DE1053669B - Breakaway protection for capacitors, especially for those that are suitable for higher temperatures - Google Patents
Breakaway protection for capacitors, especially for those that are suitable for higher temperaturesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator zum Betrieb an Wechselspannung, der mit einer Abreißsicherung versehen ist. Die Abreißsicherung besteht aus einer an einer Kondensatorbelegung befestigten, mit einer Sollbruchstelle versehenen Anschlußleitung und aus einer im Gehäuseabschluß verankerten Zugvorrichtung.The invention relates to an electrical capacitor for operation on alternating voltage, which with a Tear-off protection is provided. The tear-off protection consists of a with a predetermined breaking point and a connection line anchored in the housing end Pulling device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei unzulässigen Drucksteigerungen im Gehäuseinneren eine Sicherung zur Auslösung zu bringen, welche den Kondensator von der Spannungsquelle abschaltet.The invention is based on the object of an inadmissible pressure increase inside the housing Bringing the fuse to trip, which disconnects the capacitor from the voltage source.
Bei den. bekannten Ausführungen besteht die Sicherung meist aus einer Anschlußleitung, deren eines Ende mit einer Belegung des Kondensators verbunden ist, und aus einer Zugvorrichtung, an der das andere Ende der Anschlußleitung befestigt ist. Die Zugvorrichtung bewirkt bei zu hohem Druck innerhalb des Kondensators ein Zerreißen der an einer Stelle mechanisch geschwächten Anschluß'leitung. Für diese Vorrichtung ist eine Reihe von Ausfiihrungsformen bekannt. Eine besonders einf ache Ausführungsform findet sich bei Gehäusen, welche runde Becherform haben, an der Öffnung mit einer starren Scheibe verschlossen und mit zusätzlichen Mitteln abgedichtet sind. Tritt in einem solchen Kondensatorgehäuse ein Überdruck auf, ,so wird die starre Scheibe kolbenartig nach außen geschoben und reißt dabei die an ihr befestigte Anschlußleitung durch. Normalerweise wird die Scheibe mit Hilfe eines gewöhnlichen Gummiringes abgedichtet. Bei der Verwendung von, Gummi ist der Kondensator aber nicht für jedes Klima, insbesondere nicht für hohe Temperaturen geeignet, da Gummi, wenn er längere Zeit einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt ist, leicht spröde werden kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Zugvorrichtungen liegt in der Ungenauigkeit, mit der die Sicherung anspricht. Da zwischen dem als Kolben, wirkenden Gehäuseverschluß unid der Gehäusewandung Reibungskräfte bei einer Bewegung des Verschlusses zu überwinden sind, diese Reibungskräfte sich aber nicht genau vorherbestimmen lassen, besteht innerhalb eines weiten Druckgebietes Unsicherheit, bei welchem Druck die Sicherung anspricht.Both. known designs, the fuse usually consists of a connecting line, one of which End is connected to an occupancy of the capacitor, and from a pulling device to which the other End of the connecting line is attached. The pulling device causes too high pressure within the Capacitor tearing of the connection line, which is mechanically weakened at one point. For this device a number of embodiments are known. A particularly simple embodiment takes place with housings that have a round cup shape, closed at the opening with a rigid disk and are sealed with additional means. If overpressure occurs in such a capacitor housing on, the rigid disc is pushed outward like a piston and tears the connecting line attached to it by. Usually the disc is sealed with the help of an ordinary rubber ring. When using rubber, the capacitor is not for every climate, especially not for Suitable for high temperatures because rubber is light when exposed to heat for a long time can become brittle. Another disadvantage of the known pulling devices is the inaccuracy, with which the fuse responds. Since between the housing lock acting as a piston and the housing wall Frictional forces are to be overcome during a movement of the closure, these frictional forces but cannot be precisely determined in advance, there is uncertainty within a wide pressure range, at which pressure the fuse responds.
