DE2261472B2

DE2261472B2 - Schutzgehäuse für einen Elektrolytkondensator

Info

Publication number: DE2261472B2
Application number: DE19722261472
Authority: DE
Inventors: Rudi 7801 Eschbach Zuschke
Original assignee: Roederstein & Tuerk KG Fabrik Elektrischer Bauelemente 7815 Kirchzarten
Current assignee: Roederstein & Tuerk KG Fabrik Elektrischer Bauelemente 7815 Kirchzarten
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1975-08-07
Also published as: DE2261472A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzgehäuse für einen Elektrolytkondensator mit einem den Elektrolytkondensator aufnehmenden Becher oder Gehäuserohr, der bzw. das im Bereich einer offenen Stirnseite zylindrisch ausgebildet ist und mit einem in den Becher oder das Gehäuserohr eingesetzten, die offene Stirnseite verschließenden, ein Kontaktanschlußstück umschließenden elastischen Verschlußstopfen, bei dem der Durchmesser des nicht in den Becher bzw. das Gehäuserohr eingesetzten Verschlußstopfens größer ist als der Innendurchmesser des Bechers oder Gehäuserohrs im Bereich der offenen Stirnseite und der eingesetzte Verschlußstopfen dadurch den Becher bzw. das Gehäuserohr durch Preßsitz verschließt und bei dem sich der Becher oder das Gehäuserohr zur offenen Stirnseite hin verjüngt.

Bei einem nach der DT-AS 10 90 325 bekannten Schutzgehäuse dieser Art is: das fertige Gehäuse nicht von einem Verschlußstopfen abgeschlossen, sondern von einer der Sicherung und Abdichtung dienenden Verschlußperle. Diese Verschlußperle macht es unmöglich, im Zusammenwirken mit d^m Verschlußstopfen und dem angebördelten Gehäuserand reproduzierbare Verhältnisse zu schaffen, wenn sie für die Funktion eines Überdruckventils erforderlich sind.

Bei einem ähnlichen Gehäuse nach dem DT-Gbm 18 26 707 besteht der Verschlußstopfen nicht aus elastischem Materia¹ Der Verschlußstopfen ist vielmehr in eine Scheibe aus Hartpapier und ein Plättchen aus Glimmer aufgeteilt. Die Scheibe und das Plättchen sollen durch einen inneren tellerförmigen Kopf am Kontaktanschlußstück zusammengehalten werden. Die Verschlußanordnung dieses Gehäuses hat keine Ventilwirkung, weil sie durch eine Überbördelung des Gehäuserandes unverrückbar festgehalten wird. Bei einen" Überdruck im Gehäuse reißt entweder das Gehäuse auf oder die Überbördelung. Keinesfalls ergibt sich ein« definierte Ventilwirkung, die bei einem vorgegebener Druck anspricht.

In der DT-OS 15 64 76b ist eine Anschlußdurchfüh rung beschrieben, die aus einer Kopfschweißung zwi sehen Aluminium und Kupfer entstanden ist. Di( Schweißstelle ist in die Mitte eines Dichtstopfens verla gert und wird dort durch nachträgliche Kompressioi mit einer Diehtsicke gehalten. Diese Anschlußdurch führung ist nicht zuverlässig Durch die Sicke wird de

Dichtstopfen eingeschnürt. Dadurch entsteht an der Inienseite und der Außenseite der Ansehlußdurchführung entlang der Anschlußbohrung im Dichtstopfen ein !deiner Spalt Dieser Spalt soll zwar durch die Verdiklcung an der Kopfschweißung abgedichtet werden, jedoch ist die Schweißstelle selbst nicht gegen das Eindringen des Elektrolyten von innen geschützt Es entsteht nach kurzer Betriebszeit ein Primärelement mit einer elektrochemischen Korrosion, die zum Ausfall des Elektrolytkondensators führen ke-n.

