DE1884968U

DE1884968U - Abdichtung fuer elektrische vorrichtungen.

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Publication number: DE1884968U
Application number: DEJ11529U
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1962-04-25
Filing date: 1963-04-19
Publication date: 1963-12-27
Also published as: CH412113A; US3248613A; GB1033433A

Description

International Standard Electric Corporation, New York

Abdichtung für elektrisohe Vorrichtungen.

Die Neuerung bezieht sich auf die Abdichtung für das Gehäuse von elektrischen Vorrichtungen, duroh welche verhindert werden soll, daß Dämpfe oder Flüssigkeiten entweichen können, wie z. B. der Elektrolyt bei einem elektrolytischen Kondensator. Die Neuerung kann jedoch auoh bei anderen elektrischen Vorrichtungen verwendet werden, wo eine gute Abdichtung benötigt wird.

Die Neuerung eignet sioh insbeaondere für Vorrichtungen, welche Schwefelsäure enthalten oder andere chemische Lösungen oder Verbindungen in Form eines Geis oder einer thixotropen Mischung, in denen ein Dampf oder eine Flüssigkeit enthalten ist, die leioht an der Oberfläche entlangkriechen. Die in solchen Vorrichtungen, wie z. B. in elektrolytischen Kondensatoren, erzeugte Wärme erhöht nicht nur den Druck im Gehäuse, sondern erhöht auoh die Tendenz des Elektrolyten durch alle feinen Spalten zu kriechen, die in der Umhüllung vorhanden sind oder sioh bilden können. Es wurde gefunden, daß die bisher bekannten elektrolytIschen Kondensatoren, obwohl sie zur Zeit der Herstellung vollkommen dicht waren, sohlechter werden und Elektrolyt verlieren, nachdem sie eine Zei^in Betrieb waren. Dies ist wohl auf die zahlreichen Temperaturzyklen zurückzuführen, welchen die Kondensatoren unterworfen werden. Die abwechselnde Ausdehnung und Zusammenziehung bewirkt eine Verschlechterung der Verbindung zwischen dem isolierenden Dichtungsmaterial., der Anodenzuleitung und dem Metallgehäuse, weiches üblicherweise die Kathode bildet und beispielsweise aus Kupfer oder Silber besteht. Dieses Material hat einen positiven thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wodurch hauptsächlich die ursprüngliche Abdichtung beeinflußt wird.

(Dr.Bs.)Fr./s. - 11.4.1963

ISE/Reg. 2706

21g, 10/03. i SS4 96S. International Stan- j daTd Electric Corporation, New York ! N. Y. (V. St. A.); Vertr.: Dipl.-Ing. h'. i - -. Ciaessen, Pat.-Anw., Stuttgart-Zuffenhau- j I I. sen. I Abdichtung für elektrische Vorrichtungen. 19. 4. 63.J 11 529. V. St v.! Amerika 25. 4. 62. 190.060. (T. 8- Z 2) i

Gegenstand der Neuerung ist ein verbesserter dichter Abschluß für das Gehäuse von elektrischen Vorrichtungen, wie elektrolytischen Kondensatoren usw., bei denen das Entweichen eines Dampfes oder einer Flüssigkeit vermieden werden muß.

Gegenstand der Neuerung ist weiter eine Abdichtung für elektrolytisohe Kondensatoren, die während wiederholter Temperaturzyklen, wenn der Kondensator abwechselnd geladen und entladen wird, dicht bleibt.

Ein wesentliches Merkmal der Neuerung isc ain Dichtungskörper aus widerstandsfähigem isolierendem Material, welcher eine Kammer hat, die mit einer Reserve von flüssigem Dichtungsmittel gefüllt ist, das mit dem Dichtungsmaterial in den Zwischenräumen zwischen dem Isolierkörper und den Metallteilen der Vorrichtung in Verbindung steht. Dieser Vorrat an flüssigem Dichtungsmittel erlaubt eine Art Atmung der Vorrichtung während wiederholter Temperatur-und Druckänderungen und verhindert, daß der Elektrolyt oder eine andere Flüssigkeit durch die Abdichtung hindurchkriecht.

Ein weiteres Merkmal der Neuerung ist die Verwendung eines Ringes oder einer Kappe aus einem Material mit negativem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, die so über dem Körper aus Isolierstoff angeordnet sind, daß die Ausdehnungs- und Zusammenziehungskräfte des Kathodengehäuses aus Silber ausgeglichen werden.

Zum besseren Verständnis der Neuerung soll diese anhand der Figuren näher erläutert werden.

Figur 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen elektrolytischen Kondensator mit einer Abdichtung gemäß der Neuerung vor der endgültigen Fertigstellung.

