DE2624334A1 - Kondensatorwickelkern - Google Patents

Description

PATiiNTANWÄJLTIi

DR. JAEGER & GRAMS

DIPL.-CHEM. OR. KLAUS JAEöER TELEPHON: (089) 8 54 27O1; 8 57 40 80 DIPL.-ING. KLAUS D. GRAMS GRAFELFING · ARIBOSTR. 47 TELEX : 5 21777 isar d 8O31 STOCKDORF · KREUZWEG

WOC-52

WOCO Franz-Josef Wolf & Co.,

6483 Bad Soden-Salmünster, Sprudelallee 19

Kondensatorwickelkern

Die Erfindung betrifft einen Kondensatorwickelkern, und zwar einen Wickelkern, der sowohl für Starkstromkondensatoren als auch für Schwachstromkondensatoren einsetzbar ist.

Gebräuchliche Wickelkondensatoren bestehen aus einem Wickel, der auf einem Wickelkern aufgewickelt ist und in ein einseitig offenes oder beidseitig offenes Gehäuse eingesetzt ist, das entsprechend einseitig oder beidseitig mit einer oder mit zwei Abdeckplatten verschlossen ist.

Bei all diesen gebräuchlichen Kondensatoren treten drei Probleme auf:

(1) Der Wickel muss in Gehäuse rüttelfest und zentriert gehaltert sein. Zu diesem Zweck müssen die Herstellungskosten

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und die Montagekosten erhöhende Zentrierelemente und Spannelemente zusätzlich in das Kondensatorgehäuse eingebaut werden.

(2) Insbesondere bei Kondensatoren mit nicht zentralaxialen elektrischen Durchführungen müssen der Wickel und die Abdeckplatte radial gegeneinander fixiert sein. Gebräuchlicherweise verlassen sich die Hersteller hierbei entweder auf die Haltewirkung der Anschlussdrähte, die sich zwischen dem Deckel und dem Wickel erstrecken, und bzw. oder auf die Einspannung des Deckels und des Wickels relativ zum Gehäuse. Dies schliesst jedoch nicht die Gefahr des Abreissens der Anschlussdrähte während der Montage aus. Auch liegt der Kondensatorwickel in den seltensten Fällen so fest, dass er nicht eine radiale Beweglichkeit gegenüber dem Abschlussdeckel beibehält.

(3) Wickelkondensatoren sind ein typisches Erzeugnis der Massenproduktion. Montagekosten und Einzelteilkosten in der Grössenordnung nur eines Pfennigs je Kondensator
schlagen sich in der Jahresproduktion in vielstelligen
DM-Beträgen nieder. Eine aufwendige Montage des Kondensators mit vielen Einzelteilen und vielen zum Zusammenbau erforderlichen Einzelschritten verteuert die Kondensatorproduktion also beträchtlich. In dieser Hinsicht sind die gebräuchlichen Kondensatoren ausserordentlich ungünstig konzipierte Produkte, was sich in ihrem Endverkaufspreis
niederschlägt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensatorwickelkern zu schaffen, der durch eine Umgestaltung des gebräuchlichen Bauprinzips der Wickelkondensatoren eine wesentliche Erniedrigung der Gesamtherstellungskosten des Wickelkondensators ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kondensatorwickelkern vorgeschlagen, der erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet

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ist/ dass der Wickelkern einstückig mit mindestens einer Abschlussplatte für das Kondensatorgehäuse ausgebildet ist.

Bei Verwendung eines rohrförmigen oder schlauchförmigen Kondensatorgehäuses ist der Wickelkern vorzugsweise einstückig mit beiden Abschlussplatten (Abschlussplatte und Gegenplatte) ausgebildet. Eine solche Ausbildung bedingt jedoch in aller Regel, dass das Wickelmaterial vor dem Wickeln fornäert wird. Wo die Produktionstechnik dies nicht zulässt, kann insbesondere für die Herstellung von Schlauch- oder Rohrkondensatoren der Wickelkern als Hohlkern einstückig mit einer der Abschlussplatten ausgebildet sein, während die gegenüberliegende Abschlussplatte (Gegenplatte) mit einem Zentralzapfen versehen ist, der druckknopfartig in ein entsprechendes Gegenelement im Hohlraum des Wickelkerns eindrückbar ist. Der mit der einen Abdeckscheibe verbundene Wickelkern wird dann zunächst mit dem nicht formierten Bahnmaterial umwickelt und anschliessend in gebräuchlicher Weise formiert. Nach dem Formieren wird die Gegenplatte mit ihrem Zentralzapfen in den Wickelhohlkern eingedrückt und wird der so mit beiden Abschlussplatten versehene Wickel in das Gehäuse eingesetzt. Wenn der Wickelkern und die Abschlussplatten aus elektrisch isolierendem Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, bestehen, können die elektrischen Durchführungen so in die Platten eingearbeitet, vorzugsweise eingespritzt, sein, dass sie beim Aufwickeln des Wickels bzw. beim Aufstecken der Gegenplatte zwangsläufig den elektrischen Kontakt zu den Stirnseiten des Wickels herstellen. Bei Schwachstromkondensatoren können die Abdeckplatten selbst aus Aluminium bestehen. In diesem Fall sind vorzugsweise der Wickelkern und eine der Abschlussplatten einstückig ausgebildet, wobei der Wickelkern als Hohlkern ausgebildet ist, während die Gegenplatte ebenfalls einstückig mit einem Zentrierzapfen ausgebildet ist. Dabei sind die freiliegende Stirnseite des Wickelhohlkerns und zumindest der innenliegende Bereich des Wickelkerns, in den der Zentralzapfen der Gegenplatte

