anschlusses ist zur Bereitstellung eines äußeren Kontaktes des Kondensators konfiguriert.
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Der erste Teil kann das erste Material umfassen, oder der erste Teil kann aus dem ersten Material bestehen. Der zweite Teil kann das zweite Material umfassen, oder der zweite Teil kann aus dem zweiten Material bestehen.
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Das erste Material des ersten Teils kann zur Optimierung für den inneren Kontakt mit dem Wicklungselement ausgewählt werden. Insbesondere kann der Kondensator ein Aluminium-Elektrolytkondensator, insbesondere ein nasser Aluminium-Elektrolytkondensator, sein. In diesem Fall ist das erste Material Aluminium, vorzugsweise ein hochreines Aluminium, das Aluminium mit einer Reinheit von mehr als 99,5% umfassen kann.
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Das zweite Material des zweiten Teils kann für die Erfordernisse des äußeren Kontakts optimiert werden.
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Insbesondere kann das Material des zweiten Teils eine höhere mechanische Festigkeit aufweisen und kann deshalb stärkeren Befestigungsmomenten standhalten. Wenn eine Sammelschiene durch Verschrauben an den Anschluss fixiert wird, wird die Festigkeit dieser Verbindung durch das angelegte Anzugsmoment bestimmt. Das erste Material kann nur relativ geringen Anzugsmomenten standhalten. Das zweite Material kann jedoch stärkeren Anzugsmomenten standhalten, wodurch gestattet wird, die Sammelschiene fester an den Terminal zu fixieren. Ein größeres Schraubenanzugsmoment führt zu einem reduzierten Kontaktwiderstand zwischen der Sammelschiene und dem Anschluss. Ein reduzierter Kontaktwiderstand entspricht einem besseren Ripplestromvermögen des Kondensators.
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Ein mechanisch weiches Material des äußeren Kontakts setzt der Dimensionierung eines Gewindes und einem anschließend zulässigen Befestigungsmoment Grenzen. Durch Bereitstellung eines harten zweiten Materials kann dieser Nachteil überwunden werden.
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Ein Anschluss aus einem einzigen Material würde die Wahl des Anschlussmaterials auf ein Material begrenzen, das für den inneren Kontakt geeignet ist, insbesondere auf hochreines Aluminium für Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Ein Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet die Bereitstellung eines zweiten Materials, das angesichts der Erfordernisse des Kontakts mit der Sammelschiene ausgewählt werden kann und das beispielsweise eine erhöhte maximal zulässige Ripplestromlast gestattet.
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Das zweite Material kann im Vergleich zu dem ersten Material aufgrund seiner genauen maschinellen Bearbeitung eine verbesserte Oberflächenrauigkeit bereitstellen.
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Des Weiteren kann das zweite Material als ein Material ausgewählt werden, das unter verschiedenen klimatischen Bedingungen, zum Beispiel Feuchtigkeit, hohem oder geringem pH-Wert usw., weniger anfällig für Oberflächenkorrosion als das erste Material ist. Oxidative Korrosionsprozesse können die Kontaktflächen während der Lebensdauer des Kondensators erreichen und durchdringen, und dies würde das zulässige Ripplestromvermögen der Kondensatoren weiter beeinträchtigen. Eine geeignete Wahl des zweiten Materials kann die oxidativen Korrosionsprozesse an der Kontaktfläche verhindern.
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Der erste Teil und der zweite Teil können elektrisch kontaktiert und mechanisch miteinander verbunden werden.
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Der Anschluss des Kondensators kann dahingehend konfiguriert werden, einen elektrischen Kontakt des Kondensators mit einer äußeren Sammelschiene bereitzustellen. Die Sammelschiene kann direkt an den zweiten Teil des Anschlusses anstoßen, wenn der Kondensator an die Sammelschiene montiert ist. Sammelschienen bestehen in der Regel aus Kupfer. Das zweite Material kann dahingehend ausgewählt werden, bei Oberflächenkontakt mit einer Kupfersammelschiene gute Eigenschaften bereitzustellen. Ein Oberflächenkontakt von Kupfer mit Aluminium führt aufgrund der Oxidationsneigung von Aluminium zu verschiedenen Nachteilen und weist deshalb einen hohen Kontaktwiderstand auf. Des Weiteren weist Aluminium eine geringe mechanische Festigkeit auf, was auch zu Nachteilen beim Oberflächenkontakt mit der Sammelschiene führt.
