DE2350271C3 - - Google Patents
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Description
Verforimingszone senkrecht zu den Flachseiten der
gewickelten oder geschichteten Lagenoberflächen besteht
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung besteht darin, daß die Abschaltvorrichtung aus einer spröden, im wesentlichen unelastischen, an der
verformbaren Zone des Kondensatorkörpers anliegenden Isolierstoffplatte besteht, die mi! einer leitenden
Metallauflage aus einer aufgedampften Metallschicht oder einer aufgeklebten Metallfolie versehen ist und die
bei einer Verformung des Kondensatorkörpers bricht. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Isolierstoffplatte
zur Vermeidung praktisch jeder elastischen Verformung eine Kerbe oder Rille als Sollbruchstelle aufweist
Der Einbau des Kondensatorkörpers mit der Abschaltvorrichtung in das Gehäuse des Kondensators
erfoigi mii Vorteil derart, daß die AbsehaltvOrriehiung
unter Zwischenlage eines elastischen Materials durch eine feste Vergußmasse mit dem Konden^atorkörper
verbunden ist Durch diese Einbauart wird gewährleistet, daß ausreichend Platz für die Verformung des
Kondensatorkörpers im Bereich der vorherbestimmten Zone besteht, so daß die Isolierstoffplatte mit ihrer
Metallauflage in jedem Störungsfall bis zum Bruch verformbar ist.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläurert. Es
zeigt
Fig. 1 eine Isolierstoffplatte mit Metallauflage und Sollbruchstelle,
F i g. 2 einen Flachwickel mit montierter Abschaltvorrichtung,
F i g. 3 die Auswölbung eines Kondensatorkörpers auf seiner freien Flachseite,
F i g. 4 einen in einem Becher vergossenen Kondensatorkörper entsprechend F i g. 2 mit einer Einlage aus
elastischem Material im Bereich der Abschaltvorrichtung, und
F i g. 5 einen abgeschalteten elektrischen Kondensator entsprechend F i g. 4.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Isolierstoffplatte bezeichnet, mit einer schematisch dargestellten, streifenförmigen
Metallauflage 11, deren eines Ende mit einem Kondensatoranschluß und deren anderes Ende mit
einem Belag des Kondensators verbunden wird. Bei 12 ist eine Sollbruchstelle in der aus sprödem Material
bestehenden Isolierstoffplatte 10 angedeutet, welche eine elastische Verformung der Isolierstoffplatte praktisch
vollständig ausschließt.
Fig.2 zeigt einen in Form eines Flachwickels
ausgeführten Kondensatorkörper 13 mit drei Anschlußdrähten 14, 15 und 16. Die Anschlußdrähte 14 und 16
bilden einen sogenannten vorbeigeschleiften Anschluß, der Anschlußdraht 15 ist bei einer Lötstelle 17 mit der
Metallauflage auf der Isolierstoffplatte 10 verbunden. Die Metallauflage besteht aus einer aufgeklebten
Metallfolie; statt dessen könnte jedoch auch eine Metallschicht als Metallauflage 11 auf die Isolierstoffplatte
10 aufgedampft sein. Bei dieser letztgenannten Ausführung ist schon bei sehr geringen Deformationen
der Metallauflage eine Unterbrechung des Strompfades gewährleistet Die Anschlußdrähte 14,15 und 16 sind an
ihren freien Enden in Aussparungen 18 einer Halteplatte 19 eingefügt
F i g. 3 zeigt die Auswölbung eines Kondensatorelementes 13 auf seiner freien Flachseite 20 senkrecht zu
den gewickelten Lagenoberflächen des als Flachwickel ausgeführten Kondensatorkörpers 13. Diese Abbildung
könnte jedoch ebensogut ein Kondensatorkörper mit einem geschichteten Dielektrikum darstellen, bei dem
die Verformung ebenfalls an seiner freien Seitenfläche senkrecht zu den geschichteten Lagenoberflächen
erfolgt
Die bei innerem Überdruck entstehenden Kräfte sind durch Pfeile 21, 22, 23 und 24 angedeutet Der
Kondensatorkörper ist jedoch innerhalb eines Gehäuses 25 mit seinen beiden Stirnflächen 26 und 27 und mit
ίο seiner linken Flachseite 28 derart in eine feste
Kunststoff-Umhüllung 29 innerhalb des Gehäuses eingebettet daß nur an der Flachseite 20 eine definierte
Zone an der Oberfläche des Kondensatorkörpers 13 entsteht, welche bei innerem Überdruck im Kondensatorkörper
13 zur Betätigung der Abschaltvorrichtung aus der Isolierstoffplatte 10 und der Metallauflage U
verformbar ist Wenn das Gehäuse 25 hinreichend starr und stabil ausgebildet ist, so kann die Umhüllung 29 an
den beiden Stirnflächen 26, 27 und an der linken Fiachseite 28 auch entfallen. In diesem Fall, wo das
Gehäuse jedoch entweder aus Isolierstoff bestehen oder gegenüber dem Kondensatorkörper 13 anderweitig
isoliert sein müßte, würde allein das Gehäuse die Verformungskräfte auf drei Seiten auffangen und an der
Flachseite 20 verbliebe wiederum eine definierte, verformbare Zone der Gesamtoberfläche des Kondensatorkörpers
13 zur Betätigung der Abschaltvorrichtung 10,11 bei innerem Überdruck im Kondensatorkörper
13.
