DE2634766A1

DE2634766A1 - Wickelkondensator mit ueberdruck schutz

Info

Publication number: DE2634766A1
Application number: DE19762634766
Authority: DE
Inventors: Maarten Koel; Hubertus Johannes Theelen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DK142476C; JPS5221665A; NL164991C; NL7509465A; FR2320622A1; DE2634766B2; CA1060555A; FR2320622B1; BR7605144A; DE2634766C3; JPS5831727B2; DK142476B; ES450518A1; DK353576A; IT1071184B; BE844992A; US4059848A; MX144447A; NL164991B; GB1519367A

Description

a,.«: PHN 8085

Wickelkondensator mit Überdruckschutz

Die Erfindung betrifft einen Wickelkondensator mit einem von einen Deckel abgeschlossenen zylindrischen Gehäuse, in dem sich ein auf einem zylindrischen Kern angebrachter Kondensatorwickel sowie eine gegen eine in der Wand des Gehäuses gebildete Rille abgestützte Zentrierscheibe befinden, die zwischen dem Deckel und dem Kondensatorwickel fest angeordnet ist, und mit mindestens einem elektrisch mit einer Kondensatorelektrode verbundenen Anschluß, der sowohl im Deckel als auch in einem in der Zentrierscheibe angeordneten Zentrierorgan verankert ist, während das Gehäuse mit einer zwischen dem Deckel und der Zentrierscheibe liegenden Exrpansionsrille versehen ist.

Bei einem bekannten Wickelkondensator dieser Art (DT-Gbm 1 794 821) besteht das Zentrierorgan aus einer in den Hohl-

PEIN 8085 - 2 -

- 709807/0828

kern des Kondensatorwickels hineinragende! Metallbuchse, die in der Zentrierscheibe aus isolierendem Material vernietet ist. Der elektrische Anschluß ist in einer Öffnung im Boden der Buchse befestigt.

Ein Nachteil des bekannten Wickelkondensators ist, daß eine Nietverbindung zum Befestigen der Buchse in der Zentrierscheibe erforderlich ist, bei der nur an der dem Deckel zugewandten Seite der Buchse ein Nietkragen angebildet werden kann. Eine derartige Nietverbindung gewährleistet nicht unter allen Umständen eine zuverlässige Verbindung. Es erfordert außerdem eine nicht einfach durchzuführende Bearbeitung. Ein weiterer Nachteil ist, daß in dem immer häufiger auftretenden Fall, bei dem gefordert wird, daß keine elektrische Spannung am Gehäuse bei auftretendem Überdruck in Kondensatoren mit einem Metallgehäuse vorhanden sein darf·, diese Bedingung nicht erfüllt werden kann, weil auch der zweite Anschluß in der erwähnten Buchse verankert wird. Der Ersatz der Metallbuchse durch eine Buchse aus isolierendem Material könnte die Nachteile bei der Erzielung einer zuverlässigen Nietverbindung nur vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wickelkondensator mit einem Überdruckschutz zu schaffen, der keine komplizierten Bearbeitungen erfordert und für Ausführungen geeignet ist, bei denen auch beide Anschlüsse gleichzeitig unterbrochen werden müssen.

Ein erfindungsgemäßer Kondensator ist dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierorgan aus einem losen Einsatzstück aus elektrisch isolierendem Material besteht, das mit einem Vorsprung versehen ist, der gegen Axialverschiebung in bezug auf das Gehäuse zwischen einem Ende des Kernes und der dem Kondensatorwickel zugewandten Seite der Zentrierscheibe eingeschlossen ist.

PHN 8085 - 3 -

709807/0 8 28

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wickelkondensators,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 veranschaulichten Zentrierorgans,

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 2 dargestellten Zentrierorgangs.