Um die Genauigkeit, mit der die Sicherung anspricht, steigern zu können bei gleichzeitiger Unempfindlichkeit gegen höhere Temperaturen, wird eine Abreißsicherung vorgeschlagen-, welche sich aus einer an einer Kondensatorbelegung befestigten, mit einer Sollbruchstelle versebenen Anschlußleitung und aus einer im Gehäuseverschluß verankerten Zugvorrichtung zusammensetzt. Erfindungsgemäß ist die Abreißsicherung dadurch ausgezeichnet, daß die Zugvorrichtung aus einem mit der Anschlußleitung mechanisch und/ oder elektrisch verbundenen Kolben besteht, welcher in einer im Verschluß befindlichen Kolbenführung be-In order to be able to increase the accuracy with which the fuse responds while at the same time being insensitive against higher temperatures, a tear-off protection is proposed, which consists of a a condenser assignment attached, with a predetermined breaking point versebenen connection line and from one composed of pulling device anchored in the housing lock. According to the invention, the tear-off protection distinguished by the fact that the pulling device consists of a mechanical and / or electrically connected piston, which is loaded in a piston guide located in the lock
Abreißsicherung für Kondensatoren,
insbesondere für solche, die für höhere
Temperaturen geeignet sindBreakaway protection for capacitors,
especially for those who are for higher levels
Temperatures are suitable
Anmelder:Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Heinz Fialkowski, Heidenheim,
ist als Erfinder genannt wordenHeinz Fialkowski, Heidenheim,
has been named as the inventor
weglich gelagert ist, daß die Kolbenführung an mindestens einer Stelle rund um den Kolben erweitert ist, daß an dieser Stelle eine auf Druckschwankungen im Gehäuse ansprechende Folie zwischen Kolben und erweiterter Kolbenführung membranförmig und gasdicht ausgespannt ist und daß der dem Gehäuseinneren angewandten Folienseite ein oder mehrere, der Zerstörung der Folie dienende scharfkantige Teile gegenüberstehen. is movably mounted that the piston guide is widened at at least one point around the piston, that at this point there is a film between the piston and the extended which is responsive to pressure fluctuations in the housing Piston guide is stretched membrane-shaped and gas-tight and that the inside of the housing is applied Foil side face one or more sharp-edged parts serving to destroy the foil.
Zur Erläuterung der Erfindung dient das in den Fig. la bis Id dargestellte Ausführungsbeispie; e:nes Kondensators mit der erfindungsgemäßen Abrei.lsicherung. To explain the invention, the Ausführungsbeispie shown in FIGS. La to Id is used; e : nes capacitor with the inventive safety device.
In Fig. la bedeutet 1 einen Kondensatorkörper lieispielsweise einen Kondensatorwickel, der in dr.s Gehäuse 2 eingesetzt ist und mit einem Haltering 3. der auch durch eine starre Isolierstoffscheibe erse':zt wer-In Fig. La, 1 denotes a capacitor body, for example a capacitor winding, which is inserted in the housing 2 and with a retaining ring 3, which is also replaced by a rigid insulating disk.
4-0 den kann, fest gegen den isolierten Boden de^ Gehäuses gedrückt wird. An der unteren Seite des
Wickels ist die Anschlußleitung 4 angelötet oder angeschweißt, die eine Sollbruchstelle 5 tragi. Oberhalb
der Bruchstelle ist sie an einem isolierenden Zwischer.-teil 6 befestigt und wird dann mit einer Zuleitung 22,
die zu einer in Fig. 1 b mit 19 bezeichneten Lötöse geführt ist, kontaktiert. Das Zwischenteil 6 verhindert,
daß die Zugvorrichtung spannungsführend ist. An anderen Ende des Zwischenteils ist eine DrahtEchicnfe'7
angebracht, deren Enden 20 (vgl. Fig. 1 b) durch einen Kolben 8 hindurchgeführt werden. Diese- Kolben wird
am Schluß der Herstellung des Kondens?.to"s
einer Kappe 9 versehen und mit den straff nach außen gezogenen Enden der Drahtschlaufe7 gasdicht geiöle \ 4-0 den can, is pressed firmly against the insulated base of the housing. On the lower side of the coil, the connecting line 4 is soldered or welded, which carries a predetermined breaking point 5. Above the break point, it is attached to an insulating intermediate part 6 and is then contacted with a supply line 22 which is led to a soldering lug designated 19 in FIG. 1b. The intermediate part 6 prevents the pulling device from being live. At the other end of the intermediate part, a wire chip 7 is attached, the ends 20 of which (cf. FIG. 1 b) are passed through a piston 8 . This piston is at the end of the production of the condensate? .To "s
provided with a cap 9 and geiöle gas-tight with the ends of the wire loop 7 pulled taut to the outside.
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Die Enden der Schlaufe 7 werden deshalb straffgezogen, damit das unnötige Spiel zwischenDrahtschIattfe und Anschlußleitung 4, bedingt durch Fertigungstoleranzen, verschwindet.The ends of the loop 7 are therefore pulled taut so that the unnecessary play between the wire slats and connecting line 4, due to manufacturing tolerances, disappears.