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eingreift, vorzugsweise durch Tauchen mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Dadurch sind dann die beiden Abschlussplatten, die direkt mit den Stirnseiten des Wickels in Verbindung stehen, elektrisch gegeneinander isoliert. Wenn sowohl der Wickelkern zur Abschlussplatte als auch der Zentralzapfen zur Gegenplatte offen sind, weist der Kondensator, der mit einem entsprechenden Gehäuse umschlossen ist, also eine frei zugängliche Hohlachse auf, gegen die der imprägnierte Wickel hermetisch abgeschlossen ist. Die Kontaktierung dieses Kondensators kann dann entweder durch einfaches profilkomplementäres Einstecken der Anschlüsse in die beiden öffnungen der zentralen Bohrung oder durch Auflöten auf die elektrisch gegeneinander isolierten Abschlussplatten erfolgen.

Bei der einstückigen Ausbildung einer der Abschlussplatten mit dem Wickelkern und der Gegenplatte mit einem Zentralzapfen und der Ausbildung aller drei Elemente aus Aluminium werden die elektrische Isolation und die Diffusionsabdichtung des Wickels gegen die Hohlachse bzw. den Aussenraum vorzugsweise in der Weise vorgenommen, dass der Wickelkern mit einem stramm sitzenden Gummischlauch überzogen wird. Der Gummischlauch besteht vorzugsweise aus schwefelfrei peroxidisch vernetztem Äthylen-Propylen-Terpolymerisatkautschuk (EPDM) oder peroxidisch vernetzten Verschnitten dieses Kautschuks. Dieser auf den Wickelkern gezogene Gummischlauch ist axial länger als der Wickelkern oder steht zumindest über dessen oberen Rand über. In dem überstehenden Bereich des Schlauches weist dieser aussenliegende Ringwülste auf, die im Axialschnitt Sägezahnprofil oder ein abgerundetes Profil besitzen können. Ein solches Profil lässt sich leicht in den hohlen Wickelkern um dessen Oberrand herum einschlagen und bildet dann den Halteraster für den mit einem entsprechenden Rastkopf versehenen Zentralzapfen der aus Aluminium hergestellten Gegenplatte, die in den Hohlkern eindrückbar ist. Nach dem Eindrücken dieses

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Zapfens ist die Gegenplatte nicht nur elektrisch vollkommen gegen die Abschlussplatte, die mit dem Wickelkern einstückig ausgebildet ist, isoliert, sondern ist auch der auf den Wickelkern gewickelte Wickel hermetisch abgedichtet gegen eine unerwünschte Diffusion in den Hohlraum des Wickelkerns hinein oder aus diesem hindurch in die Umgebung. Die mit den Wickelstirnseiten direkt in elektrischem Kontakt stehenden Stirnflächen der Abschlussplatten können dann entweder direkt mit den Anschlüssen verlötet werden oder in anderer Weise kontaktiert werden, beispielsweise durch Einstecken von Bananensteckern oder anders profilierten Anschlussklemmen in die offenliegenden Hohlräume des Wickels und des Zentralzapfens.

Wie bereits vorstehend erwähnt, sind die elektrischen Durchführungen in der Regel in Form von Drähten vorzugsweise in die Abschlussplatten und bzw. oder den Wickelkern mit eingespritzt. Die auf diese Weise eingespritzten elektrischen Durchführungen sind auch bei Dauerbelastung unter höheren Temperaturen absolut zuverlässig dicht, solange man für die Durchführung einen Werkstoff auswählt, der zumindest angenähert den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Kunststoff aufweist, aus dem Deckel und Wickelkern bestehen, und solange durch Beizen der Oberfläche der Durchführungselemente für eine ausreichende gute Benetzbarkeit der Oberfläche durch die Kunststoffschmelze gesorgt ist. Alternativ können die Durchführungen, insbesondere wenn es sich dabei um Drähte handelt, vor dem Einspritzen in die Konstruktionselemente der Erfindung mit Kunststoff, vorzugsweise PVC, beschichtet oder mit einer Gummimischung umspritzt sein. Insbesondere solche gummiumspritzten Drähte lassen sich ohne weiteres in den Wickelkern der Erfindung einspritzen und bilden auch unter Dauerlast und hohen Temperaturen absolut dichte Durchführungen.