Der in Fig. 1 dargestellte Wickelkondensator enthält ein zylindrisches Gehäuse 1 aus Aluminium, das an der Unterseite (in der Zeichnung) mit einem Bodenteil 3 geschlossen ist, der zusammen mit einem Wandteil 5 einen Becher bildet. Das Gehäuse 1 ist an der Oberseite mit einem scheibenförmigen Deckel 7 aus hartem Kunststoff abgeschlossen. Der Deckel 7 wird im Gehäuse mittels eines umgebördelten Endrandes 9 festgehalten. Der Rand 9 ist umgebördelt, nachdem der Raum zwischen dem Deckel und dem Gehäuse mit einem Gummiring 11 abgedichtet ist. Im Gehäuse befindet sich ein Einlegestück 13 mit einer konischen Erhöhung 15, die zum Zentrieren eines Hohlkernes 17 aus Kunststoff dient. Um den Kern 17 ist ein Kondensatorwickel 19 auf übliche Weise gewickelt. Der Kondensatorwickel 19 kann beispielsweise aus zweiseitig metallisierter Polypropylenfolie und Papierfolie als Trennschicht aufgebaut sein. Der Kondensatorwickel ist am Umfang mit elektrisch isolierendem Material 21 umgeben.

In der Wand 5 des Kondensatorgehäuses 1 ist eine Expansionsrille 23 gebildet, auf der sich der Deckel 7 abstützt. An der Unterseite der Expansionsrille 23 stützt sich eine Zentrierscheibe 25 aus Hartpapier ab, die mit Öffnungen 27 versehen ist, so daß der in der Zeichnung mit A angegebene Raum mit dem

709807/0828

PHN 8085 - 4 -

Raum B zwischen dem Deckel 7 und der Zentrierscheibe 25 in offener Verbindung steht. Die Scheibe 25 ist mit einer runden Zentralöffnung 29 versehen, deren Mitte auf der Längsachse des Kondensators liegt. In der Öffnung 29 befindet sich ein Teil 33 mit rundem Querschnitt eines Zentrierorgans 31. Das Zentrierorgan 31 ist ein loses Einsatzstück, das aus elektrisch isolierendem Material besteht, wie beispielsweise aus einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff, der wärmehärtend ist. Das Zentrierorgan 31 besitzt außer dem Teil 33 mit rundem Querschnitt einen nach unten gerichteten Teil (Profil) 39, dessen Querschnitt einen Teil eines regelmäßigen Sechsecks bildet (siehe Fig. 3). Der Teil 39 steht mit einem Hohlraum 43 im Kern 17 passend im Eingriff. Der Hohlraum 43 besitzt ein Profil in Form eines regelmäßigen Sechsecks. Ein Teil 35 des Zentrierorgans 31 steht mit einer Öffnung 41 im Deckel 7 passend im Eingriff. Die Öffnung 41 hat einen rechteckigen Querschnitt.

Im Zentrierorgan 31 sind zwei runde Anschlußdrähte 45 und 47 aus verzinntem Kupfer verankert. Die Drähte 45 und 47 sind dazu mit schleifenförmigen Krümmungen 49 und 51 versehen (siehe weiter Fig. 2)_o Die Krümmungen 49 und 51 können im Kunststoff des Zentrierorgans 31 eingegossen sein. Das Zentrierorgan kann jedoch auch aus zwei Teilen mit passenden Ausnehmungen für die Krümmungen 49 und 51 zusammengesetzt sein. Nach dem Einlegen der Drähte 45 und 47 werden die zwei Teile gegeneinander gesetzt und im Ultraschallschweißverfahren miteinander verbunden. Die zwei Teile können auch derart profiliert sein, daß die Krümmungen 49 und 51 beim Aneinanderdrücken der Teile vor dem Ultraschallschweißen entstehen. Die Drähte 45 und 47 sind weiter in metallenen Ösen 53 und 55 verankert, die sich im Deckel 7 befinden. Zwischen den Ösen 53 und 55 und dem Deckel 7 befinden sich Gummiabdichtringe 57 und Die Drähte werden an den Ösen 53 und 55 zusammen mit zwei äußeren Anschlüssen 61 und 62 festgelötet. Die Verankerung der