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Das Wicklungselement kann mit dem ersten Teil in direktem mechanischen Kontakt stehen. Insbesondere kann der erste Teil an einer Nase des Wicklungselements fixiert sein.
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Der erste Teil kann eine Öffnung umfassen, und der zweite Teil kann in der Öffnung des ersten Teils angeordnet sein.
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Der erste Teil kann zum Beispiel eine Aufnahme bilden, die zum Aufnehmen des zweiten Teils konfiguriert ist. Die Öffnung des ersten Teils kann eine Bohrung sein. Der erste Teil kann zum Fixieren des Wicklungselements vor einem Imprägnierungsschritt beim Herstellungsprozess des Kondensators konfiguriert sein. Der zweite Teil kann zum Einführen in die Öffnung des ersten Teils bei einem Endmontageschritt des Kondensators konfiguriert sein, insbesondere kann der zweite Teil zur Anordnung in der Öffnung des ersten Teils nach dem Endmontageprozess, insbesondere eine Zeit nach der Imprägnierung, konfiguriert sein. Durch Bereitstellung eines ersten Teils, der eine Öffnung umfasst, ist es leicht möglich, einen Herstellungsprozess zu konzipieren, bei dem der zweite Teil im letzten Herstellungsschritt in der Öffnung angeordnet werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass der zweite Teil irgendwelche zuvor erzeugten und gewöhnlich unvermeidbaren Abweichungen der Koplanarität der Anschlüsse des Kondensators ausgleichen und wieder korrigieren kann. Wenn die Anschlüsse vormontiert werden würden, wäre es nicht möglich, Herstellungstoleranzen durch Positionieren des zweiten Teils bezüglich des ersten Teils auszugleichen.
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Der zweite Teil kann ein Einsatz sein. Der Einsatz kann im Endmontageschritt in der Öffnung des ersten Teils platziert werden.
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Der zweite Teil kann in die Öffnung des ersten Teils geschraubt werden. Durch Einstellen der Tiefe, entlang der der zweite Teil in den ersten geschraubt wird, können Korrekturen der Höhe des Anschlusses durchgeführt werden. Dadurch kann der Anschluss bezüglich seiner Höhe eingestellt werden. Die Höhe des Anschlusses kann als eine Strecke, um die der Anschluss aus dem Gehäuse des Kondensators vorragt, definiert werden. Die Höhe des Anschlusses kann dadurch in einer senkrecht zu der Oberfläche des Gehäuses, an der der Anschluss angeordnet ist, verlaufenden Richtung gemessen werden.
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Der zweite Teil kann ein selbstschneidendes Gewinde umfassen, wobei der zweite Teil durch das selbstschneidende Gewinde mit dem ersten Teil mechanisch gebunden wird. Das selbstschneidende Gewinde kann ein Außengewinde des zweiten Teils sein.
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Das selbstschneidende Gewinde kann eine Verbindung mit dem ersten Teil bereitstellen, die sehr eng ist. Das zweite Material kann beim Fixieren des zweiten Teils an den ersten Teil eine Nut in das erste Material schneiden. Dadurch kann eine Verbindung zwischen dem zweiten Material und dem ersten Material gebildet werden, die sehr eng ist, so dass das erste Material nicht oxidationsanfällig ist. Die Bildung einer dicken Oxidschicht auf dem ersten Material kann dadurch verhindert werden.
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Die selbstschneidende Anordnung kann einen Kontakt bereitstellen, der sehr eng ist, so dass der Kontaktwiderstand gering ist. Insbesondere kann ein Kontaktwiderstand bereitgestellt werden, der bedeutend geringer als der Kontaktwiderstand zwischen einer Industriestandard-M5/M6-Stahlgewindeschraube und einem Gewinde eines Aluminiumanschlusses ist.
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Das Wicklungselement stößt möglicherweise nicht an den zweiten Teil an. Der zweite Teil ist für den äußeren Kontakt optimiert. Deshalb soll eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Wicklungselement und dem zweiten Teil verhindert werden.