Das Problem der überlastungssicherung bei Starkstromkonden-

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densatoren lässt sich bei Verwendung der gebräuchlichen Aluminiumbecher mit Sicherheitssicken in einfacher Weise durch eine der Abschlussplatte gegenüberliegende Kontaktplatte lösen. Diese Kontaktplatte ist vorzugsweise als radial gewellte Kreisscheibe ausgebildet, wobei die radiale Hellung zwei aufwärts konvexe Ringwülste aufweist, von denen der zentrale Ringwulst im entspannten Zustand der Scheibe höher liegt als der periphere Ringwulst. Zwischen dem zentralen und dem peripheren Ringwulst, die beide, von oben her gesehen, konvex sind, liegt ein konkaver Ringbereich, dessen Sohle auf der Unterstützungsfläche aufliegt. Der Durchmesser der zentralen Ringwulst entspricht dem Durchmesser des Wickelkerns, während der Durchmesser der peripheren Ringwulst etwas kleiner als der Aussendurchme sser des Wickelkerns ist. Wird diese Kontaktscheibe auf einer Isolatorscheibe auf den Boden eines Sickenbechers gelegt und der auf den mit der Abschlussplatte versehenen Wickelkern aufgewickelte Kondensatorwickel in das Bechergehäuse eingesetzt, so wird die zentrale Ringwulst durch die Stirnseite des Wickelkerns, auf der eine der Durchführungen endet, niedergedrückt. Dadurch wird die periphere Ringwulst so weit aufwärts gedrückt, dass sie den elektrischen Kontakt zur Stirnseite des Wickels herstellt. Der Strompfad verläuft also von der unteren Stirnseite des Wickels über die äussere Kreiswulst der Kontaktscheibe in die Kontaktscheibe hinein, über die innere Kreiswulst dieser Scheibe auf die elektrisch leitende Stirnseite des Wickelkerns und von dieser über einen Anschlussdraht, der entweder im Hohlkern des Wickelkerns verläuft oder in dessen Wandung eingespritzt oder auf dessen Wandung aufgedampft oder anderweitig aufgebracht ist, durch die obere Abschlussplatte hindurch nach aussen. Bei Überlastung des Kondensators dehnen sich die Sicherheitssicken in gebräuchlicher Weise, wodurch die Abschlussplatte mit dem Wickelkern und dem Wickel angehoben werden. Dadurch stellt sich jedoch auch die federelastische Kontaktplatte zurück, wobei sich die zentrale Kreisringwulst hebt und

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die periphere Kreisringwulst senkt. Dabei wird der Kontakt zwischen der Kontaktscheibe und der Wickelstirnseite geöffnet. Der so geöffnete Kontakt kann nur durch ein erneutes Niederdrücken der Abschlussplatte und des Wickelkerns wieder geschlossen werden.

Durch die einstückige Ausbildung zumindest einer der Abschlussplatten, vorzugsweise beider Abschlussplatten, mit dem Wickelkern wird, insbesondere wenn dieser durchgehend hohl und beidseitig offen ausgebildet ist, eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung dadurch ermöglicht, dass die in den Wickelkern eingespritzten elektrischen Durchführungen nicht mehr,wie gebräuchlich, axial durch die Abschlussplatten hindurchgeführt werden, sondern radial von den Wickelstirnseiten her durch die Wandung des hohlen Wickelkerns hindurch in den zentralen Wickelhohlraum hineingeführt werden. Durch diese Verlegung der elektrischen Durchführungen, die durch die einstückige Ausbildung der Abschlussplatte mit dem Wickelkern ermöglicht wird, werden zwei entscheidende Vorteile erzielt: (1) Die elektrischen Anschlüsse zum Kondensator können durch einfaches Einstecken der Anschlüsse in die Wickelkernöffnungen hergestellt werden und (2) wenn aus irgendwelchen Gründen einmal eine elektrische Durchführung nicht einhundertprozentig diffusionsdicht ist, dann tritt bei gleicher Undichtheit der Durchführungen bei axialer stirnseitiger Durchführung eine um Grössenordnungen höhere Diffusion und Zerstörung des Dielektrikums oder des Elektrolyten bei axialer Durchführung auf als dies bei radialer Durchführung der Fall ist, da die lecke Durchführung nicht mit sämtlichen Wickellagen (über deren Stirnseiten) , sondern lediglich mit der innersten direkt kommuniziert.

Das Prinzip der radialen Anschlussdurchführung kann auch bei Kondensatoren mit einseitigen Anschlüssen verwendet werden.

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Dabei ist der lichte Wickelkernquerschnitt vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch ausgebildet und sind die Durchführungen an verschiedenen Stellen des Wickelkernumfangs in dessen Hohlraum eingeführt. Ein mit entsprechenden Kontaktzungen versehener Stecker braucht zur Herstellung der Anschlüsse dann lediglich von der Aussenseite her in den Kondensator eingesteckt zu werden. Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausgestaltung des Kondensatorsystems wird erzielt, wenn die Überlastungsschmelzsicherung in diesen Stecker eingebaut ist, da eine solche Sicherung wesentlich billiger in den Stecker als in den Kondensator selbst einbaubar ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nähert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel

der Erfindung;

Fig. 2 im Axialschnitt einen verschlossenen

Wickelkondensator mit einem Wickelkern der Erfindung;

Fig. 3 im Schnitt die im Kondensator nach

Fig. 2 verwendete Kontaktscheibe im entspannten Zustand;

Fig. 4 im Axialschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Kondensatorwickel und Anschlüssen;

Fig. 5 im Axialschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Wickelkerns mit Wickel und Anschlüssen;

Fig. 6 im Axialschnitt einen Wickelkern, wie

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er insbesondere für Schwachstromkondensatoren geeignet ist;

Fig. 7 im Axialschnitt einen Wickelkern der

Erfindung aus Aluminium mit Isolationsschlauch und Wickel und

Fig. 8 im Axialschnitt den in Fig. 7 gezeigten

Kondensatoreinsatz nach Eindrücken der Gegenplatte unmittelbar vor dem Einbau in das Kondensatorgehäuse.

