DE2624335C2 - Kondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Becherkondensator, dessen offene Gehäuseseite durch einen in eine an der Gehäuseinnenwand ausgebildete Ringnut eingedrückten einstückig mit einem Wickelkern ausgebildeten Abschlußdeckel verschlossen ist, dessen Außendurchmesser größer als der größte Innendjrchmesser der Ringnut des unverschlossenen Gehäuses ist.

Bei Kondensatoren der genannten Art besteht eines der zentralen technischen Probleme darin, die Gehäuse mit einer stirnseitigen Abschlußplatte gasdicht und flüssigkeitsdicht zu verschließen, wobei dieser Verschluß sowohl in der Herstellung als vor allem auch im Verschlußvorgang selbst besonders einfach und kostengünstig sein soll.

Aus der DE-OS 15 64 727 ist ein Kunststoffgehäuse für elektrische Bauelemente, insbesondere elektrische Kondensatoren, das stirnseitig mit einem Verschlußelcment abgedichtet ist, bekannt. Das Kunststoff-Bechergehäuse ist streng zylindrisch ausgebildet und weist einen flachen Boden auf. Der Kunststoffgehäuseinnenrand besitzt eine konische Ringeinschneidung, deren außenliegender Durchmesser kleiner ist als der innenliegende, und das Verschlußelement ist an seiner Randfläche entsprechend konisch gestaltet. Zum Verschließen des Gehäuses wird das Verschlußelement in die konische Ringeinschneidung eingeschnappt und verklebt oder verschweißt. Das Verschlußelement kann aus einem beliebigen Material bestehen, falls es mit dem Gehäuseinnenrand verklebt werden soll. Falls das Verschlußelement mit dem Kunststoffgehäuse verschweißt werden soll, wird das Verschlußelement aus einem scheibenförmigen Kunststoffdeckel ausgebildet.

Nachteilig an dieser Ausbildung des Kondensatorgehäuses ist, daß beim Eindrücken des Abschlußdeckels in das Kondensatorgehäuse in beachtlichem Umfang eine plastische Verformung des Gehäusewerkstoffes erfolgt. Es ist daher erforderlich, das Gehäuse und den Deckel durch Verschweißen oder Verkleben dichtend miteinander zu verbinden. Ein beispielsweise durch Überlastung im Inneren des Kondensators aufgebauter Überdruck kann sich bei einer derartigen Ausbildung nicht abbauen. Nach Überschreiten eines kritischen Grenzdruckes wird entweder das Kondensatorgehäuse reißen oder der Abschlußdeckel nach Abreißen der Klebeverbindung oder Schweißverbindung und Überwinden des Keileffektes der konisch ausgebildeten Schnappverbindung explosionsartig vom Gehäuse abgetrieben werden. Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Becherkondensa;or der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gehäuse eine geringere Diffusionsdurchlässigkeit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten aufweist und eine rüttelfreie Halterung des Wickelkerns ermöglicht, und der gleichzeitig überdruckgesichert ist.

is Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kondensator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Die Erfindung schafft also einen Kondensator mit einem Gehäuse, das vom Abschlußdeckel abgesehen vollständig aus einem gummielasiischen Werkstoff, nämlich einem Elastomeren oder einem thermoplastischen Kautschuk, besteht. Dabei ist in Verbindung mit diesem Gehäusewerkstoff wesentlich, daß der Durch-

:ϊ messer des Abschlußdeckels größer als der lichte Durchmesser des Gehäuses im entspannten Zustand ist. Im Gegensatz zu allen bekannten und in der verschiedensten Weise gummierten Abdeckscheiben oder mit Gummiringen zusammenwirkenden Abdecken scheiben beruht die Dichtwirkung beim Kondensator der Erfindung zwischen dem Deckel und dem Gehäuse nicht nur auf einer Verpressung der Masse des gummielastischen Dichtungsmaterials, sonder zusätzlich auf einer gummiclastischen Rückstellkraft, die durch die

ü Verspannung des gummielasiischen Werkstoffes aufgebracht wird, nämlich durch seine radiale Aufteilung durch den eingedrückten Abschlußdeckel. Darüber hinaus wird das Gehäuse bei eingesetztem Wickel und eingedrücktem Abschlußdeckel nicht nur radial, sondern auch axial verspannt. Durch die zusätzliche axiale Verspannungskomponente wird einerseits eine rüttelfeste Halterung des Wickels erzielt und andererseits eine zusätzliche Verformungsspannungskomponente zur radialen Dichtung gegen den Abschlußdeckel erzeugt.

4") Auch unter extremen Wärmebelastungen ist ein solcher Verschluß durch die Eigenspannung des gummielastischen Werkstoffes stets dicht.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung

5n näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt ein Kondensatorbechergehäuse im entspannten Zustand und

Fig. 2 im Axialschnitt einen Becherkondensator der unter Verwendung des in F i g. I gezeigten Bechergehäuse hergestellt ist.

Zur Herstellung des in Fig. 2 gezeigten Wickelkondensators dient das in F i g. I gezeigte Bechergehäuse 1. das aus einem Elastomeren oder thermoplastischen Kautschuk besteht.

