DE2845730A1

DE2845730A1 - Explosionsschutzvorrichtung fuer einen kondensator mit einem netallgehaeuse

Info

Publication number: DE2845730A1
Application number: DE19782845730
Authority: DE
Inventors: Enrico Sanvito
Original assignee: ICAR IND CONDENSATORI APPLIC E
Current assignee: ICAR IND CONDENSATORI APPLIC E
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1979-04-26
Also published as: IT1087087B; FR2406879B3; NL7810538A; GB2006525A; FR2406879A1; BE871386A

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ "»—· 20. Oktober 1978

ünchen. 20. Okt

■ Postanschrift / Festal Address

DR. DIETER F. MORF j | _MMlM,_M,_ww>MMM._H

DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Pienzenauerstra_ße28

Telefon 933222

Patentanwälte Telegramme iChemlndus München

Telex: CO) 523992

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ICAR INDUSTRIA CONDENSATORI APPLICAZIONI ELETTROELETTRONICHE S.p.A.

Via Felice Casati 4*1, Mailand, Italien

Explosionsschutzvorrichtung für einen Kondensator

mit einem Metallgehäuse

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Elektrische Festkondensatoren der sogenannten selbstregenerierbaren Bauart werden in ihrer bekannten Bauform im wesentlichen durch zwei leitende Platten gebildet/ zwischen welchen ein Dielektrikum angeordnet ist, das durch eine oder mehrere Folien Isolierstoff gebildet wird. Die Platten sind aus einer dünnen Metallschicht geformt, auf welche das Dielektrikum durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht worden ist. Die Dielektrikumfolien sind so gewickelt, daß sie ein kapazitives Element von zylindrischer Form mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt bilden. Das Dielektrikum kann durch Bogen aus Papier oder Folien aus Kunststoff wie Polypropylen, Polycarbonat, Polyester, Polystyrol etc. gebildet werden. Auf die Enden des kapazitiven Elements wird schmelzflüssiges Metall aufgespritzt, um an jedem derselben eine Metallschicht zu erzeugen, die sich in Kontakt mit der einen Platte befindet.

Bei einer Bauform, die weitgehend Verwendung gefunden hat, ist das kapazitive Element in einem zylindrischen Metallgehäuse enthalten, das durch einen Deckel hermetisch verschlossenist. Durch den Deckel hindurch erstrecken sich zwei Anschlüsse, die mit den Platten durch geeignete Verbindungen elektrisch verbunden sind.

Der Zwischenraum zwischen dem kapazitiven Element und dem Gehäuse kann entweder vollständig oder teilweise mit einem isolierenden Fluid gefüllt werden.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß diese selbstregenerierbaren Kondensatoren, wenn sie mit Wechsel- oder Gleichstrom beliefert v/erden, zum Entstehen eines Innendrucks führen können, wenn ein Fehler entsteht, was zur Folge haben kann,

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daß das Gehäuse explodiert.

Der Fehler im Kondensator kann durch eine Spannungsüberlastung oder eine Temperatur verursacht werden, welche die zulässigen Werte überschreitet, oder durch einen baulichen Fehler oder auch durch einen normalen Schaden des Dielektrikums am Ende der Soll-Lebensdauer des Kondensators .

Um zu verhindern, daß die Erhöhung des Innendrucks zur Folge hat, daß das Gehäuse explodiert, ist es üblich, den Kondensator mit einem solchen Schutzsystem zu versehen, daß, wenn der Innendruck einen bestimmten Wert erreicht, der Stromkreis des Kondensators automatisch unterbrochen wird. Dies verhindert die Möglichkeit einer weiteren Druckerhöhung, die eine Explosion zur Folge haben kann.

Für diesen Zweck wurde dem oberen Teil des Gehäuses solcher Kondensatoren ein gewelltes Profil gegeben, so daß, wenn ein bestimmter Druck erreicht wird, das Gehäuse durch das Strecken des gewellten Teils eine Dehnung erfährt. Diese Dehnung des Gehäuses wird dazu ausgenutzt, den inneren Stromkreis des Kondensators zu unterbrechen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Drähte mit einem geschwächten Querschnitt, dünne Silberdrähte oder verschiedene Arten von einsetzbaren Verbindungsstücken usw. als Unterbrechungsglied für den Stromkreis zu verwenden.