In der Fig. 1 ist im Axialschnitt und in schematischer Darstellung ein das Prinzip der Erfindung erläuterndes Ausführungsbeispiel dargestellt. Der eigentliche Wickelkern 1 und die Abschlussplatte 2 für das Kondensatorgehäuse, beispielsweise ein Bechergehäuse, sind einstückig hergestellt, vorzugsweise durch Spritzgiessen, Pressen oder Spritzpressen aus elektrisch isolierendem Kunststoff hergestellt. Wenn die Abschlussplatte 2 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht, sind elektrische Durchführungen 3 erforderlich, die vorzugsweise in die Abschlussplatte 2 mit eingespritzt sind. Die Durchführungen können einfache Drahtabschnitte sein, können aber auch anders ausgebildete Formkörper aus Metall sein. Je nach Art des zur Herstellung der Abschlussplatte 2 und des einstückig angeformten Wickelkerns 1 verwendeten Werkstoffs können beim Einspritzen der Durchführungen 3 dadurch Schwierigkeiten entstehen, dass die Durchführungen nicht absolut diffusionsdicht sind. Die erforderliche Dichtheit lässt sich jedoch stets ohne weiteres auf verschiedenen Wegen erzielen, beispielsweise dadurch, dass die Durchführungen aus einem Metall oder einer Legierung bestehen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs für die Abdeckplatte 2 ist und die durch Beizen oder Grun-

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dieren, vorzugsweise durch Beizen, eine Oberfläche erhalten hat, die von der Werkstoffschmelze beim Herstellen der Abschlussplatte 2 vollständig benetzbar ist. Alternativ können die Durchführungen auch mit Kunststoffen oder mit Elastomeren beschichtet oder umspritzt verwendet werden. Vor allem haben sich elektrostatisch kunststoffbeschichtete oder gummxbeschichtete Drähte aus Kupfer oder Aluminium als besonders geeignet zum Einspritzen in Thermoplastmasse oder Duroplastmasse erwiesen. Im einzelnen muss die Werkstoffauswahl jedoch primär den Einsatzzweck des Kondensators und seine maximale Belastung berücksichtigen. Aus glasfaserverstärktem Polyamid oder aus Polyurethan hergestellte Abdeckscheiben mit angeformtem Wickelkern haben sich jedoch in den meisten Fällen bewährt.

Der Wickelkern 1 kann auf seiner Aussenfläche glatt und zylindrisch oder auch strukturiert ausgebildet sein. Er kann innen hohl,wie in Fig. 1 gezeigt, oder massiv, wie in Fig. 2 gezeigt, ausgebildet sein. Auch kann er im Radialschnitt die Form eines Kreuzes oder eines Sterns aufweisen. Bei der Wahl der Form des Wickelkerns 1 werden vor allem Fragen des Preises des für die Herstellung des Kerns verwendeten Werkstoffs und die Art der eingesetzten Wickelmaschinen und Wickelverfahren ausschlaggebend sein.

Je nach Art des auf den Wickelkern 1 aufzuwickelnden Kondensatorwickels und der Art des Anschlusses seiner Elektroden können im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel auch beide elektrischen Durchführungen 3 durch die Abschlussplatte 2 hindurchgeführt sein, so dass keiner der Anschlüsse durch den Wickelkern 1 hindurch verläuft. Dabei hat sich die einstückige Ausbildung des Wickelkerns mit der Abschlussplatte 2 vor allem auch für Mehrfachkondensatoren mit mehreren elektrischen Durchführungen und Anschlüssen bewährt, da eine absolut eindeutige Festlegung

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und stabile Fixierung zwischen dem Kondensatorwickel und der Abschlussscheibe mit den Durchführungen gewährleistet ist.

In der Fig. 2 ist im Axialschnitt ein unter Verwendung des Kondensatorwickelkerns der Erfindung hergestellter Starkstromkondensator gezeigt. Als Kondensatorgehäuse dient ein gebräuchlicher Aluminiumbecher mit Überdrucksicherheitssicken 5 und Massegewindestutzen 6. Die aus glasfaserverstärktem Polyamid-6 bestehende Abschlussplatte weist eingespritzte und einvulkanisierte Dichtungselemente auf, in die hinein der obere Rand des Bechers 4 in gebräuchlicher Weise dichtend eingebördelt ist. Die elektrische Durchführung 3', die den elektrischen Kontakt zu der der Abschlussplatte 2 zugekehrten Stirnseite des Kondensatorwickels 8 herstellt, ist in den Deckel 2 eingespritzt und liegt seiner innenliegenden Oberfläche unmittelbar an. Der Wickel 8 ist so auf den massiven Wickelkern 1 gewickelt, dass seine in der Darstellung der Fig. obere Stirnseite einen guten elektrischen Kontakt zum innenliegenden Abschnitt der elektrischen Durchführung 3' herstellt, ohne dabei jedoch mit seiner gesamten Stirnfläche unmittelbar an der inneren Oberfläche der Abschlussplatte anzuliegen. Dieser relativ kleiner Spalt zwischen der oberen Stirnseite des Wickels 8 und der innenliegenden unteren Oberfläche der Abdeckplatte 2 gewährleistet die einwandfreie Formierbarkeit des Wickels 8.