Das Gehäuse 2 ist an der Stelle 10 mit einer Rtmdsicke versehen, auf der sich eine starre Scheibe 11 befindet. Der Kolben 8 ist in den engen kr eis zylindrischen Teil einer Buchse 12 eingesetzt. Die Buchse ist unten erweitert. Ihr unterer Rand ist als Schneide 13 ausgebildet. Über den unteren Buchsenranid ist eine Folie 14 gespannt. Die Folie wird vom Kolben 8 in.der Mitte durchsetzt und ist an der Stelle 15 mit dem Kolben gasdicht, z. B. durch Weichlötung, verbunden. Das als Flansch ausgebildete Ende 16 des Kolbens 8 liegt an der Foliean und hat einen Durchmesser, der nur etwas kleiner als der des weiten Buchsenteiles ist. Die Buchse 12 ist zusammen mit der Folie 14 in ein Loch der starren Scheibe 11 eingesetzt und dabei z. B. eingeklebt. Die starre Scheibe 11 ist mit einer Vergußmasse 17 bedeckt, die das Gehäuseinnere gas- bzw. öldicht verschließt. 33 bedeutet ein Wickelrohr aus Hartpapier. 23 sind Isolierhüllen.The housing 2 is provided with a Rtmdsicke at the point 10, on which a rigid disk 11 is located. The piston 8 is inserted into the narrow, cylindrical part of a bushing 12. The jack is down expanded. Its lower edge is designed as a cutting edge 13. There is a foil over the lower bushing rim 14 excited. The foil is penetrated by the piston 8 in the middle and is at the point 15 with the piston gastight, e.g. B. by soft soldering connected. The end 16 of the piston 8, designed as a flange, rests against it the Foliean and has a diameter that is only slightly smaller than that of the large socket part. The socket 12 is inserted together with the film 14 in a hole in the rigid disc 11 and thereby z. B. glued in. The rigid disk 11 is covered with a potting compound 17 which closes the interior of the housing in a gas-tight or oil-tight manner. 33 means a winding tube made of hard paper. 23 are insulating sleeves.
Fig. 1 c gibt einen Querschnitt des in Fig. I a mit 6 bezeichneten Zwischenteils wieder. Das Zwischenteil besteht aus einem Hartpapierstreifen, in dessen Löcher die Drahtschlaufe 7 und die Anschlußleitung 4 eingeführt sind. An der Stelle 21 ist die Anschlußleitung mit der zur Lötöse führenden Zuleitunig 22 weich verlötet. 23 stellt eine Isolation dar. In Fig. Id ist der Haltering 3 (aus Fig. 1 a) gesondert dargestellt, der fünfzehn Nuten auf seinem Umfang trägt. Durch den Haltering können Längenunterschiede des Kondensatorwickels ausgeglichen werden. Ferner beeinträchtigt er, falls der Kondensator mit Imprägnieröl getränkt ist, nicht die (^zirkulation, was natürlich auch bei einer gelochten Platte möglich ist. Der in Fig. 1 a dargestellte Kolben 8 kann z. B. aus einem Hohlniet bestehen, durch den man gegebenenfalls den Kondensator mit Imprägniermasse versieht. Dadurch ist eine besondere Imprägnierdüse, die sonst bei anderen Kondensatorkonstruktionen vorgesehen ist, nicht erforderlich. FIG. 1 c shows a cross section of the intermediate part designated by 6 in FIG. The intermediate part consists of a hard paper strip, in the holes of which the wire loop 7 and the connecting line 4 are inserted are. At the point 21, the connection line is softly soldered to the feed line 22 leading to the soldering lug. 23 represents an insulation. In Fig. Id, the retaining ring 3 (from Fig. 1 a) is shown separately, the carries fifteen grooves on its circumference. The retaining ring can cause differences in length of the capacitor winding be balanced. It also affects if the capacitor is soaked with impregnation oil is, not the (^ circulation, which is of course also possible with a perforated plate. The in Fig. 1 a shown piston 8 can, for. B. consist of a hollow rivet, through which you can optionally the capacitor provided with impregnation compound. This creates a special impregnation nozzle that is otherwise used by others Capacitor structures are provided, not required.