Als Werkstoff für die Herstellung des gummielastischen Kondensatorgehäuses 1 können auch mit Thermoplast, Duroplast, Glasfasern und bzw. oder anderen Elastomeren modifizierte Elastomere verwendet werden. Die jeweils zu verwendende Werkstofformulierung richtet sich nach den Spezifikationen des Einsatzgebietes, vor allem also nach der Beschaffenheit des Dielektrikums oder Elektrolyten und nach der Temperaturbelastung. Vorzugsweise ist der zur Herstel-

lung des Bechers verwendete Kautschuk schwefelfrei, insbesondere peroxidisch vernetzt.

Der in F i g. 1 gezeigte Becher ist im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet und weist einen relativ stark einwärts gewölbten Boden Γ und an seinem gegenüberliegenden äußeren Rand eine innenliegende Ringnut 1" auf. Der Außendurchmesser des Kondensatorwickels 2 (F i g. 2) ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 1 im entspannten Zustand, so daß der Wicke! 2 frei in den entspannten Becher 1 einführbar ist. Der Wickel 2 ist auf einen einseitig offenen hohlen WickeiKern 3 gewickelt, der seinerseits einstückig mit dem Abschlußdeckel 4 durch Spritzgießen aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyamid-6, hergestellt ist. Im Abschlußdeckel 4 sind die elektrischen Durchführungen 5 eingespritzt oder eingenietet, wobei eine der Durchführungen den elektrischen Kontakt zur oberen Wickelseite herstellt, während die andere Durchführung durch den hohlen Wickelkern hindurch zur Gegenüberliegenden Stirnseite des Wickels 2 geführt ist. Die Stärke des im hohlen Wickelkern liegenden Drahtes ist vorzugsweise so bemessen, daß er gleichzeitig als Schmelzsicherung zum Überlastungsschutz dient.

Der Außendurchmesser des Abschlußdeckels 4 ist größer als die lichte Weite des Bechers 1 an der Stelle des Deckelsitzes ausgebildet, ist also größer als der größte Durchmesser der Ringnut 1", in die der Deckel 4 eingedrückt wird.

Außerdem ist der axiale Abstand vom Abschlußdekkel 4 bis zum gegenüberliegenden Fuß des Wickelkerns 3 größer als der axiale Abstand der radialen Mihelebene der Ringnut 1" zum höchsten Punkt des einwärts gewölbten Becherbodens Γ im entspannten Zustand des Bechers 1. Dies führt beim Eindrücken des Deckels 4 mit dem Wickelkern 3 in der in Fig. 2 gezeigten Art zu einem Flachdrücken des Becherbodens 1'. Durch dieses Flachdrücken des Becherbodens werden die Spannungsverhältnisse am Deckelverschluß günstig beeinflußt und wird die gesamte Kondensatorstruktur durch

Schaffung eines dritten Einspannpunktes elastisch stabilisiert. Außerdem kann der Andruck des Bodens Γ zur Herstellung eines Klemmkontaktes 5' zwischen dem durch den hohlen Wickelkern herabgeführten Anschlußdraht und der unteren Stirnseite ausgenutzt

ίο werden.

Der in Fig. 2 gezeigte Wickelkondensator mit Bechergehäuse kann also durch einen einzigen Arbeitsschritt endmotiert werden, indem in den maschinell aufgeweiteten Randbereich des Bechers 1 mit der

Ringnut 1" die aus dem Wickel 2, dem Wickelkern 3 und dem einstückig angespritzten Deckel 4 mit den Durchführungen 5 bestehende Montageeinheit eingesetzt wird.

Ein ganz wesentlicher Vorteil des in F i g. 2 gezeigten

Wickelkondensators liegt darin, daß bei dieser Ausführung die Konstruktion selbst gleichzeitig als Überdrucksicherheitsventil wirkt. Bei Überschreiten eines kritischen Grenzdruckes im Inneren des Kondensators wird der obere Rand des Bechers 1 durch den inneren Überdruck vom Rand der Abdeckplatte 4 abgedrückt, wodurch ein Druckausgleich im Inneren des Kondensators stattfinden kann und der Kondensator anschließend wieder voll funktionsfähig ist. Dieser Öffnungsdruck kann in einfachster V/eise durch eine entsprechende

jo relative Bemessung der Durchmesser der Ringnut 1" und des Deckels 4 sowie durch eine Einstellung der Gummimischung erfolgen. Nach einem solcherart erfolgten Abblasen des Kondensators ist dieser aufgrund der gummielastischen Eigenspannung des

ü Gehäuses 1 wieder vollkommen dicht und funktionsfähig verschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Becherkondensator, dessen offene Gehäuseseite durch einen in eine an der Gehäuseinnenwand ausgebildete Ringnut eingedrückten einstückig mit einem Wickelkern ausgebildeten Abschlußdeckel verschlossen ist, dessen Außendurchmesser größer als der größte Innendurchmesser der Ringnut des unverschlossenen Gehäuses ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem Elastomeren oder thermoplastischen Kautschuk besteht und der Boden (1') des Gehäuses (1) so stark einwärtsgewölbt ist, daß der axiale Abstand vom Abschlußdecke! (4) b's zu der dem Gehäuseboden zugewandten Stirnseite des Wickelkerns (3) größer als der axiale Abstand von der radialen Mittelebene der Ringnut (1") bis zum Scheitelpunkt des durchgowölbten Bodens (I') im entspannten Zustand des Gehäuses (1) ist.

2. Becherkondensator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein schwefelfrei peroxidisch vernetzter reiner oder modifizierter

Ethylen-Propylcn-Dien-Terpolymerisaikautschuk (EPDM) ist.