F i g. 4 zeigt einen im Gehäuse 25 in einer Kunststoffumhüllung 29 eingebetteten Kondensatorkörper
13, in der die Abschaltvorrichtung aus der Isolierstoffplatte 10 mit Metallauflage 11 unter Zwischenlage
eines elastischen Materials 30 eingebettet ist.
Die Abschaltvorrichtung ist also mittelbar durch eine feste Vergußmasse mit dem Kondensalorkörper 13
verbunden. Als elastisches Material kann ein beliebiger Schaumstoff mit geschlossenen Poren dienen, in den die
Kunststoffmasse der Umhüllung 29 beim Eingießen oder Einspritzen nicht eindringt, weil andernfalls die
elastischen Eigenschaften des Schaumstoffes mindestens teilweise verloren gingen.
Die Abschaltvorrichtung besteht wiederum, wie insbesondere anhand von F i g. 2 erläutert, aus einer
spröden, im wesentlichen unelastischen Isolierstoffplatte 10, welche dicht an der verformbaren Zone an der
Flachseite 20 des Kondensatorkörpers 13 anliegt. Der Kondensatorkörper ist an allen Seiten außer im Bereich
des elastischen Materials 30 von der Kunststoffumhüllung 29 umgeben und somit gegen äußere Einflüsse,
insbesondere durch Feuchtigkeit, gut geschützt. Mechanische Einflüsse werden sowohl durch das Gehäuse 25
wie auch durch die Umhüllung 29 von dem Kondensatorkörper 13 ferngehalten. Das elastische Material 30
wird zusammen mit der Isolierstoffplatte 10 mit Metallauflage 11 zweckmäßigerweise in einem gesonderten
Arbeitsgang vor der Endmontage auf den Kondensatorkörper aufgebracht Im übrigen sind für
gleiche Teile Bezugszeichen wie in den vorhergehenden
F i g. 5 zeigt einen elektrischen Kondensator entsprechend F i g. 4, jedoch nach dem Abschaltvorgang. Beim
Entstehen des inneren Überdruckes im Kondensatorkörper 13 konnte sich dieser ausschließlich in Richtung
(15 seiner Flachseite 20 verformen, da die beiden Stirnflächen
26 und 27 sowie die linke Flachseite 28 durch die Kunststoffumhüllung 29 in ihrer Lage und ihrer Form
fixiert sind. Die Isolierstoffplatte 10 ist durch das
Ausweichen des Kondensatorkörpers 13 in den Bereich des elastischen Materials 30 im Bereich der Sollbruchstelle
12 gebrochen und hat die Metallauflage 10 und damit die elektrische Verbindung von der unteren
Stirnfläche 27 des Flachwinkels zum Anschlußdraht 15 unterbrochen. Mit Ausnahme des Abschaltbereiches
entspricht die Darstellung in F i g. 5 derjenigen in Fig.4, weshalb die restlichen Einzelheiten nicht
nochmals beschrieben zu werden brauchen.