PHN 8085 709807/0828 - 5 -

Drähte ist in bezug auf die Längsachse des Kondensators und in bezug auf die Mitte des Zentrierorgans symmetrisch ausgeführt. Die Anschlußdrähte 45 und 47 sind an ihren dem Deckel 7 abgewandten Enden mit den Elektroden des Kondensatorwickels (siehe Draht 47) elektrisch verbunden. Das Zentrierorgan 31 ist mit einer Ausnehmung 65 zum seitwärtigen Verlegen des Anschlußdrahtes 45 versehen, der an der Oberseite des Kondensatorwickels (nicht sichtbar) mit der betreffenden Kondensatorelektrode verbunden ist. Die Drähte 45 und 47 sind derart im Zentrierorgan 31 und im Deckel 7 verankert, daß die erforderliche Kraft zum Losziehen der Drähte aus dem Deckel und dem Zentrierorgan ausreichend über der Kraft liegt, bei der die Drähte bis zur Fliessgrenze des Kupfers belastet werden. Anstelle von Drähten können auch Anschlüsse mit einem anderen als einem runden Querschnitt angewandt werden, wie beispielsweise dünne Streifen. Die Anschlüsse können möglicherweise mit einer geschwächten Stelle versehen werden, die als Bruchstelle arbeitet.

Bei einem bestimmten unzulässigen Druck, der Explosionsgefahr für einen im Betrieb befindlichen Kondensator ergibt, sorgt die Expansionsrille 23 dafür, daß sich der Expansionsraum B derart vergrößert, daß die Drähte 45 und 47 bis zu ihrer Fliessgrenze belastet werden, wonach die Drähte brechen und den Kondensator explosionssicher wird. Ein Vorsprung 37 des Zentrierorgangs 31> der einerseits an der Zentrierscheibe 25 und zum anderen an einer Endfläche des Kernes 17 anliegt, verhindert, daß bei Druckerhöhung im Kondensator eine Verschiebung des Zentrierorgans auftritt, die die Zugdrähte 45 und 47 entlasten könnte. Die symmetrische Verankerung der Drähte gewährleistet Bruch in beiden Drähten.

Das Rechteckprofil 35, das mit der Öffnung 41 im Deckel 7 passend im Eingriff steht, verhindert, daß sich der Kondensatorwickel in bezug auf das Gehäuse drehen kann, so daß keine

709807/0828 " ⁶ "

Torsion der Drähte 45 und 47 auftritt. Eine ähnliche Funktion hat das Kantenprofil 39, das verhindert, daß sich der Kondensatorwickel in bezug auf das Zentrierorgan 31 verdreht. Wenn jedoch für einen ausreichenden Anliegedruck zwischen dem Vorsprung 37 und dem Kern 17 durch entsprechende Bemessung gesorgt wird, braucht das Profil 39 nicht kantig zu sein. Ein rundes Profil 39 und ein runder Hohlraum 43 im Kern 17 sind dabei möglich. Eine gute Zentrierung wird auf diese Weise auch gewährleistet. Die Profile 35, 39, 41 und 43 dienen daher in erster Linie für die Zentrierung des Deckels und des Kondensatorwickels. Verdrehung des Zentrierorgans 31 in bezug auf den Deckel 7 kann auch dadurch verhindert werden, daß der Öffnung und dem Teil 33 ein kantiges Profil gegeben wird, und weiter daß das Profil 35 und die Aussparung 41 in bezug auf die Mitte des Zentrierorgans exzentrisch angeordnet werden.