Figur 2 zeigt den elektrolytisohen Kondensator nach Figur 1 nach Fertigstellung der Abdichtung.

21g, 10/03. 1 SS4 96S. International Stan- I dard Electric Corporation, New York I N. Y. (V. St. A.); Vertr.: Dipl.-Ing. H.\ _ -, ,„ _c, Ciaessen, Pat.-Anw., Stuttgart-Zuffenhau- ; L f. !£.00 ,

— J — sen. I Abdichtung für elektrische Vor- i I

richtungen. 19. 4. 63. J Π 529. V. St. ν. · ''

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Figur ? zeigt <?inen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Neuerung vor der endgültigen Fertigstellung der Abdichtung.

Figur 4 zeig"¹; die Abdichtung nach Figur 3 nach ihrer Fertigstellung.

In Figur 1 ist der Zustand des elektrolytischen Kondensators vor Fertigstellung der Abdichtung dargestellt. Die Kathode 10 besteht vorzugsweise aus Silber und hat die Form eines zylindrischen Gehäuses, das an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist. Die poröse Anod3 11 besteht vorzugsweise aus Tantal und ist auf den Boden der Kathode unter Zwischenlage einer Isolierscheibe 12 aufgesetzt. Die Anode hat eine Zuleitung 13 aus Tantal, die am oberen Ende aus dem Gehäuse herausragt. Vor dem Einbringen der Anode in das Kathodengehäuse wird eine abgemessene Menge des Elektrolyten 14 eingefüllt. Zur Abdichtung des oberen Endes der Kathode wird ein Körper aus widerstandsfähigem Isoliermaterial in Form der Ringe 15 und 16 auf die Zuleitung 13 aufgeschoben. Diese Ringe und die Scheibe 12 können aus einem synthetischen Kunststoff, wie z. B. Polytetrailuoräthylen oder Polytrifluoräthylen bestehen. Bevor der Ring 15 auf die Zuleitung 13 aufgesteckt wird, wird die Zuleitung und die obere Fläche der Anode mit einer Schicht von Dichtungsmaterial 17 bedeckt, das beispiexsweise aus Polyisobutylen besteht, welches mit einem lösungsmittel verdünnt ist. Dann wird der Ring 15 auf die Zuleitung 13 aufgesteckt und ebenfalls mit dem Dichtungsmittel bedeckt, wonach der Ring 16 aufgesteckt wird. Wenn genügend Dichtungsmittel auf den Ring 15 aufgebracht wurde, ist es nicht nötig, auf den Umfang des Ringes 16 Dichtungsmittel aufzubringen. Es ist jedoch vorteilhaft, auf den Ring 16 zusätzlich noch Dichtungsmittel aufzubringen, damit daß Dichtungsmittel in jedem Falle die Kammer 20 durch den Spalt 18 t füllt. j

Wenn die Teile, wie in Figur 1 dargestellt, zusammengesetzt sind, \\

wird der obere Randteil 19 des Kathoaengehäuses naoh innen gebogen H

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und zwar zu einem Winkä. von etwa 60 , wie dies in Figur 2 dargestellt i-j ist. Durch dieses Umbiegen wird durch die Wand 19 der Ring/wie dargestellt zusammengepreßt, so daß sich eine Kammer 20 bildet, die als

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2ig, 10/03. 1 884 96S. International Standard Electric Corporation, New York N. Y. (V. St. Α.); Vertr.: Dipl.-Ing. Ή. Ciaessen, Pat.-Anw., Stutlgart-Zußenhausen. I Abdichtung für elektrische Vorrichtungen. 19. 4. 63." J 11 529. V. St. ν. Amerika 25. 4. 62. 190.060. (T. 8; Z. 2) 1

Vorratskammer für das Dichtungäffieuium 17 dient, welches nun vollständig diö Flächen des Gehäuserandes 19 und die anschließenden Flächen der Ringe 15 und 16 bedeckt. Der Überzug ist auch an der Berührungsfläche der beiden Hinge und auf der Oberfläche der Zuleitung 13 vorhanden*

Die Abdichtung wird dadurch fertiggestellt, daß ein Isolierrohr 21 aus widerstandsfähigem Kunststoff, wie z. B. einem solchen, der unter der geschützten Bezeichnung "Mylar" bekannt ist, über die Kathode gezogen wird. Der Zwischenraum zwischen dem oberen Teil des überzugsrohres und der umgebogenen Gehäusewand 19 bzw. dem unteren Teil der Zuleitung 13 wird mit einem geeigneten Material 22 ausgefüllt, vorzugsweise mit einem Epoxydharz mit negativem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der ungefähr dem positiven thermischen Auedehnungskoeffizienten von Silber oder dem verwendeten Kathodenmaterial entspricht. Durch diese kappenförmige Abdeckung wird verhindert, daß sich die Gehäusewand 19 bei Temperaturänderungen im Betriebe oder in der Umgebung bewegt.

