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Explosionssicherer elektrischer Kondensator Die Erfindung bezieht
sich auf einen explosionssicheren elektrischen Kondensator mit einer Abschaltvorrichtung,
die bei Erreichen des höchstzulässigen Innendrucks durch ein bewegliches Gehäuseteil
betätigt wird.
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Bei elektrischen Kondensatoren treten vor allem bei Wechselspannungsbetrieb
unter extremen Bedingungen unzulässig hohe Erwärmungen auf, die zu einer Gasbildung
im Gehäuse führen können. Um zu verhindern, daß durch den hohen Druck das Kondensatorgehäuse
zerstört-wird, werden solche Kondensatoren mit Sicherungen versehen, welche auf
den auftretenden Innendruck ansprechen und den Kondensator vom Stromnetz abschalten.
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Als. Sicherung werden beispielsweise Abreißsicherungen verwendet,
welche aus einem Draht bestehen, der vorzugsweise eine Sollbruchstelle aufweist.
Es können aber als Sicherungen auch andere Abschaltvorrichtungen verwendet werden,
welche auf den höchstzulässigen Innendruck ansprechen. Dabei kann ein Schalter geöffnet
werden, der den Kondensator vom Stromnetz abschaltet oder auch ein Kurzschlußschalter
geschlossen werden, der die beiden Anschlüsse des Kondensators kurzschließt.
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Zur Betätigung von solchen Abschaltvorrichtungen wurden bewegliche
Gehäuseteile verwendet, welche mit der Abschaltvorrichtung verbunden sind, und die
sich bei auftretendem Überdruck im Gehäuse oder an der Außenseite des Gehäuses verschieben
und dadurch die Abschaltvorrichtung betätigen. Als solche beweglichen Gehäuseteile
sind verschiedene Arten von Kolben bekannt, die vorzugsweise im Deckel des Kondensatorgehäuses
angeordnet sind (DT-AS 1 053 668, DT-AS 1 053 669).
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Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen der Deckel selbst beweglich
angeordnet ist und durch seine Verschiebung die Abschaltvorrichtung betätigt (DT-PS
1 019 753, DT-GM 1 794 821).
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Durch diese bekannten Kondensatorausbildungen kann zwar eine Abschaltvorrichtung
betätigt werden, jedoch kann e-s vorkommen, daß trotz rechtzeitiger Betätigung der
Abschaltvorrichtung eine explosionsartige Zerstörung des Kondensatorgehäuses auftritt.
Dies beruht darauf, daß der Druck im Kondensator so schnell ansteigt, daß zwar die
Abschaltvorrichtung betätigt wird, aber sich trotzdem die Druckerhöhung noch weiter
fortsetzt, so daß die Bruchgrenze des Kondensatorgehäuses überschritten wird. Es
ist aber nicht möglich, den Ansprechdruck für die Abschaltvorrichtung so weit herabzusetzen,
daß diese rechtzeitig anspricht, um eine unzulässige Drucksteigerung zu verhindern.
Dies würde nämlich zur Folge haben, daß schon bei äußerer Erwärmung des Kondensators
die Gefahr besteht, daß die Abschaltvorrichtung anspricht.
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Um zu verhindern, daß trotz- betätigter Abschaltvorrichtung der Druck
nicht so weit steigen kann, daß das Gehäuse zerstört wird, muß eine Möglichkeit
geschaffen werden, damit der überschüssige Druck nach Ansprechen der- Sicherung
aufgenommen wird. Dies ist dadurch möglich, daß sich das Gehäuse bei hohem Innendruck
so verformt, daß das'Volumen im Inneren des Kondensatorgehäuses wesentlich vergrößert
wird. Eine solche Vergrößerung des Volumens wird erreicht, wenn das Kondensatorgehäuse
mit einer oder mehreren gestauchten Sicken versehen ist, die so bemessen sind, daß
sie bei einer Drucksteigerung aufgehen (DT-PS 1 289 584). Solche Sicken müssen im
Kondensatorgehäuse hergestellt werden, wenn der Kondensatorwickel bereits in das
Gehäuse eingebracht ist und erfordern einen nicht unerheblichen zeitlichen und maschinellen
Aufwand. Da eine einzige Sicke zur Volumenvergrößerung meist nicht ausreicht, müssen
oft mehrere Sicken im Gehäuse eingebracht werden. Dabei müssen zahlreiche einander
widersprechende Bedingungen miteinander in Einklang gebracht werden.
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Das Gehäuse muß so fest sein, daß bei einer Drucksteigerung keine
Undichtigkeiten auftreten, aber es muß andererseits aus so weichem Material bestehen,
daß sich die Sicken einformen lassen. Die Sicken sollen bei einer unzulässigen Drucksteigerung
aufgehen, damit eine Volumenvergrößerung des Gehäuseinneren auftritt, andererseits
darf aber nicht die Bördelung des Gehäusedeckels aufgehen, die aus dem gleichen
Material besteht wie die Sicken.