Da das Zentrierorgan ein loses Einsatzstück ist, dessen Vorsprung 37 Axialverschiebung verhindert, ist eine sehr einfache und preisgünstige Herstellung explosionssicherer Kondensatoren erreichbar. Die Zusammensetzung des Kondensators erfolgt durch Einsetzen eines bereits mit verankerten Drähten versehenen Zentrierorgans 31 außerhalb des Gehäuses 1 in den Kern 17, wonach die Drähte 45, 47 mit den Kondensatorelektroden elektrisch verbunden werden. Die Zentrierscheibe 25 kann auf das Zentrierorgan 31 gebracht werden, indem die Drähte 45 und 47 erst nach dem Anbringen der Scheibe die in der Zeichnung dargestellten Abwinkelungen erhalten. Dies kann sowohl außerhalb des Gehäuses

auch
als'im Gehäuse erfolgen. Das auf diese Weise erhaltene Gebilde wird im Gehäuse mit Hilfe der Expansionsrille 23 verankert. Das Zentrierorgan 31 dient danach sowohl zur Zentrierung des Deckels 7 in bezug auf das Gehäuse 1 als auch zum Zentrieren der Drähte 45 und 47 in bezug auf die Ösen 53 und 55. Die axiale Verankerung des Deckels 7 im Gehäuse 1 erfolgt durch Umbördelung des Randes 9.

PHN 8085 - 7 -

709807/0828

Die angegebene Explosionssicherheit ist insbesondere für Wickelkondensatoren mit Polypropylenfolie als Dielektrikum wesentlich, die in Wechselspannungsschaltungen angewandt werden. Bei Wechselspannungsbelastung tritt eine Zersetzung der Polypropylenfolie auf, wodurch ein unzulässig hoher Gasdruck entstehen kann. Im allgemeinen kann die beschriebene Explosionssicherheit in allen Wickelkondensatoren angewandt werden, in denen die Gefahr von Gasbildung besteht, wie Gas aus dielektrischer Folie, Hüllen, Separatorfolien, Imprägnierflüssigkeiten oder Füllmitteln. Kondensatoren mit Polypropylenfolie als Dielektrikum v/erden unter anderem in Wechselspannungsschaltungen angewandt, wie bei Gasentladungslampen und Anlauf schaltungen für Motoren.

Patentansprüche;

PHN 8085

709807/0828

Claims

Patentansprüche:

Wickelkondensator mit einem von einem Deckel abgeschlossenen zylindrischen Gehäuse, in dem sich ein auf einem zylindrischen Kern angeordneter Kondensatorwickel sowie eine gegen eine in der Wand des Gehäuses gebildete Rille abgestützte Zentrierscheibe befindet, die zwischen dem Deckel und dem Kondensatorwickel fest angeordnet ist, und mit mindestens einem elektrisch mit einer Kondensatorelektrode verbundenen Anschluß, der sowohl im Deckel als auch in einem in der Zentrierscheibe angeordneten Zentrierorgan verankert ist, während das Gehäuse mit einer zwischen dem Deckel und der Zentrierscheibe liegenden Expansionsrille versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierorgan (31) aus einem losen Einsatzstück aus elektrisch isolierendem Material besteht, das mit einem Vorsprung (37) versehen ist, der gegen Axialverschiebung in bezug auf das Gehäuse (1) zwischen einem Ende des Kernes (17) und der dem Kondensatorwickel (19) zugewandten Seite der Zentrierscheibe (25) eingeschlossen ist.
2. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierorgan (31) an ihrer dem Deckel (7) zugewandten Seite mit einem Profil (35) versehen ist, das mit einem gleichförmigen Profil (41) im Deckel passend im Eingriff steht und an ihrer dem Kondensatorwickel (19) zugewandten Seite ein Profil (39) besitzt, das mit einem Profil im Kondensatorkern (17) passend im Eingriff steht.
3. Wickelkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Deckel (7) zugewandte Profil (35) des Zentrierorgans (31) kantig ist.
4. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorwickel (19) mit einem zweiten Anschluß (47) elektrisch verbunden ist, der gleichfalls im

8085 709807/0828 _ _

Deckel (7) und im Zentrierorgan (31) verankert ist, wobei die beiden Anschlüsse (45, 47) in bezug auf die Längsachse des Gehäuses (1) und die Mitte des Zentrierorgans symmetrisch liegen.
5. Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (45, 47) aus einem Metalldraht mit rundem Querschnitt bestehen und mit einer schleifenförmigen Krümmung (49, 51) versehen sind, die im Zentrierorgan (31) verankert ist.

PHN 8085

709807/0828