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Der zweite Teil kann ein Innengewinde umfassen, das zur Verbindung mit einer Sammelschiene konfiguriert ist. Insbesondere kann das Innengewinde zur Aufnahme einer Schraube, vorzugsweise einer Industriestandard-M5/M6-Stahlgewindeschraube, konfiguriert sein. Die Sammelschiene kann Kupfer umfassen. Das zweite Material eignet sich idealerweise für Oberflächenkontakt mit Kupfer.
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Das zweite Material kann einen höheren Elastizitätsmodul als das erste Material aufweisen. Demgemäß kann das zweite Material mechanisch härter sein. Somit kann das zweite Material größeren Anzugsmomenten widerstehen. Demgemäß kann eine Sammelschiene sehr eng an das zweite Material des Anschlusses fixiert werden, wodurch ein geringerer Kontaktwiderstand bereitgestellt wird.
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Das erste Material kann Aluminium umfassen. Das erste Material kann ein hochreines Aluminium sein. Das erste Material kann Aluminium mit einer Reinheit von mehr als 99,5% sein. Der Kondensator kann ein nasser Aluminium-Elektrolytkondensator sein. Bei solch einem Kondensator müssen die inneren Kontakte eines Anschlusses aufgrund der elektrochemischen Beschaffenheit des Kondensators aus hochreinem Aluminium sein.
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Das zweite Material kann Kupfer oder eine auf Kupfer basierende Legierung umfassen oder daraus bestehen. Kupfer weist eine bedeutend höhere mechanische Festigkeit als Aluminium auf. Deshalb kann Kupfer oder eine auf Kupfer basierende Legierung ein größeres Ripplestromvermögen als die kritische Kontaktfläche der Sammelschiene, eine höhere mechanische Festigkeit, die ein größeres Anzugsmoment gestattet, und eine reduzierte Oberflächenkorrosion im Vergleich zu Aluminium bieten. Des Weiteren kann Kupfer mit einer geringeren Oberflächenrauigkeit als Aluminium hergestellt werden. Diese Vorteile führen zu einem geringeren Kontaktwiderstand und einem größeren Ripplestromvermögen des Kondensators und dadurch zu einem verbesserten Kondensator.
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Der zweite Teil kann mit einer Beschichtung bedeckt sein. Die Beschichtung kann eine Oxidation der Kontaktfläche des ersten Teils und des zweiten Teils verhindern. Die Beschichtung kann zum Beispiel Nickel umfassen. Die Beschichtung kann durch Galvanisieren aufgebracht werden. Der erste Teil und der zweite Teil können so fest aneinander angezogen werden, dass die Beschichtung weggelassen werden kann, da aufgrund des starken Kontakts des ersten und des zweiten Teils die Kontaktfläche nicht oxidationsanfällig ist.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann der zweite Teil mit einem zusätzlichen Dichtungsmittel bedeckt sein. Das Dichtungsmittel kann eine klebstoffartige Komponente sein, die die Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil zusätzlich abdichtet. Das zusätzliche Dichtungsmittel kann das Einführen von Nässe oder Feuchtigkeit in die Kontaktfläche des ersten Teils und des zweiten Teils verhindern.
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Der zweite Teil kann bezüglich des ersten Teils beweglich sein, so dass die Höhe des Anschlusses einstellbar ist. Wenn der zweite Teil durch Verschrauben an den ersten Teil fixiert wird, kann zum Beispiel die Tiefe der Schraubverbindung eingestellt werden, so dass die Höhe des Anschlusses auf einen gewünschten Wert eingestellt wird. Der zweite Teil ist möglicherweise nur während des Montageprozesses bezüglich des ersten Teils beweglich. Alternativ ist der zweite Teil möglicherweise im montierten Zustand des Kondensators, wenn ein ausreichend hohes Drehmoment an den zweiten Teil angelegt wird, bezüglich des ersten Teils beweglich. Der erste Teil und der zweite Teil können jedoch dahingehend ausgeführt sein, dass dieses ausreichend hohe Drehmoment so stark ist, dass versehentliche Bewegungen des zweiten Teils bezüglich des ersten Teils nicht erfolgen.