Der elektrische Kontakt zu der in der Darstellung der Fig.

unten liegenden Stirnseite des Kondensatorwickels 8 wird durch eine elektrische Durchführung 3" hergestellt, die in den Wickelkern 1 eingespritzt ist. Bei einer Ausbildung des Wickelkerns 1 in der in Fig. 1 gezeigten Weise als Hohlkern kann die Durchführung 3" auch in die Wandung des Wickelkerns eingespritzt oder auf dieser befestigt oder beispielsweise als Leiterbahn aufgetragen sein. Entscheidend

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ist, dass die elektrische Durchführung 3" in der Fig. 2 gezeigten Weise auf der freiliegenden Stirnseite des Wickelkerns 1 in einer elektrisch leitenden Kontaktfläche endet. Diese Kontaktfläche 9 wirkt mit einer Kontaktscheibe zusammen, die auf einer elektrisch isolierenden Scheibe auf dem Boden des Bechers 4 liegt. Die Kontaktscheibe 10 besteht aus einem elektrisch leitenden federelastischen Werkstoff und ist radial in der Weise gewellt, dass sie im entspannten Zustand in der in Fig. 3 gezeigten Weise einen hochstehenden federelastischen konkaven Bereich 12, einen starren oder biegesteifen konvexen Auflagering 13, der den Zentralbereich 12 konzentrisch umgibt, und einen wiederum bxegeelastxschen peripheren Ringwulstbereich aufweist, der im entspannten Zustand der Kontaktscheibe jedoch axial tiefer liegt als der höher stehende Zentralbereich 12. In der in Fig. 2 gezeigten Weise ist die axiale Höhe des Kondensatorbechers 4 und des Wickelkerns so bemessen, dass bei verschlossenem Kondensator die mit der Kontaktfläche 9 versehene untere Stirnseite des Wickelkerns 1 den federelastischen Zentralbereich 12 der Kontaktscheibe 10 niederdrückt, wobei aufgrund der/starr ausgebildeten konkaven Auflagewulst 13 die elastische periphere Ringwulst 14 axial aufwärts gegen die untere Stirnseite des Kondensatorwickels 8 gedrückt wird.

Bei Überlastung des in Fig. 2 gezeigten Kondensators baut sich im Inneren des Bechers 4 ein Druck auf, der den Abschlussdeckel 2 axial anhebt und dabei die Sichexheitssicken 5 aufweitet. Beim axialen Anheben des Abschlussdeckels 2 wird jedoch auch der einstückig angeformte Wickelkern 1 angehoben, wodurch die auf die Kontaktscheibe 10 einwirkende axial abwärts gerichtete Verformungskraft aufgehoben wird. Die Kontaktscheibe 10 entspannt sich und nimmt ihre in Fig. 3 gezeigte Form an, wodurch der elektrische Kontakt zwischen der unteren Stirnseite des

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Wickels 8 und der elektrischen Durchführung 3" unterbrochen bzw. abgeschaltet wird. Vorzugsweise werden die Abmessungen der axialen Verschiebbarkeit des Wickelkerns 1 und der axialen Höhe des Zentralbereichs 12 der Kontaktscheibe 10 so gewählt, dass die Kontaktscheibe 10 bei axial aufgeweitetem Kondensatorgehäuse 4 mit ihrem konvexen Zentralbereich 12 gerade noch an der Kontaktfläche 9 anliegt und mit ihrer konkaven Ringwulst 13 gerade noch auf der Isolierscheibe 11 aufliegt. Bei diesen Abmessungen ist auch ein unbeabsichtigtes Zurückfallen oder Abkippen der Kontaktscheibe 10 unter erneuter Schliessung des elektrischen Kontaktes zwischen der unteren Stirnseite des Wickels 8 und der elektrischen Durchführung 3" ausgeschlossen. Der einmal überlastete Kondensator bleibt sicher abgeschaltet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des in Fig. 2 gezeigten Kondensators besteht darin, dass er aufgrund der einstückigen Ausbildung des Wickelkerns 1 und der Abdeckscheibe ohne jede weitere Hilfsmittel und ohne jedes weitere Montageerfordernis eine absolut rüttelfeste Lagerung des Kondensatorwickels 8 gewährleistet.

Der Kondensatorwickelkern der Erfindung kann in der in Fig. 4 gezeigten Weise vorteilhaft auch in den mit gebräuchlichen Durchführungselementen versehenen Starkstromkondensatoren eingesetzt werden. Die mit dem Wickelkern 1 einstückig ausgebildete Abdeckplatte 2 ist mit den eingespritzten Gummidichtungen 7 für den Rand des Bechergehäuses versehen. Die elektrischen Durchführungen sind als Anschlussfahnen 15 ausgebildet, die in die Abdeckscheibe 2 unter Verwendung von Dichtungen 16 eingenietet sind. Die Dichtungen 16 werden vorzugsweise gleichzeitig mit den Dichtungselementen 7 eingespritzt. Die Anschlussfahnen 15 können Bohrungen zum Einfädeln der äusseren Anschlussdrähte aufweisen.

Der Abstand zwischen der oberen Stirnseite des Wickels 8

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und der innenliegenden unteren Oberfläche der Abdeckplatte ist relativ gross gewählt. Dies gewährleistet, dass der Wickel 8 unter herkömmlichen und gebräuchlichen Bedingungen formierbar ist.