Bei diesen bekannten Bauformen sind verschiedene Probleme nicht gelöst, sowohl hinsichtlich Unsicherheiten des Betriebs als auch Unsicherheiten der Bauform wegen der Schwierigkeit des Zusammenbaus des Produkts oder wegen der relativen Kompliziertheit und der Kosten der zur Un-

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terbrechung des Stroms verwendeten Bauelemente.

Im allgemeinen macht die Verwendung der gegenwärtig bekannten ünterbrechungsglieder die Bauform besonders kritisch und damit teuer. Im besonderen sind die als Unterbrechungsglieder verwendeten Drähte sehr empfänglich und das Spannen derselben beim Einbau muß mit sehr grosser Sorgfalt durchgeführt werden. Die anderen Einbausysteme erfordern sehr kleine Toleranzen, da im allgemeinen der elektrische Kontakt nur in einer bestimmten relativen Stellung der beiden Teile des Einsatzverbindungsstücks v/irksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme und Nachteile der bekannten Bauformen durch die Entwicklung einer Kondensatorbauform zu vermeiden, welche die Unterbrechung des Stromkreises sicherstellt, wenn ein gefährlicher Druck innerhalb des Gehäuses erreicht wird, und zwar mit einer einfachen Bauform sowohl hinsichtlich der Bauelemente und deren Zusammenbau mit Rücksicht auf ihre Herstellung in automatischen oder halbautomatischen Fertigungsstraßen.

Für diesen Zweck ist der erfindungsgemäße elektrische Kondensator von der Bauart, bei welcher die Platten mit dem zwischen ihnen angeordneten Dielektrikum in einem Bechergehäuse enthalten sind, das durch die Wirkung des Innendrucks axial verformbar und oben durch einen Deckel verschlossen ist, welcher Anschlüsse trägt, die elektrisch mit den Platten verbunden sind, wobei sich die Erfindung dadurch unterscheidet, daß oberhalb der Platten ein Glied angeordnet ist, das einen ringförmigen Umfangsteil aufweist, der um die Innenseite des Gehäuses herum anliegt und von dem zwei Ansätze, welche mit den Platten verbundene Leiter tragen, zur Mitte ragen, welche Ansätze be-

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wirken, daß die Leiter elastisch gegen das innere Ende der Anschlüsse anliegen, wenn das Gehäuse unverformt
ist, welches Gehäuse in dem Bereich zwischen dem Zwischenglied und dem Deckel verformbar ist, um das innere Ende der Anschlüsse von den Leitern abzuziehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielsweisen Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Kondensators;

Fig. 2 eine Ansicht im diametralen Schnitt eines Details des Kondensators nach Fig. 1;

Fig. 3 und 4 zwei diametrale Schnittansichten des Kondensators in zwei verschiedenen BetriebsStellungen.

Bei dem dargestellten erfindungsgemäßen Kondensator ist das kapazitive Element 1, welches durch Platten gebildet wird, die durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind, in ein Metallgehäuse 2 eingesetzt ist, dessen Teil 3 ein welliges Profil hat, um eine Dehnung im Falle eines übermässigen Innendrucks zu ermöglichen.

In Fig. 1 ist die Wellung des Teils 3 des Gehäuses als nur geringfügig gezeigt, während sie in der Praxis während des Flanschbildungsvorgangs, der nachfolgend beschrieben wird, völlig zusammengedrückt wird.

Das Glied 4, das eine wesentliche Funktion der Erfindung hat, besitzt zwei elastische Ansätze 5 und 6. Diese An-

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sätze haben die Aufgabe, den Endteil 16 bzw. 17 der Streifen 7 und 8 zu tragen, welche die metallischen Enden 9 und 10 des Elements 1 mit den Anschlüssen 11 und 12 elektrisch verbinden.