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Der Kondensator kann einen zweiten Anschluss umfassen, der einen ersten Teil aus dem ersten Material und einen zweiten Teil aus dem zweiten Material umfasst. Der zweite Anschluss kann identisch mit dem oben beschriebenen und im Folgenden als „erster Anschluss“ bezeichneten Anschluss ausgeführt sein. Somit kann jegliches funktionale und strukturelle Merkmal bezüglich des ersten Anschlusses auch für den zweiten Anschluss gelten. Der erste Anschluss kann der Plusanschluss des Kondensators sein, der zweite Anschluss kann der Minusanschluss des Kondensators sein. Ferner kann der Kondensator weitere Anschlüsse umfassen, die auch auf die gleiche Weise wie der oben beschriebene erste Anschluss ausgeführt sind.
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Jeder der Anschlüsse kann eine Oberseite umfassen, die dem Wicklungselement abgekehrt ist, wobei die Oberseiten des Anschlusses koplanar sind. Die Oberseite jedes Anschlusses kann durch den jeweiligen zweiten Teil gebildet sein. Zum Beispiel kann die Oberseite durch eine Platte gebildet sein, die Teil des zweiten Teils ist. Koplanarität der Anschlüsse ist für eine gute mechanische Verbindung des Kondensators mit der Sammelschiene von entscheidender Bedeutung.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine einen Kondensator und eine Sammelschiene umfassende Anordnung. Der Kondensator kann der oben beschriebene Kondensator sein. Demgemäß kann jegliches bezüglich des obigen Kondensators oder in Verbindung mit den Figuren beschriebene strukturelle und funktionale Merkmal auch für den Kondensator der Anordnung gelten. Die Sammelschiene ist an den zweiten Teil des Anschlusses des Kondensators mechanisch fixiert und elektrisch damit kontaktiert. Die Sammelschiene kann mit dem zweiten Teil in direktem mechanischen Kontakt stehen, insbesondere kann die Sammelschiene durch Schrauben und Unterlegscheiben an den zweiten Teil fixiert sein. Die Sammelschiene stößt möglicherweise nicht an den ersten Teil an. Demgemäß erfolgt kein Oberflächenkontakt zwischen der Sammelschiene und dem ersten Material, und somit beeinträchtigt das erste Material nicht den Kontaktwiderstand des Kondensators mit der Sammelschiene.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators. Der Kondensator kann der oben beschriebene Kondensator sein.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a. elektrisches Kontaktieren und mechanisches Verbinden eines Wicklungselements mit einem ersten Teil des Anschlusses, wobei der erste Teil ein erstes Material umfasst,
- b. Imprägnieren des Wicklungselements und des ersten Teils des Anschlusses und
- c. elektrisches Kontaktieren und mechanisches Verbinden eines zweiten Teils des Anschlusses mit dem ersten Teil des Anschlusses, wobei der zweite Teil ein zweites Material umfasst, das von dem ersten Material verschieden ist.
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Schritt b. kann nach Schritt a. durchgeführt werden. Schritt c. kann nach Schritt b. durchgeführt werden.
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Der erste Teil kann eine Öffnung umfassen, und der zweite Teil kann in der Öffnung angeordnet werden. Da der zweite Teil im Endmontageschritt in der Öffnung positioniert wird, kann der zweite Teil an unvermeidbare Herstellungstoleranzen angepasst werden. Der Kondensator kann mehr als einen Anschluss umfassen, wobei jeder Anschluss einen ersten Teil und einen am ersten Teil fixierten zweiten Teil umfasst. Jeder der zweiten Teile kann eine dem Wicklungselement abgekehrte Oberseite umfassen. Ferner kann das Verfahren den Schritt des d. Einstellens der Position jedes der zweiten Teile bezüglich des ersten Teils derart, dass die Oberseiten der zweiten Teile koplanar sind, umfassen. Dieser Schritt kann entweder gleichzeitig mit Schritt c. oder nach Schritt c. durchgeführt werden.
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Der zweite Teil kann ein selbstschneidendes Gewinde umfassen, wobei der zweite Teil durch das selbstschneidende Gewinde mechanisch mit dem ersten Teil verbunden wird. Ein selbstschneidendes Gewinde kann eine sehr enge Verbindung bereitstellen, die nicht oxidationsanfällig ist.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlicher beschrieben.
- 1 zeigt einen Teil eines Kondensators vor einem Endmontageschritt.
- 2 zeigt einen zweiten Teil eines Anschlusses des Kondensators.
- 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils des zweiten Teils.