Aufgabe der Erfindung ist es. das Schutzgehäuse eingangs genannter An derart auszubilden, daß der Verschlußstopfen als ein Oberdruckventil wirkt, da- bei einem innerhalb relativ enger Grenzen liegenden Druck zuvciässig anspricht Diese Aufgabe soll unter der Voraussetzung gelöst werden, daß das Gehäuse, ohne eine Dichtsicke oder Bördelung anbringen zu müssen, auf sehr einfache und kostensparende Art verschließbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Schutzgehäuse dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktanschluß stück einen Schaft aufweist, an dessen nach außen weisendem Ende ein Anschlußdraht angesetzt ist, der einen kleineren Durchmesser als der Schaft hat und an dessen nach innen weisendem Ende sich ein ebener Teller befindet, der einen größeren Durchmesser als der Schaft hat, und daß das Kontaktanschlußstück in eine seiner Form angepaßte Ausnehmung an der der offenen Stirnseite des Bechers oder des Gehäuserohrs abgekehrten Seite des Verschlußstopfens eingeschoben ist, so daß im in den Becher oder das Gehäuserohr eingesetzten Zustand des Verschlußstopfens der Teller von einem Quetschrand des Wandmaterials der Ausnehmung umgriffen ist.

Durch die Anordnung des Tellers im Verschlußstopfen wird ein definierter seitlicher Anpreßdruck der Wände des Sacklochs an die Innenwand des Bechers oder Gehäuserohrs erzielt, der zu einer definierten Ventilwirkung führt. Erst bei einem definierten Druck im Becher oder Gehäuserohr wird der Verschlußstopfen aus dem Becher oder Gehäuserohr herausgedrückt, unterhalb dieses Drucks aber dicht und unverrückbar im Becher oder Gehäuserohr festgehalten. Außerdem ergibt sich dadurch, daß das Wandmaterial des Sacklochs den Teller umgreift, eine besonders gute Gasdichtung zwischen dem Verschlußstopfen und dem Kontaktanschluß sowie eine Sicherung des Kontaktanhlusses gegen Verdrehung gegenüber dem Becher oder Gehäuserohr oder dem darin befr ilichen Elektrolytkondensator. Auch wird der Kontak.anschluß gegen Schub in aas Innere des Bechers oder Gehäuserohrs gesichert; ein solches Schub wird auf den Kontaktanschluß beim Einsetzen oder Ansetzen des Gehäuses in oder an eine Schaltungsplatte ausgeübt.

Der Teller bringt eine zusätzliche Dichtung und einen verbesserten Schutz der Schweißstelle gegen Benetzung durch kriechende Elektrolyten entlang dem Dichtkanal zwischem dem Schaft und dem Verschlußstopfen.

Da der Schaft nach der Lehre der Erfindung einen größeren Durchmesser als der Anschlußdraht hat, wird überdies die Verdrehungssicherheit des Schafts im Ver schlußstopfen erhöht und außerdem die Wandstärke des Verschlußstopfens um den Schaft herum gemindert, so daß größere, radiale Druckkräfte vom Schaft auf die Wandung des Gehäuses im Sinne der gewünschten Sicherheitsventilwirkung auszuüben sind.

Der Verschlußstopfen besteht vorteilhaft aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff. Er kann durch Ausstanzen oder als Formteil hergestellt sein.

Zum Einsetzen des Verschlußstopfens wird vorteilhaft eine Einpreßvorrichtung verwendet, die eine konisehe Einführhülse, deien Innendurchmesser an einer Eintrittsöffnung größer als der Durchmesser des Verschlußstopfens und an einer Austrittsöffnung kleiner als der Innendurchmesser des Bechers oder des Gehäuserohrs ist, einen durch die Einführhülse schiebbaren Druckstempel und ein vor der Austrittsöffnung der Einführhülse angeordnetes Widerlager zum Halten des Bechers oder des Gehäuserohrs beim Einschieben des Vtrschlußstopfens aufweist Eine solche Einpreßvorrichtung eignet sich zur Serienherstellung und läßt sich iS automatisieren. Der Druckstempel weist zweckmäßig im Inneren eine öffnung zur Aufnahme eines Anschlußdrahts des Bauelements auf.

Zum Herstellen der Verjüngung an der offenen Stirnseite des Bechers oder des Gehäuserohrs wird

ve.-teilhaft eine Stauchvorrichtung vorgesehen, bei der eine die beabsichtigte Form der Verjüngung an einer Stirnseite aufweisende Stauchhülse in Richtung ihrer Achse auf ein den Becher oder das Gehäuserohr mit seiner offenen Stirnseite zur Stauchhülse gerichtet haltendes Widerlager zu bewegbar angeordnet ist. Eine derartige Stauchvorrichtung führt keine aufwendige Roll- oder Bördelbewegung aus. Die zweckmäßige Ausbildung als Stauchhülse mit einer Innenöffnung schützt den durch den Verschlußstopfen tretenden Anschlußdraht des Bauelements. Dem gleichen Zweck dient eine öffnung im Widerlager.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Elektrolytkondensator mit einem erfindungsgemäßen Schutzgehäuse,

F i g. 2 eine Einpreßvorrichtung zum Einschieben eines Verschlußstopfens in einen Gehäusebecher,

F i g. 3 eine Stauchvorrichtung zum Stauchen des Gehäusebechers,

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des Schutzgehäuses,

F i g. 5 eine Draufsicht auf das Schutzgehäuse nach F i g. 4 und

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform des Schutzgehäuses.