Der Anschluss der oberen stirnseitigen Kontaktfläche des Wickels 8 zum Durchführungsniet und der Anschlussfahne 15 kann durch ein federndes Kontaktelement 18' hergestellt werden, das entweder mit der Durchführung 15 eingenietet wird oder einstückig an dieser ausgebildet ist. Statt des federnden Kontaktelementes 18' kann auch ein einfacher Draht verwendet werden, der an der Durchführung 15 und der Stirnseite des Wickels 8 angelötet ist. Der Anschlussdraht 18", der die elektrische Durchführung 15 mit der in der Darstellung der Fig. 4 unten liegenden Stirnseite des Wickels verbindet, kann in gebräuchlicher Weise, beispielsweise durch Löten, an der Wickelstirnseite und an der Durchführung befestigt werden. Seine Stärke ist dabei zumindest im Inneren des hohlen Wickelkerns 1 so bemessen, dass er als Schmelzsicherung gegen eine Überlastung des Kondensators wirkt.

Der Vorteil eines entsprechend Fig. 4 aufgebauten Kondensators gegenüber den gebräuchlichen Kondensatoren vergleichsweiser Konstruktion liegt zum einen in der rüttelfesten Anordnung des Wickels, die ohne Hilfselemente erzielt wird, zum anderen aber wesentlich in einer Montageerleichterung bei der Herstellung des Kondensators. So brauchen beispielsweise die Anschlussfahnen 15 nicht mehr mit dem dann recht empfindlichen bereits formierten Wickel 8 verbunden zu werden, sondern können in recht robuster Weise vor dem Formieren elektrisch angeschlossen werden und kann dann die gesamte in Fig. 4 gezeigte Struktur formiert werden. Ausserdem sind das Einsetzen des Wickels und das Aufsetzen und Verschliessen des Deckels nicht mehr zwei Montageschritte,

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sondern lediglich nur noch ein einziger Montageschritt.

In der Fig. 5 ist schematisch im Axialschnitt eine Ausbildung des Kondensatorwxckelkerns der Erfindung dargestellt, wie sie insbesondere auch für den Kondensatoranwender ausserordentlich bequem ist. Der einstückig an die Abschlussplatte 2 angeformte Wickelkern 1 ist als Hohlkern ausgebildet, dessen hohler Innenraum durch die Abdeckscheibe hindurch nach aussen geöffnet und dessen gegenüberliegendes Ende verschlossen ist. Die elektrischen Durchführungen 3' und 3" sind nicht wie bei den gebräuchlichen Kondensatoren axial geführt, sondern radial durch die Wandung des Wickelhohlkerns 1 hindurch in dessen Innenraum hinein. In der Darstellung der Fig. 5 sind die Durchführungen lediglich als in den Hohlraum des Wickelkerns 1 hineinragende Drahtenden dargestellt. In der Praxis sind sie vorzugsweise als Ringelemente, Federelemente oder axiale Zungenelemente in der für Hochspannungsstiftstecker gebräuchlichen Weise ausgebildet. Der in der Fig. 5 nicht dargestellter Stecker braucht zur Herstellung des elektrischen Anschlusses zum Kondensator lediglich in diesen eingesteckt zu werden. Seine Halterung kann beispielsweise über einen an der Abschlussplatte 2 einstückig angeformten zylindrischen Stutzen 19 erfolgen, der mit einem Aussengewinde oder einer Riffelung versehen ist, die der Sicherung des eingeführten Steckers durch eine Überwurfmutter oder einen Rastmechanismus oder Schnappmechanismus dient. Dabei kann der Steckerstift selbst noch einmal durch eine in die Abschlussplatte 2 eingespritzte ringförmige Gummidichtung 20 abgedichtet sein, wobei diese zusätzliche Dichtung als zweite Dichtung für die beiden radialen elektrischen Durchführungen 3¹ und 3" dient.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausbildung wird vorteilhafterweise vor allem dann eingesetzt, wenn beispielsweise aus Sicher-

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heitsgründen eine radiale Führung des Anschlusskabels erforderlich ist. Aus dem stiftförmigen, auf die Halterung aufgesteckten oder aufgeschraubten Stecker kann das Anschlusskabel in dessen Kopf problemlos radial herausgeführt werden, ohne dass es dazu des grossen Montageaufwandes bedarf, der bei den gebräuchlichen Kondensatoren mit radialer Kabelherausführung erforderlich ist. Kondensatoren, die in der in Fig. 5 gezeigten Weise aufgebaut sind, werden vorzugsweise als Zündkondensatoren in Kraftfahrzeugen und in Haushaltsgeräten, beispielsweise Waschmaschinen, Trockengeräten oder Geschirrspülmaschinen, eingesetzt, wo sie für den Hersteller solcher Geräte nicht nur eine wesentliche Montageerleichterung, sondern auch eine Serviceerleichterung bedeuten.

Der Überlastungsschutz kann bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform entweder in den Kondensator selbst verlegt werden, indem beispielsweise der Anschluss draht 3" als Schmelzsicherung ausgebildet ist, oder kann vorzugsweise als Schmelzsicherung in den Anschlussstecker verlegt werden. Bei Überlastung braucht so nur der wesentlich billigere Stecker ausgewechselt zu werden und kann der wesentlich teurere Kondensator wieder verwendet bzw. weiterverwendet werden.