Wenn in dem nach Fig. 1 a wiedergegebenen Kondensator der Druck ansteigt, wird die Folie 14 gegen die Schneide 13 dar Buohse gedrückt. Erreicht der +5 Druck einen bestimmten Betrag, wird die Folie durch die Schneide zerstört. Der Kolben, der vorher von der Folie in seiner Lage gehalten wurde, kann dann nach oben schnellen und dabei die Anschlußleitung 4 an der Sollbruchstelle 5 mit Hilfe des Zwischenteils 6 auseinanderreißen. Die Abwärtsbewegung des Kolbens wird durch Anschlagen: des Flansches 16 gegen die Schulter 18 begrenzt, so daß der Kolben nicht aus der Buchse herausgleiten kann. Dadurch wird vermieden, daß Luft in den erhitzten Kondensator eindringt und unter Umständen eine Explosion herbeiführt. Außerdem ist das nun über den Gehäuseabschluß ragende Ende des Kolbens 8 eine Anzeige dafür, daß der Kondensator seine Funktion nicht mehr ausüben kann.When the pressure increases in the condenser shown in FIG. 1 a, the film 14 is against the cutting edge 13 pressed against the socket. If the +5 pressure reaches a certain amount, the foil is through the cutting edge destroyed. The piston, which was previously held in its position by the foil, can then move on snap up at the top and tear apart the connecting line 4 at the predetermined breaking point 5 with the aid of the intermediate part 6. The downward movement of the piston is achieved by striking: the flange 16 against the Shoulder 18 limited so that the piston can not slide out of the socket. This avoids that air penetrates the heated condenser and possibly causes an explosion. aside from that is that now protruding over the housing end of the piston 8 an indication that the capacitor can no longer perform its function.
Ein weiteres Beispiel der erfinidungsigemäßen Abreißsicherung geben die Fig. 2 a und 2 b wieder. Man erkennt i.n diesen Figuren die gleichen Teile 4, 6, 7, 8, 14, 15, 19, 22, 23 und 33 wie in den· Fig. 1 a und 1 b wieder. Der Ring25 hat an der Unterseite eine Schneide 26, die beispielsweise durch eine Kronenschneide ersetzt werden kann. Der Ring 25 ist an der Stelle 27 mit der Folie 14 dicht gelötet. Die Folie wiederum ist an der Stelle 15 mit dem Kolben 8 dicht gelötet. Die Führung des Kolbens wird von einem Loch im Preßstoffdeckel 28 übernommen. Das Loch kann even-Another example of the tear-off device according to the invention is shown in FIGS. 2a and 2b. Man recognizes in these figures the same parts 4, 6, 7, 8, 14, 15, 19, 22, 23 and 33 as in FIGS. 1 a and 1 b again. The ring 25 has a cutting edge 26 on the underside, which is replaced, for example, by a crown cutting edge can be. The ring 25 is soldered tightly to the foil 14 at the point 27. The slide in turn is soldered tightly to the piston 8 at point 15. The piston is guided by a hole in the Pressed material cover 28 taken over. The hole can even-
tueir als Vierkant 29 (vgL Fig. 2b) ausgeführt sein, um beim- HochschnelTen' des Kolbens ein schnelleres Entweichen 'der Luft zu gestatten. Wenn -der Kolben seine äußere Lage erreicht hat, legt sich der Flansch des Kolbens gegen die VierlcantöfFnung, so daß keine nennenswerten S'auerstoffmengen in das Gehäuseinnere gelangen können. Der NietrfngSO ist mit im Preßstoff eingepreßt. Seine Unterkante wird nach Einsetzen der zusammengelöteten Teile 25, S und 14 umgedrückt, so daß der Ring 25 mit dem GummiringSl gegen den Preßstoff gepreßt und dadurch das Gehäuseinnere gegen die umgebende Luft abgedichtet wird. Für höhere Temperaturen fertigt man den Gummiring 31 bzw. die GummiteiIe 37 aus einem wärmebeständigen. Material, z. B. aus einem synthetischen Kautschuk auf Butadienacrylnftrllbasis. Der Kolben kann im Durchmesser kleiner sein als der in den, Fig. Ia und lb, weil durch den Kolben· hindurch nicht mehr imprägniert zu werden braucht. Die Imprägnierung erfolgt bevor der gesamte Preß stoff deckel aufgesetzt und der Becher öldicht umgebördelt wird. Dann wird die in Fig. 1 a dargestellte Kappe 9 überflüssig. Durch das Kolbeninnere werden die Drahtenden 7 geführt, straffgezogen und zusammen mit dem Kolben an der Stelle 32 dicht gelötet.should be designed as a square 29 (see Fig. 2b) in order to allow the air to escape more quickly when the piston snaps up. When the piston has reached its outer position, the flange of the piston lies against the square opening so that no significant amounts of oxygen can get into the interior of the housing. The rivet SO is pressed into the molding material. Its lower edge is pressed over after inserting the soldered together parts 25, S and 14, so that the ring 25 with the rubber ringSl is pressed against the molding material and the interior of the housing is thereby sealed against the surrounding air. For higher temperatures, the rubber ring 31 or the rubber parts 37 are made from a heat-resistant one. Material, e.g. B. from a synthetic rubber based on Butadienacrylnftrll. The diameter of the piston can be smaller than that in FIGS. 1 a and 1 b because it no longer needs to be impregnated through the piston. The impregnation takes place before the entire press cover is put on and the cup is crimped oil-tight. Then the cap 9 shown in Fig. 1 a is superfluous. The wire ends 7 are guided through the inside of the piston, pulled taut and soldered together with the piston at the point 32.