Ein Druck, der sieb, in dem Kondensator während des Betriebes bildet, wird dadurch aufgefangen, daß die Luft oder das Gas im Zwischenraum zusammengepreßt wird. Bei Druckänderungen wird das Dichtungsmittel längs der inneren Flächen der Dichtung entlanggepreßt und durch den Vorrat aus der Kammer 20 ergänzt, so daß der Elektrolyt nicht austreten kann. Wenn der Druck vermindert wird, dehnt sich das Abdichtungsmittel 17 aus und drückt den Dampf oder die Flüssigkeit, welches gegebenenfalls zwisohen den Ring 15 und die Wand 19 gepreßt wurde, wieder in das Gehäuse zurück. Versuche haben gezeigt, daß diese Abdichtung vollkommen dicht ist und sich während einer langen Gebrauchszeit nicht verschlechtert. Dies ist offenbar auf die Vorratskammer 20 zurüokzufuhren, welche einen Vorrat an Dichtungsmittel enthält, außerdem auf den negativen Ausdehnungskoeffizienten des Materials 22, durch den eine Bewegung des Gehäuseteiles 19 bei Temperaturänderungen verhindert wird.

Es soll noch bemerkt werden, daß die Ringe 15 und 16 in Figur 1, welche das offene obere Ende des Kathodengehäuses abdichten, verschiedene

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richtungen. 19. 4. 65.' J Il 529. V. St. v. Amerika 25. 4. 62. 190.060. (T. 8; Z. 2) |

Form haben, so daß nach dem Zusammenpressen mit dem Gehäuseteil 19 die Kammer 20 gebildet wird, welche als Vorrat für das Dichtungsmittel dient. Die untere Fläche des Ringes 16 ist größer als die obere Fläche des Ringes 15, so daß nach dem Umbiegen des Gehäuseteils 19 eine Kammer gebildet wird, welche das überflüssige Dichtungsmittel von der Oberfläche der Ringe aufnimmt.

In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Neuerung dargestellt, bei der die Abdichtung aus zwei ringförmigen Dichtungskörpern 25 und 26 besteht. Diese beiden Ringe haben gleiche Form und Größe und je eine konische Ausnehmung, die mit 27 bzw. 28 bezeichnet sind. Das Dichtungsmittel ist auf die Anodenzuleitung 13 und auf die obere Fläche der Anode 11 aufgebracht, wie bei der Ausführungsform nach Figur 1 und 2. Dann wird der erste Ring 25 auf die Zuleitung 23 aufgesteckt und die Oberfläche mit Dichtungsmittel bestrichen und zwar wird auch die konische Ausnehmung 27, welche die Zuleitung 13 umgibt, ausgefüllt. Dann wird der zweite Ring 26 auf die Zuleitung aufgesteckt. Gegebenenfalls werden noch die Randteile der Ringe mit Dichtungsmittel bestrichen, jedooh ist dies nicht unbedingt erforderlich, da die beiden Dichtungsringe mit ihren Berührungsflächen fest aufeinandergepreßt werden, wobei das Dichtungsmittel in die Zwischenräume zwischen dem Ring 26 und die anliegende Gehäusewand 29 gepreßt wird, wenn dieser Gehäuseteil so gegen die Ringe gepreßt wird, wie dies bei 30 und 31 in Figur 4 dargestellt ist. Durch den Druck der Gehäusewand 29 werden die Ringe 25 und 26 so zusammengepreßt, daß der Raum der Kammer 27» 28 und die Zwischenräume zwischen den Stirnflächen der Ringe 25 und 26, zwischen den Ringen und der Oberfläche der Zuleitung 13 und zwischen den Oberflächen des Gehäuse teils 29 verkleinert wird. Bei dieser Ausführungsform hat die Säure oder der Dampf die Tendenz, entlang der Zuleitung 13 zu kriechen und nicht entlang der Gehäusewand 29· Dies wird jedoch durch den Vorrat an Dichtungsmittel in der Kammer 27, 28, welche die Zuleitung 13 umgibt, verhindert.

Bei dieser Ausführungsfona muß kein Material 22 mit negativem Ausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Anstelle dessen ist das obere j Ende der Gehäusewand 29 nach innen gebördelt, so daß es auf die Ober-

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fläche ds» Ringes 26 drückt, wie dies bei 33 angedeutet 1st. Es wird auf diese Weise zusätzlich zu dem radialen Brück durch die SindrUokungen ·** 30 und 31 auf die Ringe 25 und 26 noch ein senkrechter Druok ausgeübt.