Ein vorzugsweise für Schwachstromkondensatoren einsetzbares Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Axialschnitt in der Fig. 6 dargestellt. Der beidseitig offene hohle Wickelkern 1 ist einstückig sowohl mit einer Abschlussplatte 2 als auch mit der gegenüberliegenden zweiten Abschlussplatte, der Gegenplatte 21, ausgebildet. Die Abdeckplatte 2 und die Gegenplatte 21 haben beide den gleichen Durchmesser und werden in Verbindung mit einem schiauchförmigen oder rohrförmigen Kondensatorgehäuse verwendet. Die elektrischen Durchführungen 3' und 3" für die Elektroden des in der Fig.

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nicht gezeigten Kondensatorwickels sind jeweils in Form einer Kreisscheibe ausgebildet, die die Wandungen des Wickelkerns 1 radial durchsetzt, im Bereich dieser Durchsetzung öffnungen aufweist, die vom Werkstoff des Wickelkerns 1 durchsetzt sind, und im Inneren des hohlen Wickelkerns axial einwärts aufgewölbte Klemmelemente oder Federelemente aufweisen, die axial offen sind. Zur Herstellung des elektrischen Anschlusses für einen solcherart aufgebauten Kondensator braucht der Anwender die abisolierten Enden der Drahtanschlüsse lediglich axial durch den Klemmfederkontakt hindurch in die zentrale Kondensatorbohrung einzuführen. Die beiden Enden der Bohrung können durch eine radiale Trennwand gegeneinander isoliert sein.

Im Inneren des Kondensators sind die elektrischen Durchführungen 3' und 3" vorzugsweise axial verstärkt und in axialer Sicht auf die radiale Ebene strahlensternförmig ausgebildet, so dass auch ein auf die in Fig. 6 gezeigte Anordnung aufgewickelter Kondensatorwickel noch nach dem Wickeln formiert werden kann. Alternativ kann auch ein vorformiertes Bandmaterial aufgewickelt werden, wobei dann die elektrischen Durchführungen 3' und 3" als dünne homogene Metallscheiben ausgebildet sein können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das insbesondere für Schwachstromkondensatoren geeignet ist, ist in Fig. 7 dargestellt. Der als Hohlkern ausgebildete Wickelkern 1 und die Abschlussplatte 2, die mit diesem einstückig ausgebildet ist, sowie die Gegenplatte 21 (Fig. 8), die einen Zentralzapfen 25 mit Rastelementen trägt, sind aus Aluminium oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt. Der Wickelkern 1 (Fig. 7) ist mit einem Gummischlauch 23 oder einem anderen elastischen Schlauch aus elektrisch isolierendem Werkstoff überzogen. Der Schlauch 23 ist axial länger als der Wickelkern 1. Er weist an seinem bezogen auf die Abschlussplatte 2 unteren Rand aussenliegende Verstärkungselemente oder Ringwülste auf. Die Ringverstärkungen 24 weisen vorzugsweise ein

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axial abwärts gerichtetes Sägezahnprofil auf.

Auf den so mit dem Schlauch überzogenen Wickelkern 1 wird dann der Wickel 8 in der Weise aufgewickelt, dass seine Stirnseite einen direkten elektrischen Kontakt zur Abdeckplatte 2 herstellt. Die axiale Höhe des Wickels 8 ist vorzugsweise etwas grosser als die axiale Höhe des Wickelkerns 1, jedoch nur so gross, dass sie den untersten der Ringwülste 24 auf dem Schlauch 23 nicht erreicht. Die so erhaltene und in Fig. 7 gezeigte Struktur kann in gebräuchlicher Weise formiert werden. Anschliessend oder auch bereits vorher wird das überstehende Ende des Schlauches 23 in den inneren Hohlraum des Wickelkerns 1 umgeschlagen, was aufgrund der Eigenspannung der Ringwülste 24 nach Einleiten des ümschlagens praktisch selbsttätig erfolgt. Dadurch ist dann der hohle Innenraum des Wickelkerns 1 mit Rastwülsten versehen, in die der mit entsprechenden Vorsprüngen ausgebildete Zentralzapfen 25 der Gegenplatte eingedrückt werden kann. Diese Gegenplatte wird dann so in den Wickelkern 1 eingedrückt, dass sie den elektrischen Kontakt zur in der Darstellung der Figuren 7 und 8 unten liegenden Stirnfläche des Wickels 8 herstellt. Beim Einsetzen des in Fig. 8 dargestellten Kondensatorwickels in ein schlauchförmiges oder rohrförmiges Kondensatorgehäuse kann die äussere Oberfläche sowohl der Abdeckplatte 2 als auch der Gegenplatte 21 direkt als Kontaktflächen verwendet werden, ohne dass es bei der Herstellung des Kondensators eines einzigen Lötvorganges bedarf.

Statt des Schlauches 23, der in den Figuren 7 und 8 gezeigt"¹ ist, kann jedoch auch der Wickelkern 1 im unteren Bereich seines Hohlraumes mit einer oder mehreren Wulstringen, die beispielsweise durch Sicken gebildet werden, ausgebildet sein. Die elektrischalsolation gegen den Zentralzapfen 25 der Gegenplatte 21 erfolgt bei dieser Ausbildung vorzugsweise

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durch Tauchbeschichten mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff. Die Wirkungsweise einer so erhaltenen Struktur ist die gleiche wie im Zusammenhang mit der Fig. 8 beschrieben.