F i g. 1 zeigt einen Elektrolytkondensator mit einem Gehäusebecher 1 aus Aluminium, in den ein Kondensatorwickel 3 eingesetzt ist und der an seiner offenen Stirnseite 5 mit einem elastischen aus Gummi oder Kunststoff hergestellten Verschlußstopfen 7 verschlossen ist. Der Kondensatorwickel 3 ist herkömmlich ausgebildet und besteht aus einer spiralig zusammen mil einer Stromzuführungsfolie und einem Abstandshalter aus sehr saugfähigem Papier aufgewickelten bandför migen Anodenfolie. Die Stromzuführangsfolie und die Anodenfolie sind mit je einer Anschlußfahne 9 bzw. Hl kontaktiert. Während die Anschlußfahne 9 am Gehäu sebecher 1 angeschweißt ist, ist die Anschlußfahne 11 mit einem durch den Verschlußstopfen 7 ragenden Tel lerniet 13 verbunden. Am Schaft 15 des Tellerniets 1: ist ein Anschlußdraht 17 befestigt. Ein weiterer An schlußdraht 19 ist am Boden 21 des Gehäusebechers 1 angeschweißt oder angenietet.

Der Verschlußstopfen 7 hat im nicht in dem Gehäu

''5 b_becher 1 eingebauten Zustand einen größerei Durchmesser als der Innendurchmesser des zylindri schon Gehäusebechers 1 und wird deshalb im einge sct/.ien Zustand durch Preßsitz gehalten. Da der Schaf

15 des Tellerniets 13 gegenüber dem Anschlußdraht 17 verdickt ist, wird er durch den vom Verschlußstopfen 7 ausgeübten Preßdruck sicher befestigt. Am im Gehäusebecher 1 gelegenen Ende des Schafts 15 weist der Tellerniet 13 einen Teller 22 auf, um den der Verschlußstopfen 7 teilweise herumgreift und mit einem Quetschrand 23 hält. Der Quetschrand 23 ist ein Teil der Wand eines im entspannten Zustand des Verschlußstopfens 7 zylindrischen Sacklochs 25, in das der Tellerniet 13 vor dem Einbauen des Verschlußstopfens 7 eingeschoben |₀ wird. Der einen gegenüber dem Schaft 15 vergrößerten Durchmesser aufweisende Teller 22 hält den Tellerniet 13 drehsicher und gegen Verschiebungen in axialer Richtung gesichert fest. Er verbessert durch seinen entlang seines Umfangs erhöhten Preßdruck die Dicht igkeit des Verschlußstopfens 7.

Wird der Elektrolytkondensator falsch gepolt angeschlossen, so entwickeln sich in dem dicht abgeschlossenen Gehäusebecher 1 Gase, die, falls kein Überdruckventil vorgesehen ist, den Gehäusebecher 1 zerreißen. Der Veschlußstopfen 7 hat deshalb einen Durchmesser, der so gewählt ist, daß er von Gasen, die sich im Gehäusebecher 1 entwickeln, herausgedrückt werden kann. Unvermeidliche Produktions- und Materialtoleranzen des Gehäusebechers 1 und des Verschlußstopfens 7 beeinträchtigen jedoch diese Ventilschutzwirkung. Der Gehäusebecher 1 ist deshalb an seiner offenen Stirnseite 5 mit einer konischen Verjüngung 27 versehen. Durch Ändern der Einwärtsneigung und der Länge der konischen Verjüngung 27 läßt sich die Ventilschutzwirkung leicht einstellen. Sie verbessert zusätzlich die Abdichtung des Gehäusebechers 1 durch den Verschlußstopfen 7.