- 4 zeigt den Teil des Kondensators nach dem Endmontageschritt.
- 5 zeigt eine den Kondensator und zwei Sammelschienen umfassende Anordnung.
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1 zeigt einen Teil eines Kondensators. Insbesondere zeigt 1 einen Teil eines Kondensators während des Herstellungsprozesses des Kondensators vor einem Endmontageschritt.
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Der Kondensator umfasst eine Deckscheibe 1, die Teil eines Gehäuses des Kondensators bildet. Ferner umfasst der Kondensator zwei Anschlüsse 11, 12, wobei jeder der Anschlüsse 11, 12 in einer Öffnung der Deckscheibe 2 angeordnet ist. Die Anschlüsse 11, 12 sind dahingehend konfiguriert, ein innerhalb des Gehäuses des Kondensators angeordnetes Wicklungselement mit einer äußeren Sammelschiene 8, 13, die nicht Teil des Kondensators ist, elektrisch zu kontaktieren. Einer der Anschlüsse 11 ist ein Plusanschluss, und der andere Anschluss 12 ist ein Minusanschluss.
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Jeder der Anschlüsse 11, 12 umfasst einen ersten Teil 2 und einen zweiten Teil 3. Der zweite Teil 3 ist vor dem in 1 gezeigten Endmontageschritt noch nicht an den Kondensator montiert worden.
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Die erste Teil 2 bildet eine Aufnahme. Der erste Teil 2 umfasst eine Öffnung 2a. Insbesondere ist die Öffnung 2a eine Bohrung. Die Öffnung 2a des ersten Teils 2 ist dahingehend konfiguriert, den zweiten Teil 3 aufzunehmen. Die erste Teil 2 umfasst ferner einen stiftförmigen Vorsprung 14, der in das Innere des Gehäuses des Kondensators weist. Der Vorsprung 14 ist dahingehend konfiguriert, mit einer Nase 15 des Wicklungselements direkt kontaktiert zu werden.
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Der erste Teil 2 besteht aus einem ersten Material. Das erste Material weist einen niedrigen Elastizitätsmodul auf. Das erste Material wird durch die elektrochemische Beschaffenheit des Kondensators bestimmt. Zum Beispiel erfordern nasse Aluminium-Elektrolytkondensatoren innere Kontakte aus hochreinem Aluminium, zum Beispiel Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,5%. Das erste Material ist Aluminium. Insbesondere ist das erste Material Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,5%.
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2 zeigt den zweiten Teil 3, der zur Befestigung in der Öffnung 2a des ersten Teil 2 konfiguriert ist. Der zweite Teil 3 ist ein Einsatz, der in der Öffnung 2a aufgenommen werden kann. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils des zweiten Teils 3. Dieser Teil ist in 2 durch einen Kreis markiert. Der zweite Teil 3 ist aus einem zweiten Material hergestellt, das einen höheren Elastizitätsmodul als das erste Material aufweist. Der zweite Teil 3 ist zur Bereitstellung des äußeren Kontakts des Kondensators mit der Sammelschiene 8, 13 konfiguriert. Ferner ist der zweite Teil 3 in dem montierten Kondensator an dem ersten Teil 2 mechanisch fixiert und elektrisch mit diesem verbunden.
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Der zweite Teil 3 bildet eine Hülse. Der zweite Teil 3 umfasst ein Innengewinde 4 und ein Außengewinde 5. Das Innengewinde 4 ist zur Aufnahme einer Schraube 9 konfiguriert, wobei der zweite Teil 3 durch die Schraube 9 und durch eine Unterlegscheibe 10 an einer Sammelschiene 8, 13 fixiert werden kann.
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Das Außengewinde 5 ist zur mechanischen Verbindung des zweiten Teils 3 mit dem ersten Teil 2 des Anschlusses konfiguriert. Das Außengewinde 5 ist ein selbstschneidendes Gewinde. Während des Endmontageschritts des Kondensators wird der zweite Teil 3 in den ersten Teil 2 geschraubt. Da das zweite Material härter als das erste Material ist, schneidet das selbstschneidende Außengewinde 5 des zweiten Teils 3 eine Nut 7 oder ein Gewinde in die Innenflächen des ersten Teils 2.