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Aufgabe der Erfindung ist es,einen explosionssicheren elektrischen
Kondensator mit Abschaltvorrichtung zu schaffen, bei dem bei Erreichen des höchstzulässigen
Innendrucks die Abschaltvorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine nicht unwesentliche
Volumenvergrößerung eintritt, ohne daß aufgehende Sicken verwendet werden, so daß
die Fertigung des Kondensatorskinfacher ist und man in der Wahl des Gehäusematerials
freier ist.
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Dies wird gemäß der Erfindung bei einem elektrischen Kondensator der
eingangs genannten Art in der Weise erreicht, daß das Gehäuse aus zwei ineinander
steckenden, gegeneinander verschiebbaren und abgedichteten Bechern besteht.
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Da die beiden Becher bei der Montage nach Einbringen des Kondensatorwickels
nur ineinandergeschoben zu werden brauchen, ist die Montage sehr einfach und durch
das teleskopartige Auseinanderschieben der beiden Becher bei Drucksteigerung wird
nicht nur die Abschaltvorrichtung betätigt, sondern der Innenraum des Gehäuses so
weit vergrößert, daß keine Gefahr besteht, daß bei weiterer Drucksteigerung nach
Abschalten des Kondensators der Becher undicht wird. Da die zum Auseinanderschieben
der beiden Becher erforderlichen Kräfte verhältnismäßig gering sind, ist allein
die Ansprechkraft für die Abschaltvorrichtung für den Auslösepunkt maßgebend. Die
Becher können aus beliebigem Material bestehen, da auffaltbare Bördelungen nicht
verwendet werden.
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Die Erfindung und weitere Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung
sollen nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben werden.
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Figur 1 zeigt im Schnitt einen elektrischen Kondensator gemäß der
Erfindung im Normalzustand und Figur 2 zeigt den gleichen Kondensator nach dem Ansprechen
der Abschaltvorrichtung.
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Bei dem3Kondensator nach Figur 1 ist ein Kondensatorwickel/in einem
Becher 1 angeordnet, auf den ein zweiter Becher 2 als Abschluß aufgeschoben ist.
Der Becher 2 besteht vorzugsweise aus einem zylindrischen Metallmantel mit eingebördeltem
Isolierstoffdeckel 7. Die Bördelung ist mit 12 bezeichnet. Der Deckel 7 trägt in
an sich bekannter Weise die beiden Anschlußfahnen 8 und 9, welche an der Innenseite
elektrisch mit den Kondensatorbelegungen verbunden sind. Diese Verbindung wird bei
der dargestellten Ausführungsform einmal durch einen Anschlußdraht 4 gebildet, der
eine Sollbruchstelle 5 besitzt.
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im Der Anschlußdraht 4 ist zwischen dem/Becher 1 befestigten Wickel
3 und der Anschlußfahne 8 ausgespannt. Der andere Anschlußdraht 6 verbindet den
Wickel 3 mit der Anschlußfahne 9. Im Kondensatorgehäuse ist oberhalb des Wickels
3 e-in Luftraum 11 vorhanden.
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Bei Erreichen des höchstzulässigen Innendrucks werden die beiden Becher
1 und 2 teleskopartig auseinandergeschoben, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Durch die Dichtung 10, die vorzugsweise in einer Ausnehmung des Bechers 1 angeordnet
ist, wird eine Abdichtung des Kondensatorgehäuses nach wie vor gewährleistet. Wenn
sich die beiden Becher 1 und 2 voneinander entfernen, wird der als Abreißsicherung
ausgebildete Anschlußdraht 4 an der Sollbruchstelle zerrisssen und schaltet den
Kondensator vom angeschlossenen Stromnetz ab. Durch die Vergrößerung des Luftraumes
11 wird auch der überschüssige Druck aufgenommen, der sich noch nach dem Abschalten
des Kondensators im Gehäuseinnneren ausbildet. Um zu verhindern, daß der Becher
2 sich ganz von dem Becher 1 abhebt, ist der Anschlußdraht 6 nach Länge und Festigkeit
so bemessen, daß er die beiden Becher 1 und 2 in der Stellung zusammenhält, die
noch eine Dichtigkeit zwischen den beiden Bechern gewährleistet.
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Der Becher 2 muß nicht unbedingt aus einem zylindrischen Metallmantel
mit eingebördeltem Isolierstoffdekkel bestehen, sondern kann ganz aus Metall bestehen,
wobei dann im-Boden die Anschlüsse isoliert durchgeführt sind.
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Die Abschaltvorrichtung muß auch nicht aus einem Abreißdraht bestehen,
wie dies bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, sondern kann auch
aus einem geeigneten Schalter bestehen, der durch die Bewegung der beiden Becher
voneinander betätigt wird.
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Die gegenseitige Auseinanderbewegung der beiden Becher kann auch durch
ein anderes Mittel begrenzt werden, als durch -den Anschlußdraht 6.
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Verzeichnis der Bezugszeichen 1 Becher 2 Becher 3 Kondensatorwickel
4 Anschlußdraht 5 Sollbruchstelle 6 Anschlußdraht 7 Isolierstoffdeckel 8 Anschlußfahne
9 Anschlußfahne 10 Dichtung 11 freier Raum 12 Bördelung-7 Patentansprüche 1 Blatt
Zeichnung