Die zum Zerstören der Folie erforderliche Kraft läßt sich durch Wahl der Foliendicke, der Schneidenausführung und durch Einhalten eines bestimmten Abstandes zwischen Schneide und Flansch genau festlegen. Da diese Kraft im Betriebsfall durch den im Gehäuse auftretenden Überdruck hervorgerufen wird', ist auch der Überdruck genau festlegbar, bei dem der-Sicherungsdraht zerrissen werfen soll.The force required to destroy the film can be precisely determined by choosing the film thickness, the design of the cutting edge and by maintaining a certain distance between the cutting edge and the flange. Since this force is caused during operation by the overpressure occurring in the housing ', the overpressure at which the safety wire is to be torn can also be precisely determined.
In Weiterbildung der Erfindung können die die-Folie zerstörenden scharfkantigen Teile auch in anderer Form ausgebildet werden, z. B. in Form einer Kronen- oder Zackenschneide. Die Fig. 3 a und 3b zeigen eine solche über die Folie 14 befindliche Schneide 24 im Querschnitt und in Aufsicht. Auch wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn die mit der Sollbruchstelle versehene Anschlußleitung4 (vgl. Fig. la und 2a) ohne Benutzung eines isolierenden Zwischenteils durch den Kolben nach außen geführt wird. In diesem Fall spart man eine Lötöse ein, muß dafür aber in Kauf nehmen, daß der Kolben an Spannung liegt.In a further development of the invention, the sharp-edged parts that destroy the film can also be used in other parts Shape are formed, e.g. B. in the form of a crown or serrated edge. Figs. 3a and 3b show such a cutting edge 24 located above the film 14 in cross section and in plan view. Even does not go beyond the scope of the invention if the connecting line 4 (See. Fig. La and 2a) passed through the piston to the outside without using an insulating intermediate part will. In this case you save a soldering lug, but you have to accept that the piston will Tension lies.
Der Erfindungsgedanke gestattet auch eine Konistruktion.die in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Diese Figur gibt eine aus den Teilen d und B bestehende Buchse wieder, weiche in der Mitte eine Erweiterung 34 besitzt. Durch die Buchse ist der Kolben 8 geführt. 14 stellt eine Folie dar, die zwischen Kolben und Buchse ausgespannt ist. 35 ist ein Schneidewerkzeug. Die Folie 14 wird vor dem Zusammensetzen der Teilet und B an den Kolben gelötet. Dann wird der Kolben zusammen mit der Folie in das Teil A eingeführt. Die Ränder der Teile A und B, die mit Lötmasse versehen sind, werden nun an die Folie gepreßt und erhitzt, so daß die Folie an den Stellen 36 mit der Buchse dicht verlötet wird.The concept of the invention also allows a construction which is shown schematically in FIG. This figure shows a socket consisting of parts d and B , which has an extension 34 in the middle. The piston 8 is guided through the bushing. 14 shows a film that is stretched between the piston and the bushing. 35 is a cutting tool. The foil 14 is soldered to the piston before the parts and B are assembled. Then the piston is inserted into part A together with the foil. The edges of parts A and B, which are provided with soldering compound, are now pressed against the foil and heated so that the foil is soldered tightly to the socket at points 36.
Die erfindungsgemäße Abreißsicherung besitzt den Vorzug, daß sie bei den meisten Kondensatoren nach geringer Umkonstruktion angewendet werden kann.The tear-off protection according to the invention has the advantage that it is after most capacitors minor redesign can be used.
Zum Abdichten des Gehäuses wird zweckmäßig eine Vergußmasse, die aus einem Epoxydharz besteht, verwendet. Da Epoxydharz mit Aluminium gut abbindet, ist es vorteilhaft, die Buchse daraus zu fertigen, jedoch zeigen auch andere Metalle, wie beispielsweise Kupfer, Zinn oder eine Zinnbleilegierung noch ausreichende Abbindefähigkeit mit dem Epoxydharz.To seal the housing, a potting compound consisting of an epoxy resin is expediently used. Since epoxy resin sets well with aluminum, it is advantageous to manufacture the bushing from it, however also show other metals such as copper, tin or a tin-lead alloy are still sufficient Ability to set with the epoxy resin.
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1957
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