Ausserdem kann das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel auch so ausgebildet sein, dass sich sowohl der Wickelkern durch die Abdeckplatte 2 hindurch in der in Fig. 6 gezeigten Weise öffnet und dass auch der Zentralzapfen 5 zumindest in seinem äusseren Bereich hohl ausgebildet ist und sich zur Gegenplatte 21 öffnet. Die anwenderseitigen elektrischen Anschlüsse für einen solchen Kondensator können dann beispielsweise durch einfaches Einstecken von Stiftsteckern hergestellt werden.

Aber auch für Becherkondensatoren ist das in Fig. 8 gezeigte Prinzip der einstückigen Ausbildung des Wickelkerns 1 mit der Abdeckplatte 2 in Verbindung mit einer nach dem Druckknopfprinzip über einen Zentralzapfen 25 eindrückbaren Gegenplatte 21 in den verschiedensten Variationen verwendbar. Dabei bestehen der Wickelkern 1 und die Abdeckplatte 2 vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Werkstoff und weisen entsprechende elektrische Durchführungen auf, während die Gegenplatte 21 entweder aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen kann und dann beispielsweise als Halteorgan oder Klemmorgan dient, oder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff bestehen kann und in dieser Ausbildung als Kontaktelement zur unten liegenden Stirnfläche des Wickelt'8\dient. In beiden Fällen ist dabei jedoch der Durchmesser der Gegenplatte 21 kleiner als der Durchmesser der Abdeckplatte 2, gegebenenfalls sogar kleiner als der Durchmesser des Wickels 8, um ein leichtes Einsetzen der Montageeinheit in das Bechergehäuse des Kondensators zu gewährleisten.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   ,-' 1.JKondensatorwickelkern, dadurch gekennzeichnet , dass der Wickelkern (1) einstückig mit einer stirnseitigen Abschlussplatte (2) für ein stirnseitig offenes Kondensatorgehäuse (4) ausgebildet ist.
2. 2. Kondensatorwickelkern, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1) einstückig mit den beiden stirnseitigen Abschlussplatten (2,21) für ein rohrförmiges oder schlauchförmiges Kondensatorgehäuse ausgebildet ist.
3. 3. Kondensatorwickelkern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass er aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff durch Spritzgiessen oder Pressen hergestellt ist, dass der Kern (1) hohl ist und sich zumindest einseitig durch die Abschlussplatte (2;21) hindurch öffnet und dass er radial eingespritzte oder eingepresste elektrische Anschlussdurchführungen (3',3") enthält, die im Hohlraum des Kerns (1) zu Anschlusszwecken von aussen zugänglich sind.
4. 4. Kondensatorwickelkern nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Wickelkern (1) als Hohlkern mit mindestens einer innenliegenden Ringwulst (24) in dem der Abschlussplatte (2) gegenüberliegenden Randbereich ausgebildet ist, in den eine

   '* 0 9 8 Λ 9 / 0 4 S r.

   ORIGINAL INSPECTED

   mit einem Zentralzapfen (25) versehene Gegenplatte (21) nach dem Druckknopfprinzip einrastbar ist.
5. 5. Kondensatorwickelkern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass sowohl der Kern (1) mit der einen Abdeckplatte (2) als auch die Gegenplatte (21) aus Aluminium oder einem anderen Metall bestehen und der Wickelkern (1) innen und aussen vollständig oder zumindest nur an seiner der Abschlussplatte abgewandten Stirnfläche und innen von dieser Stirnfläche bis über die Ringwülste (24) mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff (23) beschichtet oder überzogen sind.
6. 6. Kondensatorwickelkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1) auf seiner Aussenfläche vor dem Aufwickeln des Kondensatorwickels (8) mit einem Gummischlauch (23) überzogen ist, der axial länger als der Wickelkern (1) ist und in seinem überstehenden Bereich aussenliegende Ringwülste (24) trägt, die in den Wickelhohlkern (1) so einschlagbar sind, dass der Zentralzapfen (25) der Gegenplatte (21) in die dann innenliegenden Ringwülste (23) eindrückbar ist und dass die beiden Stirnseiten des Wickels (8) mit der Abschlussplatte (2) bzw. der Gegenplatte (21) in elektrischem Kontakt stehen.
7. 7. Kondensatorwickelkern für einen Kondensatorbecher mit

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   Sicherheitssicken nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass die elektrische Durchführung (3") für den der Abdeckplatte (2) abgewandten Kontakt auf der freiliegenden Wickelstirnseite in einer freiliegenden Kontaktfläche (9) endet, die mit einer frei auf einer Isolatorscheibe (11) liegenden radial gewellten elektrisch leitenden federelastischen Kreisscheibe (Kontaktscheibe) (10) in der Weise zusammenwirken kann, dass sie unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes zur Scheibe (10) eine im entspannten Zustand der Scheibe (10) hochliegende zentrale konvexe Kappe oder Kreiswulst (12) niederdrückt, wobei unter Zwischenauflage (13) auf dem Kondensatorgehäuseboden, der als Widerlager wirkt, eine im entspannten Zustand der Kreisscheibe (10) gegenüber der konvexen Kappe (12) tiefer liegende periphere konvexe Kreiswulst (14) aufwärts und unter Herstellung eines elektrischen Kontaktes gegen die Stirnseite des Kondensatorwickels (8) gedrückt wird.

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