Obwohl dar Körper aus Isoliermaterial in diesen beiden Ausführungsbeispielen aus zwei Seilen besteht» kann er auoh aus einem einzigen Teil alt einer geeigneten Vorratskammer für das Dichtungsmittel bestehen. Die dargestellten Ausführungsformen sind daher nur Beispiele und es sind zahlreiche Abwandlungen hiervon denkbar, ohne daß vom Prinzip der Neuerung abgegangen wird.

Anlagern

10 Sohutzansprüohe 2 Bl. Zeichnungen

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Claims

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2ig, 10/03. 1 884 968. International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. Α.); Vertr.: Dipl.-Ing. H. Claessen, Pat.-Anw., Stuttgart-Zuffenhausen. I Abdichtung für elektrische Vorrichtungen. 19. 4. 65." J 11 529. V. St. ν. Ätnerika 25. 4. 62. 190.060 (T. 8; Z. 2)

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SchutzansprUche:

1.) Elektrische Vorrichtung mit einem einen Dampf oder eine Flüssigkeit enthaltenden Gehäuse, insbesondere elektrolytischer Kondensator, dessen offenes Ende mit einem Diohtungskörper aus widerstandsfähigem Material abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtcngskörper so geformt ist, daß er eine Kammer enthält oder mit der Gehäusewand bildet, daß die Kammer ein flüssiges Dichtungsmittel enthält, das aueoh zwischen den Berührungsflächen des Diohtungskörpers und der frehäusewand sowie zwischen den einzelnen Teilen des Dichtungskörpers vorhanden ist und daß die Gehäusewand so ausgebildet ist, daß sie auf den Dichtungskörper einen Druck ausübt.

2.) Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diohtungskörper aus zwei Teilen besteht, die so ausgebildet sind, daß sie miteinander eine Kammer bilden.

5.) Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper aus zwei Teilen besteht, deren aufeinanderliegende Flächen verschieden groß sind, so daß eich am Umfang der Dichtungskörper mit der Gehäusewand eine Kammer ergibt.

4.) Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn- : zeichnet, daß das flüssige Dichtungsmittel aus Polyisobutylen in Mischung mit einem Lösungsmittel besteht.

5.) Elektrische Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Material mit positivem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, daß die Gehäusewand an dem offenen Ende nach innen gebogen ist und daß auf dem umgebogenen Teil der Gehäusewand eine kappenförmige Abdeckung angeordnet ist, die aus einem Material mit einem negativen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, der etwa dem positiven Ausdehnungskoeffizienten des Gefaäusematerials entsprichtt

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21g, 10/03. 1 884 968. International Standard Electric Corporation, New York, N.Y. (V. St. A.); Vertr.: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Pat.-Anw., Stuttgart-Zufienhausen. I Abdichtung für elektrische Vorrichtungen. 19 4. 63.' J 11 529. V. St. v. Amerika 25. 4. 62. 190.060. (T. 8; Z^ 2)

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"Γ

6.) Bl*&trolyti2öher Kondensator,mit einer Kathode in Form eines an einem Snde offenen Zylinders, in dem eine Anode angeordnet ist, derea Suführung auo des offenen Snde des Zylinders herausragt und einem Elektrolyten, der in dem Kathodengehäuae angeordnet ist, nach einem oder aehreren der Ansprüche 1 bis 5# dadurch gekennzeichnet, dafl der Dichtungekörper aus einen oder mehreren. Hingen besteht, die auf die Anodenzuleitung aufgeschoben sind.

7.) Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dafl der Hand des offenen Sndes des Kathodengehäuses nach innen gebogen 1st und daS Isoliermaterial ringförmig auf dem nach innen gebogenen Teil des Kathodengehäuses angeordnet 1st und daJ das Kathodengehäuae mit einer Hülle aus Isolierstoff umgeben 1st·

8.) Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daJ3 das ringförmig auf dem umgebogenen Teil des Kathodengehäuses angeordnete Dichtungsmaterial aus Epoxydharz besteht·

9.) Slektrolytlsoher Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dafl dsr Dichtungskörper aus zwei anelnanderliegenden Hingen besteht, deren aneinander!, legend β Flächen verschiedene GrUSe haben, so dafl sie mit dem oberen Snde des Kathodengehäuses eins Kammer bilden·

10.) Slektrolytlsoher Kondensator nach Anspruch 6, daduroh gekennzeichnet, dafl der Dichtungskörper aus zwei aufelnanderliegenden Hingen besteht und die Hinge in den aufeinanderliegend·]* Flächen Ausnehmungen haben, die einander gegenüberliegen und eins Kammer bilden.

(Dr.Be.)7r./s. - 11.4.1963