DE2928965A1

DE2928965A1 - Elektrischer kondensator

Info

Publication number: DE2928965A1
Application number: DE19792928965
Authority: DE
Inventors: Zdenek Dipl Ing Kysely
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1981-02-12

Description

Elektrischer Kondensator
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Kondensator nach der Gattung des Hauptanspruches. Ein derartiger Kondensator ist bekannt aus der DE-PS 23 50 271. In dieser Druckschrift ist ein vergossener elektrischer Kondensator beschrieben, bei dem als Abschaltvorrichtung eine zerbrechliche Leiterplatte auf der Oberfläche des Kondensatorelementes befestigt ist. Zur Erzielung des notwendigen Freiraumes für eine Bruchdehnung des Kondensatorelementes mit der Leiterplatte ist ein Teilbereich des Gehäusevolumens gegenüber der Leiterplatte nicht mit Vergußmasse sondern mit einem Schaumstoff gefüllt, damit sich das Kondensatorelement in diesem Bereich ausdehnen und die Abschaltvorrichtung betätigen kann. Das so gebildete unvergossene Volumen innerhalb des Gehäuses ist relativ gering und bietet nicht ausreichend Raum für Druckausgleichsvorgänge innerhalb des Gehäuses.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße elektrische Kondensator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch inneren Uberdruck bei einer übermäßigen Erhitzung des Kondensatorelementes keine Zerstörung des Kondensatorgehäuses stattfindet, so daß eine innere Zerstörung des Kondensators nach außen praktisch keine Wirkung zeitigt.
Geschmolzenes Dielektrikum und Überdruck kann sich im Gehäuse verteilen und in das Freivolumen ausweichen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Kondensators möglich. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Ausgleichvolumen mit Schaumstoff gefüllt ist.
Hierdurch erreicht man eine gute Zentrierung und Fixierung des Kondensatorelementes im Gehäuse während der Fertigung.
Dieses braucht beim Vergießen nicht gesondert zentriert zu werden und schwimmt nicht aus dem Gehäuse heraus.
Außerdem ergibt sich eine wesentliche Ersparnis bei der Herstellung des Kondensators, da das relativ teure Vergußharz durch preiswerten Schaumstoff ersetzt werden kann. Weiterhin besteht dabei auch noch die Möglichkeit, im Bedarfsfall den Schaumstoff mit einem Gas zu füllen, welches sich positiv auf die Lebensdauer des Wickels auswirkt.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines vergossenen elektrischen Kondensators gemäß der Erfindung ohne Abschaltvorrichtung, die Fig. 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der elektrische Kondensator mit einer Abschaltvorrichtung versehen ist.
Beschreibung der AusfuhrunRsbeispiele In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Kondensatoraufbau soll grundsätzlich zunächst anhand von Fig. 1 erläutert werden. Dort ist mit 10 das Gehäuse eines elektrischen Kondensators bezeichnet, welches aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. In dem Gehäuse 10 sitzt ein Kondensatorelement 11, welches im dargestellten Fall als Rundwickel ausgebildet ist. Die beiden Stirnflächen des Wickels 11 sind mit Kontaktschichten 12 versehen, an welchen Anschlußdrähte 13 und 14 für äußere Anschlußteile 15 und 16 elektrisch und mechanisch befestigt sind. Am Boden des Gehäuses 10 ist ein Fortsatz 17 mit einem Schraubgewinde vorgesehen zur Befestigung des Kondensators in einer entsprechenden Gewindebohrung.
Der Innenraum des Gehäuses 10 ist entlang der Mantelfläche mit Schaumstoff ausgekleidet, welcher vom Boden bis mindestens zur Oberkante des Wickels 11 reicht. Der Wickel 11 wird beim Vergießen derartig im Gehäuse gehalten, daß die Vergußmasse durch die Mittenbohrung im Kondensatorwickel hindurchtreten kann und den Gehäuseboden bedeckt.
Im Bereich der Gehäuseöffnung ist der Wickel 11 mit Vergußmasse abgedeckt. In die Vergußmasse eingebettet sind weiter zwei Halterungen 18 und 19 sowie teilweise die hieran befestigten äußeren Anschlußteile 15 und 16.