Entsprechend dem zuvor Gesagten betrifft die Erfindung einen elektrischen Kondensator, insbesondere
eine Abschaltvorrichtung für einen elektrischen Kondensator, der in eine feste äußere Umhüllung
eingebaute Kondensatorkörper von einer außen angeschlossenen, in den Abbildungen nicht dargestellten
Spannungsqueiie irreversibel abtrennt, wenn sich die
Oberfläche des Kondensatorkörpers infolge eines Defektes im Element oder einer elektrischen, thermischen
Überlastung vergrößert, so daß eine Beschädigung des Gehäuses und eventuelle Folgeschäden
verhindert werden. Die Erfindung gestattet eine nahezu beliebige Formgebung und Stoffauswahl für das
Gehäuse des Kondensators, insbesondere können Gehäuse aus duroplastischem Kunststoff verwendet
werden, deren Verwendung zusammen mit den bekannten Abschaltvorrichtungen wegen der fehlenden
Verformbarkeit eines duroplastischen Kunststoffes ohne Beschädigung des Gehäuses nicht möglich war.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines elektrischen Kondensators mit einer Abschaltvorrichtung
erreicht man eine sehr betriebssichere und wirtschaftliche Bauweise, da die Unterbrechung des durch den
Kondensatorkörper fließenden elektrischen Stromes unmittelbar durch mechanische Einwirkung des Körpers
selbst auf die Abschaltvorrichtung herbeigeführt wird. Bei einer infolge eines Materialfehlers, einer
elektrischen oder thermischen Überlastung oder durch Alterung beginnenden Zerstörung des Dielektrikums im
Inneren des Kondensatorkörpers wird sich dieser verformen, wenn nur dafür gesorgt ist, daß der Austritt
der gasförmigen Zersetzungsprodukte in ausreichendem Maße verhindert wird und daß der Zerstörungsvorgang
des Kondensatorkörpers rascher verläuft als Gase aus dem Kondensator austreten können. Bei diesel
, s Verformung des Kondensatorkörpers wird mindestens
eine Wickelabmessung vergrößert, was zur Betätigung einer Abschaltvorrichtung ausgenutzt werden kann
wenn durch geeignete Gestaltung und geeigneter Einbau des Kondensatorkörpers der Ort, an dem diese
Vergrößerung auftritt, vorausbestimmbar ist Diese Bedingung ist vor allem bei Kondensatorkörpern ir
Form von Flachwickeln und geschichteten Dielektrik: besonders leicht erfüllbar, bei denen auf den Flachseiter
in Richtung senkrecht zu den gewickelten odei geschichteten Lagenoberflächen der geringste Wider
stand gegen eine Auswölbung besteht Daher tretet besonders an diesen Flachseite im Zerstörungsfall de:
Kondensatorkörpers Kräfte auf, die die Abschalt vor richtung rasch und sicher betätigen können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Elektrischer Kondensator mit einem Dielektrikum, das bei unzulässig hoher Erwärmung Gase
bildet, mit einer Abschaltvorrichtung, die einen elektrischen Leiter besitzt, der im Falle eines durch
Gasbildung entstehenden Überdruckes im Kondensator geteilt wird und dadurch ein über ihn geführter
Stromkreis unterbrochen wird, und mit einer Umhüllung, die den Kondensatorkörper und die
Sicherung umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (10, 11) an einer sich bei
innerem Überdruck im Kondensatorkörper (13) vorwölbenden Oberfläche des Körpers so aufgebracht
ist, daß im Falle eines Überdruckes im Körper der elektrische Leiter (11) der Sicherung unterbrochen
ist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorkörper (13)
innerhalb eines Gehäuses (25) derart angeordnet und/oder teilweise in eine feste Umhüllung (29)
derart eingebettet ist, daß eine definierte Zone (20) an der Oberfläche des Kondensatorkörpers (13)
entsteht, welche bei innerem Überdruck im Kondensatorkörper zur Betätigung der Abschaltvorrichtung
(10,11) verformbar ist.
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorkörper (13) als
Flachwickel ausgeführt ist und daß die Verformung an dessen einer Flachseite (20) senkrecht zu den
gewickelten Lagenoberflächen erfolgt.
4. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorkörper mit
einem geschichteten Dielektrikum ausgeführt ist und daß die Verformung an dessen einer Flachseite (20)
senkrecht zu den geschichteten Lagenoberflächen erfolgt.
5. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltvorrichtung
aus einer spröden, im wesentlichen unelastischen, an der verformbaren Zone des Kondensatorkörpers (13) anliegenden Isolierstoffplatte
(10) besteht, die mit einer leitenden Metallauflage (11) versehen ist und die bei einer Verformung
des Kondensatorkörpers (13) bricht.
6. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage (11) aus einer
aufgedampften Metallschicht besteht.
7. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage (U) aus einer
aufgeklebten Metallfolie besteht.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte
(10) eine Sollbruchstelle (12) aufweist.
9. Kondensator nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem innerhalb
eines Gehäuses (25) angeordneten Kondensatorkörper (13) die Abschaltvorrichtung (10, 11) unter
Zwischenlage eines elastischen Materials (30) durch eine feste Vergußmasse mit dem Kondensatorkörper
(13) verbunden ist
10. Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Material (30) ein
Schaumstoff mit geschlossenen Poren dient.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit einem Dielektrikum, das bei unzulässig hoher
Erwärmung Gase bildet, mit einer Abschaltvorrichtung, die einen elektrischen Leiter besitzt, der im Falle eines
durch Gasbildung entstehenden Überdruckes im Kondensator geteilt wird und dadurch ein über ihn geführter
Stromkreis unterbrochen wird, und mit einer Umhüllung, die den Kondensatorkörper und die Sicherung
umgibt
ίο Bei einem aus der DT-AS 12 89 584 bekannten
Kondensator erfolgt die Abschaltung dadurch, daß ein Stromkreis durch Ausnutzung einer Verformung des
Gehäuses oder eines zusätzlichen Teiles unterbrochen wird, wie beispielsweise durch die Dehnung von Sicken
infolge Überdruckes in einem Metallgehäuse. Bei dieser bekannten Sicherheits-Abschaltvorrichtung wird die
Unterbrechung des Stromfiusses also mittelbar durch
Bauelemente bewirkt, deren Verformung mit einer beachtlichen Zeitverzögerung erfolgt Es sind zusätzliehe
Bauteile und konstruktive Maßnahmen erforderlich, welche das Kondensatorvolumen vergrößern und die
Herstellung des Kondensators verteuern. Ferner besteht bei diesen bekannten Abschaltvorrichtungen die
Gefahr, daß infolge der zeitlichen Verzögerung bis zum Ansprechen der Abschaltvorrichtung sich im Inneren
des Kondensatorgehäuses ein derart hoher Druck aufgebaut hat, daß das Gehäuse trotz des Aüsprechens
der Abschaltvorrichtung noch so weit gedehnt wird, daß es platzt, wodurch erhebliche Folgeschäden entstehen
können.
Weiterhin ist es aus der DT-OS 20 60 907 bekannt, bei Strompfad durch den Kondensator durch Absprengen
eines Teiles der Wickelbrücke zu unterbrechen. Hierbei besteht das Dielektrikum aus einer gewickelten Folie,
welche bei Erwärmung in axialer Richtung schrumpft, wodurch der elektrische Kontakt zwischen der Wickelbrücke
und einem äußeren Anschlußelement unterbrochen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator mit einer Abschaltvorrichtung zu schaffen, welche einfach und betriebssicher ausgebildet und von der Form und dem Material des Gehäuses unabhängig ist, und welche ferner eine sehr rasche irreversible Abschaltung gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator mit einer Abschaltvorrichtung zu schaffen, welche einfach und betriebssicher ausgebildet und von der Form und dem Material des Gehäuses unabhängig ist, und welche ferner eine sehr rasche irreversible Abschaltung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sicherung an einer sich bei innerem Überdruck
im Kondensatorkörper vorwölbenden Oberfläche des Körpers so aufgebracht ist, daß im Falle eines
Überdruckes im Körper der elektrische Leiter der
so Sicherung unterbrochen ist. Die Unterbrechung des
Stromflusses durch den Kondensatorkörper erfolgt also unmittelbar durch Verformung des defekten oder
überlasteten Kondensatorkörpers, wodurch die zuvor beschriebenen Nachteile bei bekannten Abschaltvorrichtungen
vermieden werden.
Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abschaltvorrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise so
ausgeführt werden, daß der Kondensatorkörper innerhalb eine; Gehäuses derart angeordnet und/oder
teilweise in eine feste Umhüllung derart eingebettet ist, daß eine definierte Zone an der Oberfläche des
Kondensatorkörpers entsteht, welche bei innerem Überdruck im Kondensatorkörper zur Betätigung der
Abschaltvorrichtung verformbar ist Besonders gut
<>s eignen sich Kondensatoren, bei denen der eigentliche
Kondensatorkörper in Form eines Flachwickels oder mit einem geschichteten Dielektrikum ausgeführt ist
weil bei diesen Ausführungsformen eine günstige
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