Das Material, aus dem das Glied 4 besteht, kann ein isolierendes oder ein metallisches Material sein. Es kann auch in der Weise gebaut werden, daß verschiedene Teile zusammengebaut werden, die in diesem Falle teilweise aus Metall und teilweise aus Isolierstoff sein können.

Im besonderen können die elastischen Ansätze 5 und 6 aus Kunststoff oder aus einem Metall sein, das eine gewisse Elastizität aufweist, wie Stahl, Phosphorbronze u. dgl.. Wenn die Ansätze 5 und 6 aus einem Stück mit dem Glied

4 bestehen und das Stück aus Metall ist, muß eine geeignete Isolierung zwischen den Ansätzen 5 und 6 und den Streifen 7 und 8 vorgesehen v/erden.

Die Kondensatoransätze 11 und 12 sind durch den Isolierstoffdeckel 13 hindurchgeführt und weisen zwei metallische Verlängerungen 14 und 15 auf, die geeignet geformt sind, um einen elektrischen Druckkontakt mit dem Endteil 16 bzw. 17 des Streifens 7 bzw. 8 zu bilden.

Der übersichtlicheren Darstellung halber zeigt die Fig. das Glied 4 mit den beiden elastischen Ansätzen 5 und 6 und den Kontaktstreifen 7 und 8 in einer Stellung, in welcher deren Enden 16 und 17 durch die elastischen Ansätze

5 und 6 gehalten werden. Wie bereits erwähnt, sind die anderen zwei Enden 18 und 19 der Streifen 7 und 8 mit den metallischen Enden 9 und 10 des kapazitiven Elements (Fig. 1) verbunden.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die beiden elastischen An-

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sätze 5 und 6 des Gliedes 4 in ihrer Ruhestellung nach oben geneigt sind. Diese Neigung wird beim Zusammenbau des Kondensators vollständig oder teilweise aufgenommen. Die hierdurch verursachte Verformung führt zu einem elektrischen Kontakt unter Druck zwischen dem Endteil bzw. 17 der Streifen 7 und 8 und dem unteren Teil der durchgehenden Anschlüsse 11 und 12 (Fig. 1).

Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, daß das Glied 4 mit einem Steg oder Rand 20 versehen ist, der zur Auflage auf dem kapazitiven Element bestimmt ist, um die Gegenkraft zu erzeugen, welche durch die Anschlüsse an den elastischen Ansätzen 5 und 6 ausgeübt wird.

Der Ring 22 kann ferner dazu verwendet werden, das Element im Gehäuse zentriert zu halten. Wenn dieser Ring aus Isoliermaterial ist, kann er auch zur Isolierung zwischen dem kapazitiven Element und dem Gehäuse dienen.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch den zusammengebauten Kondensator, welcher zeigt, wie das Glied 4 mit seinem Rand bzw. Steg auf dem kapazitiven Element 1 aufruht.

In der Praxis wird der untere Teil 14 und 15 der Anschlüsse 11 und 12 gegen die Enden der Streifen 7 und 8 gedruckt, welche von den elastischen Ansätzen 5 und 6 während des Vorgangs getragen werden, bei welchem der Kondensator verschlossen wird, was dadurch geschieht, daß am Rand des Deckels 13 in an sich bekannter Weise ein Flansch geformt wird.

Es ist nicht absolut erforderlich, diesen Flanschbildungsvorgang an einem Kondensator vorzunehmen, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist. In diesem

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Zusammenhang genügt es, die Größe der zwei elastischen Ansätze 5 und 6 so zu bemessen, daß ein Verdrängungs-Druck-Zustand besteht, der eine beträchtliche Toleranz in der axialen Anordnung der Bauelemente ermöglicht, wobei immer ein ausreichender Druck am elektrischen Kontakt zwischen den Streifen 7 und 8 und dem unteren Teil 14 und 15 der durchgehenden Anschlüsse 11 und 12 aufrechterhalten wird. Dieser Druck muß ausreichen, um einen elektrischen Kontakt zu bilden, der von dem Kondensatorstrom ohne irgendwelche Schwierigkeiten durchflossen werden kann, entweder wenn er mit Wechselstrom gespeist wird oder bei einem Lade- bzw. Entladestrom, wenn er mit Gleichstrom gespeist wird.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des Kondensators, nachdem die Explosionsschutzvorrichtung infolge eines durch einen Fehler verursachten hohen Innendrucks betätigt worden ist. Wie ersichtlich, ist das Gehäuse wegen der Erstreckung des gewellten Profils 3 des Gehäuses langer gemacht worden.