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Ferner umfasst der zweite Teil 3 eine obere Platte 3a, die eine Oberseite des zweiten Teils 3 definiert, welche dem ersten Teil 2 des Anschlusses abgekehrt ist. Die obere Platte 3a des zweiten Teils 4 stößt an die Sammelschiene 8, 13 an, wenn der Kondensator an der Sammelschiene 8, 13 montiert ist. Die obere Platte 3a umfasst ein Loch. Beim Fixieren des Anschlusses an eine Sammelschiene 8, 13 durch die Schraube 9 kann sich die Schraube 9 durch das Loch erstrecken.
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Sowohl die Hülse mit dem Innengewinde 4 und dem Außengewinde 5 als auch die obere Platte 3a bestehen aus dem zweiten Material. Das zweite Material ist härter als das erste Material. Das zweite Material weist einen höheren Elastizitätsmodul als das erste Material auf. Das zweite Material ist vorzugsweise Kupfer oder umfasst Kupfer. Das zweite Material kann eine auf Kupfer basierende Legierung sein oder kann eine auf Kupfer basierende Legierung umfassen.
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Der zweite Teil 3 stellt den äußeren Kontakt des Kondensators, das heißt den Kontakt mit der Sammelschiene 8, 13, bereit. Aufgrund der Verwendung des zweiten Materials können mehrere Nachteile eines äußeren Kontakts aus Aluminium überwunden werden:
- Die Sammelschiene 8, 13 besteht in der Regel aus Kupfer. Die Kontaktfläche des zweiten Materials und der Sammelschiene 8, 13 weist ein höheres Ripplestromvermögen als eine Verbindung der Sammelschiene 8, 13 mit Aluminium auf. In dem Fall, dass das zweite Material Kupfer oder eine auf Kupfer basierende Legierung ist, wird zum Beispiel eine Kontaktfläche aus entweder Kupfer mit Kupfer oder Kupfer mit einer auf Kupfer basierenden Legierung bereitgestellt, die beide zu einem Ripplestromvermögen führen, das wesentlich höher als das Ripplestromvermögen einer Kontaktfläche Kupfer mit Aluminium ist, und beide zu einem Kontaktwiderstand führen, das um mehr als eine Größenordnung kleiner als der Kontaktwiderstand einer Kontaktfläche Kupfer mit Aluminium ist.
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Ferner ist Aluminium sehr oxidationsanfällig. Somit bilden sich auf aus Aluminium hergestellten Komponenten dicke Oxidschichten. Als das zweite Material wird ein Material ausgewählt, das weniger oxidationsanfällig ist. Zum Beispiel neigen Kupfer und auf Kupfer basierende Legierungen im Vergleich zu Aluminium weniger dazu, zu oxidieren. Demgemäß kann die Verwendung des zweiten Materials die Bildung einer dicken Oxidschicht an der Kontaktfläche des Anschlusses 11, 12 und der Sammelschiene 8, 13 verhindern. Solch eine dicke Oxidschicht würde das zulässige Ripplestromvermögen beeinträchtigen. Der zweite Teil 3 aus dem zweiten Material zeigt im Vergleich zu Aluminium eine reduzierte Oberflächenkorrosion.
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Als das zweite Material wird des Weiteren ein Material ausgewählt, das eine höhere mechanische Festigkeit als Aluminium hat und das zum Beispiel einen höheren Elastizitätsmodul als Aluminium hat. Demgemäß weist die Verbindung des zweiten Teils 3 mit der Sammelschiene 8, 13 eine höhere mechanische Festigkeit auf und kann deshalb im Vergleich zu einer Verbindung der Sammelschiene 8, 13 mit einer Aluminiumkomponente ein größeres Anzugsmoment tolerieren.
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Das zweite Material weist im Vergleich zu der Oberflächenrauigkeit von Aluminium eine reduzierte Oberflächenrauigkeit auf. Die Oberflächenrauigkeit der Herstellung von Aluminiumanschlüssen des Stands der Technik, zum Beispiel durch Kaltformen, ist im Vergleich zu einer maschinell bearbeiteten Oberfläche des zweiten Materials unterlegen.