F i g. 2 zeigt nun eine Einpreßvorrichtung 29, mit der der Verschlußstopfen 7 in den Gehäusebecher 1 eingedrückt werden kann. Die Einpreßvorrichtung 29 weist eine Einführhülse 31 mit einem Innenkonus 33 auf. Weiterhin ist die Einpreßvorrichtung mit einem Widerlager 35 und einem verschiebbar angeordneten Druckstempel 37 versehen. Das Widerlager 35 und der Druckstempel 37 sind axial zum Innenkonus der Einführhülse 31 ausgerichtet, wobei das Widerlager an einer engeren Austrittsöffnung 39 des Innenkonus 33 und der Druckstempel 37 vor einer erweiterten Eintrittsöffnung 41 des Innenkonus 33 angeordnet ist. Der Durchmesser der Austrittsöffnung 39 ist kleiner als der Innendurchmesser des Gehäusebechers 1, und der Durchmesser der Eintrittsöffnung 41 ist größer als der Durchmesser des nicht eingesetzten Verschlußstopfens 7. Das Widerlager 35 ist hohlzylindrisch ausgebildet und nimmt in seinem Inneren den Gehäusebecher 1 auf. Der Anschlußdraht 19 ragt hierbei durch eine Öffnung 43 im Boden 45 des Widerlagers 35. Der Innendurchmesser des Widerlagers 35 ist zweckmäßig an den Außendurchmesser des Gehäusebechers 1 angepaßt. Der Abstand des Widerlagers 35 ist so gewählt, daß die Einführhülse 31 an der offenen Stirnseite 5 des Gehäusebechers 1 aufsitzt. Der Durchmesser des Druckstempels 37 ist kleiner als der Durchmesser der Austrittsöffnung 39 der Einführhülse 31 und weist in seinem Inneren zweckmäßig eine Bohrung 47 auf, die beim Einschieben des Verschlußstopfens 7 den Anschlußdraht 17 aufnimmt. Beim Einschieben drückt nun der Druckstempel 37 unter hohem Druck den Verschlußstopfen 7 zusammen mit dem über seine Anschlußfahnen 9 und 11 kontaktierten Kondensatorwickel 3 in den Gehäusebecher 1. Der Verschlußstopfen 7 wird hierbei durch den Innenkonus 33 der Einführhülse 31 auf einen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäusebechers 1 zusammengedrückt und kann damit leicht in den Gehäusebecher 1 eingeschoben werden.

F i g. 3 zeigt eine Stauchvorrichtung 49, mit der die konische Verjüngung 27 an der offenen Stirnseite des Gehäusebechers 1 aus F i g. I hergestellt werden kann. Eine zum Gehäusebecher 1 axial bewegbar angeordnete Stauchhülse 51 weist an ihrer dem Gehäusebecher 1 zugekehrten Stirnseite einen Stauchkonus 53 auf. Der Stauchkonus 53 hat eine der konischen Verjüngung 27 entsprechende Form, die er ohne eine Dreh- oder Bördelbewegung auszuführen, auf den Gehäusebecher 1 überträgt. Während des Stauchvorgangs wird der Gehäusebecher 1 von einem entsprechend zylindrisch geformten Widerlager 55 gehalten. Während der Anschlußdraht 17 vom Inneren der Stauchhülse 51 aufgenommen wird, ragt der Anschlußdraht 19 durch eine öffnung 57 am Boden des Widerlagers 55. Durch entsprechende Gestaltung des Stauchkonus 53 lassen sich auch anders geformte Verjüngungen an der offenen Stirnseite 5 des Gehäusebechers 1 anbringen.

Eine andere Ausführungsform des Elektrolytkondensators ist in F i g. 4 dargestellt Der F i g. 1 entsprechende Teile sind mit um die Zahl 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet. In dieser Ausführungsform weist der Gehäusebecher 101 an seiner offenen Stirnseite 105 nach innen ragende Stauchnasen 127 auf. Die Stauchnasen 127 sind mit gleichem Abstand rosettenartig am Umfang des Gehäusebechers 101 verteilt. Eine Draufsicht auf den in F i g. 4 dargestellten Elektrolytkondensator ist in F i g. 5 gezeigt.