Die Anschlüsse 11 und 10 sind daher angehoben worden und der Kontakt zwischen dem unteren Teil 14 und 15 und den Streifen 7 und 8 ist unterbrochen worden. Die elastischen Ansätze 5 und 6 haben wieder ihre Ruhestellung eingenommen und der Stromkreis des Kondensators ist an zwei Punkten unterbrochen. Der Umstand, daß der Stromkreis an zwei verschiedenen Stellen unterbrochen worden ist, ist hinsichtlich der Betriebszuverlässigkeit der Explosionsschutzvorrichtung ein Vorteil. Dieser Vorteil liegt bei den Kondensatoren nicht vor, die einen Draht als das Unterbrechungsglied verwenden.

Die Beschreibung wurde insbesondere auf Kondensatoren von selbstregenerierbarer Art, d.h. mit metallisierten Platten,, abgestellt, da diese in der Regel besondere Anordnungen

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erfordern, um eine Explosion des Gehäuses zu verhindern. In der Praxis gibt es Kondensatoren, die nicht von der selbstregenerierbaren Art sind, d.h. deren Platten durch ein Metallblech gebildet wird und die von der gleichen mechanischen Konstruktion wie die selbstregenerierbaren Kondensatoren sind. Manchmal erfordern diese Kondensatoren ebenfalls eine Explosionsschutzvorrichtung, wie im Falle der selbstregenerierbaren Kondensatoren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner auch auf Kondensatoren anwendbar, die nicht von der selbstregenerierbaren Art sind, ohne daß wesentliche bauliche Abänderungen vorgesehen werden müssen.

Ende der Beschreibung

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Claims

41» 647 Ansprüche :

1. Elektrischer Kondensator von der Art, bei welchem die Platten mit dem zwischen ihnen angeordneten Dielektrikum in einem Bechergehäuse angeordnet sind, das durch die Wirkung des Innendrucks axial verformbar ist und oben durch einen Deckel abgeschlossen ist, der mit den Platten elektrisch verbundene Anschlüsse trägt, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Platten (1) ein Glied (4) angeordnet ist, das einen ringförmigen Umfangsteil aufweist, der seinen Sitz um die Innenseite des Gehäuses (2) herum hat und von dem zwei Ansätze (5, 6), welche mit den Platten verbundene Leiter (7, 8) tragen, zur Mitte ragen, welche Ansätze bewirken, daß die Leiter elastisch gegen das innere Ende der Anschlüsse (11, 12) anliegen, wenn das Gehäuse (2) unverformt ist, welches Gehäuse in dem Bereich zwischen dem Zwischenglied (4) und dem Deckel (13) verformbar ist, um das innere Ende (14, 15) der Anschlüsse von den Leitern (7, 8) zurückzuziehen.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Glied (4) aus einem verhältnismässig elastischen Isoliermaterial hergestellt ist und die Ansätze (5, 6) aus einem Stück mit dem ringförmigen Teil bestehen.

3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 9 0 9 81 7 /0 9 1 0

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daß die Leiter (7, 8) die Form von Streifen zumindest in dem Teil haben, der von den Ansätzen (5, 6) getragen wird, in welchem sie gegen das innere Ende (14, 15) der Anschlüsse belastet sind.

4. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil eine dünnwandige zylindrische Gestalt hat und einer seiner Ränder von dem Ringraum zwischen dem Gehäuseende und den Platten aufgenommen wird, um die letzteren im Gehäuse (2) zentriert und getrennt von diesem zu halten.

5. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (4) im Gehäuse (2) axial durch eine nach innen gerichtete Umfangsverformung (3) des Gehäuses gehalten wird, gegen welches der ringförmige Teil anliegt.

6. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil einen radialen Innenrand (2O) aufweist, der zur axialen Auflage auf den Platten bestimmt ist.

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