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Ferner wird der zweite Teil 3 durch das Außengewinde 5 an den ersten Teil 2 des Anschlusses fixiert. Da das Außengewinde 5 ein selbstschneidendes Gewinde ist, kann während der Montage des zweiten Teils 3 mit dem ersten Teil 2 eine sehr enge Verbindung zwischen dem zweiten Teil 3 und dem ersten Teil 2 gebildet werden. Somit ist die Kontaktfläche des zweiten Teils 3 mit dem ersten Teil 2 nicht oxidationsanfällig. An der Kontaktfläche der beiden Teile 2, 3 wird keine Oxidschicht oder zumindest keine dicke Oxidschicht gebildet, und deshalb ist der Kontaktwiderstand nicht bedeutend erhöht.
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Die Verbindung des zweiten Teils 3 mit dem ersten Teil 2 ist so eng, dass sie als selbstabdichtend betrachtet werden kann. Mit anderen Worten, eine Korrosion der Kontaktfläche und ein Eintreten von Feuchtigkeit in die Kontaktfläche des zweiten Teils 3 und des ersten Teils 2 wird verhindert.
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4 zeigt den Teil des in 1 gezeigten Kondensators nach Beendigung des letzten Montageschritts des Kondensators. Der zweite Teil 3 ist innerhalb der Öffnung 2a des ersten Teils 2 angeordnet worden.
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In 4 sind die beiden zweiten Teile 2, 3 so angeordnet, dass ihre jeweiligen oberen Platten 3a koplanar sind. Durch Anordnen der zweiten Teile 3 im ersten Teil 2 ist es möglich, Herstellungstoleranzen des ersten Teils 2 des Anschlusses einzustellen. Zum Beispiel kann zur Anpassung an Herstellungstoleranzen ein zweiter Teil 3 tiefer als der andere zweite Teil 3 in den jeweiligen ersten Teil 2 eingeschraubt werden. Somit gestatten die zweiten Teile 3 eine Verbesserung der Koplanarität der Anschlüsse 11, 12, da die zweiten Teile 3 gestatten, jegliche zuvor erzeugten und oftmals unvermeidbaren Abweichungen der Koplanarität der Anschlüsse 3 auszugleichen und wieder zu korrigieren.
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Mit anderen Worten, die Anschlüsse 11, 12 weisen die gleiche Höhe auf. Die Höhe von Anschluss 11 ist in 4 mit H11 markiert, und die Höhe von Anschluss 12 ist mit H12 markiert.
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5 zeigt eine Anordnung, die den zuvor beschriebenen Kondensator und zwei Sammelschienen 8, 13 umfasst. Eine der Sammelschienen 8 ist durch eine herkömmliche Schraube 9 und eine Unterlegscheibe 10 an dem ersten Anschluss 11 fixiert, wobei die Schraube 9 in das Innengewinde 4 des zweiten Teils 3 geschraubt ist. Die andere Sammelschiene 13 ist durch eine zweite Schraube 9 an dem anderen Anschluss 12 fixiert. Die Sammelschienen 8, 13 stehen nur mit den oberen Platten 3a des zweiten Teils 3, das heißt mit dem zweiten Material, in direktem Kontakt. Die beiden Sammelschienen 8, 13 sind durch einen Isolator 16 getrennt.
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Ferner zeigt 5 einen Teil des Wicklungselements. Insbesondere umfasst das Wicklungselement Nasen 15, die an dem Vorsprung 14 des ersten Teils 2 des Anschlusses fixiert sind. Die Nasen 15 umfassen Löcher, wobei der Vorsprung 14 in dem Loch angeordnet ist. Danach wird der Vorsprung 14 mit den Nasen 15 vernietet, wodurch die Nasen 15 dauerhaft an den Anschluss 11, 12 fixiert werden. Das Wicklungselement, das heißt die Nasen 15, stehen nur mit dem ersten Teil 2, das heißt mit dem ersten Material, in Kontakt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Deckscheibe
- 2
- erster Teil
- 2a
- Öffnung des ersten Teils
- 3
- zweiter Teil
- 3a
- obere Platte des zweiten Teils
- 4
- Innengewinde
- 5
- Außengewinde
- 7
- Nut
- 8
- Sammelschiene
- 9
- Schraube
- 10
- Unterlegscheibe
- 11
- Anschluss
- 12
- Anschluss
- 13
- Sammelschiene
- 14
- Vorsprung
- 15
- Nase
- 16
- Isolator
- H11
- Höhe
- H12
- Höhe