Eine weitere Ausführungsform ist aus F i g. 6 zu ersehen, in der entsprechende Teiie mit um die Zahl 200 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Ein Gehäusezylinder 201 ist an beiden offenen Stirnseiten 205 mit je einem Verschlußstopfen 207 dicht abgeschlossen, wobei zwischen den Verschlußstopfen 207 ein Kondensatorwickel 203 eingebracht ist Der Gehäusezylinder 201 ist an beiden offenen Stirnseiten 205 mit konischen Verjüngungen 227 versehen. Das Einpressen der Verschlußstopfen 207 in den Gehäusezylinder 201 sowie der offenen Stirnseiten 205 erfolgt entsprechend mit der in F i g. 2 dargestellten Einpreßvorrichtung bzw. mit der in F i g. 3 dargestellten Stauchvorriihtung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzgehäuse für einen Elektrolytkondensator mit einem den Elektrolytkondensator aufnehmen- s den Becher oder Gehäuserohr, der bzw. das im Bereich einer offenen Stirnseite zylindrisch ausgebildet ist und mit einem in den Becher oder das Gehäuserohr eingesetzten, die offene Stirnseite verschließenden, ein Kontaktanschlußstück umschlie- ßenden elastischen VerschJußstopfen, bei dem der Durchmesser des nicht in den Becher bzw. das Gehäuserohr eingesetzten Verschlußstopfens größer ist als der Innendurchmesser des Bechers oder Gehäuserohrs im Bereich der offenen Stirnseite und S5 der eingesetzte Verschlußstopfen dadurch den Becher bzw. das Gehäuserohr durch Preßsitz verschließt und bei dem sich der Becher oder das Gehäuserohr zur offenen Stirnseite hin verjüngt, d a -durch gekennzeichnet, daß das Kontaktan- zo schlußstück (13) einen Schaft (15, 115) aufweist, an dessen nach außen weisendem Ende ein Anschlußdraht (17.117,217) angesetzt ist, der einen kleineren Durchmesser als der Schaft (15,115) hat und an dessen nach innen weisendem Ende sich ein ebener Teller (22) befindet, der einen größeren Durchmes ser als der Schaft hat, und daß das Kontaktan- - schlußstück (13) in eine seiner Form angepaßte Ausnehmung an der der offenen Stirnseite (5, 105, 205) des Bechers oder des Gehäuserohrs (1, 101, 201) abgekehrten Seite des Verschlußstopfens (7, 107, 207) eingeschoben ist, so daß im in den Becher oder das Gehäuserohr (1,101, 201) eingesetzten Zustand des Verschlußstopfens (7, 107, 207) der Teller (22) von einem Quetschrand (23) des Wandmaterials der Ausnehmung (25) umgriffen ist.

2. Schutzgehäuse nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Becher oder das Gehäuserohr (1) konisch verjüngt.

3. Schutzgehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Becher oder das Gehäuserohr (101) in mehreren an seinem Umfang verteilt angeordneten Segmenten (127) verjüngt.

4. Schutzgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstopfen (7) aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff besteht.

5. Verfahren zur Herstellung eines Schutzgehäuses nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußdraht (17) in den VerschlulJstopfen (7) eingegossen oder eingespritzt wird.

6. Vorrichtung zum Herstellen des Schutzgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine konische Einführhülse (31, 33), deren Innendurchmesser an einer Eintrittsöffnung (41) größer als der Durchmesser des Verschlußstopfens (7) und an einer Austrittsöffnung (39) kleiner als der Innendurchmesser des Bechers oder des Gehäussrohrs (1) ist, ein durch die Einführhülse (31, 33) schiebbarer Druckstempel (37) und ein vor der Austrittsöffnung (39) der Einführhülse (31, 33) angeordnetes Widerlager (35) zum Halten des Bechers oder des Gehäuserohrs (1) beim Einschieben des Verschlußstopfens (7) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß eier Druckstempel (37) im Inneren eine Öffnung (47) zur Aufnahme eines Anschlußdrahtes (17) des Bauelements aufweist.

8. Vorrichtung zum Herstellen des Schutzgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die beabsichtigte Form der Verjüngung (27) an einer Stirnseite aufweisende Stauchhülse (51) in Richtung ihrer Achse auf ein den Becher oder das Gehäuserohr jl)^mit seiner offenen Stirnseite (5) zur Stauchhülse (51) gerichtet haltendes Widerlager (55) zu bewegbar angeordnet is».

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (35; 55} um den Becher oder das Gehäuserohr (1) herumgreift.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Widerfager (35; 55) eine öff nung (43: 57) zur Aufnahme eines weiteren Anschlußdrahtes (19) des Bauelementes aufweist.