Fig. 2 zeigt den gleichen Kondensator wie Fig. 1, nach dem eine innere Überhitzung im Kondensatorwickel 11 stattgefunden hat, wodurch verflüssigte Dielektrikumsmasse 20 aus dem Wickel 11 ausgetreten ist. Diese Masse besteht aus elektrisch leitfähigem geschmolzenem Kunststoff, da die Metallisierungen, welche die elektrischen Beläge des Kondensators bilden, mit dem geschmolzenen Kunststoff vermischt sind. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung hat diese Schmelzmasse im Bereich des freigebliebenen oder mit Schaumstoff ausgefüllten Ausgleichsvolumens im Gehäuseinnenraum die Möglichkeit sich auszudehnen, so daß der Kondensator nach außen hin nicht beschädigt wird und außerhalb des Gehäuses keine Folgeschäden auftreten. Im Gegensatz hierzu geschah es bei vollvergossenen Kondensatoren ohne einen derartigen Pufferraum häufig, daß das Gehäuse aufgrund des bei der Zersetzung des Dialektrikums entstandenen Überdruckes aufplatzLe d die geschlmolzene idsse aus dem Gehäuse aus trat.
Zum Ausfüllen des Ausgleichsvolumens wird vorzugsweise ein Schaumstoff mit geschlossenen Poren verwendet. Hierzu eignen sich beispielsweise Polyäthylenschaum oder Polyurethanschaum.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vergußmasse an der der Gehäuseöffnung zagekehrten Seite des Kondensatorelementes 11 lösbar mit diesem verbunden ist und beim Entstehen eines inneren Überdruckes im Kondensator zusammen mit wenigstens einem Anschlußdraht 13 oder 14 vom Kondensatorelement 11 abgetrennt wird. Die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile des Kondensators sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig.
versehen. Bei der Herstellung ist jedoch die Umhüllung des wiederum als Wickel ausgebildeten Kondensatorelementes 11 zweistufig ausgeführt, so daß sich zwischen den aus Fig.4 ersichtlichen lösbaren und ortsfesten Teilen der Umhüllung ein relativ loser Zusammenhalt ergibt. Der Zusammenhalt kann im Bereich der Trennfläche noch zusätzlich verringert werden, wenn zwischen den lösbaren Teil 21 und den ortsfesten Teil 22 der Umhüllung ein Trennmittel eingefügt wird. Ein Bördelrand 23 verhindert dabei, daß der lösbare Teil 21 der Umhüllung vollständig aus dem Kondensatorgehäuse 10 austritt. Er bildet dazu einen nach innen vorspringenden Rand, der im Falle eines inneren Überdruckes den abgesprengten Teil 21 der Umhüllung im Gehäuse 10 festhält. Das Gehäuse ist bei dieser Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 vorzugsweise als Metallgehäuse ausgebildet. Das Trennmittel bentzt zweckmäßigerweise auch die Innenwand des Gehäuses, so daß der lösbare Teil 21 der Umhüllung sich nach Art eines Kolbens im zylinderförmigen Gehäuse verschieben kann. Die AnschluB-drähte 13 und 14 des Wickels 11 müssen dabei so dimensioniert werden, daß die Trennkraft nicht unnötig groß wird; hierzu kann beispielsweise im Anschlußdraht 14 eine Kerbe als Sollbruchstelle vorgesehen werden, Durch die Anordnung gemäß den Fig. 3 und 4 erhält man eine zusätzliche Sicherheit, wobei die an sich bekannte Bauweise der Abschaltvorrichtung des Kondensators sich fertigungstechnisch hervorragend mit der Anordnung eines Ausgleichsvolumens kombinieren läßt. Die Anordnung wird so besonders preiswert und einfach. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß bei hohem Überdruck innerhalb des Gehäuses 10 dieses sich im oberen Bereich leicht erweitert, wobei die so entstandene Undichtheit zwischen dem lösbaren Teil 21 der Umhüllung und dem Gehäuse 10 auch eine Möglichkeit für einen Druckausgleich nach außen gibt.
Wegen des Ausgleichsvolumens innerhalb des Gehäuses tritt hier jedoch keine Schmelzmasse aus sondern es treten entlang der Gehäusewand nur die durch die Überhitzung des Dielektrikums entstandenen Gase aus, welche praktisch keine Gefahr für die Umgebung bilden.

Claims

Ansprüche Ü. . Elektrischer Kondensator mit einem Metall- oder Kunststoffgehäuse, in das ein Kondensatorelement, vorzugsweise ein Kondensatorwickel, mit Anschlußdrähten und gegebenenfalls mit äußeren Anschlußteilen eingesetzt und durch eine Vergußmasse aus Kunststoff darin gehalten ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Vergußmasse (24) den Bereich zwischen der Oberfläche des Kondensatorelementes (11) und dem Gehäuse (10) nur teilweise ausfüllt, während der verbleibende Teil des Gehäuseinnenraumes ein Ausgleichsvolumen für Gase und/oder Schmelzmasse (20) des Kondensatorelementes (11) im Falle innerer Uberhitzung bildet.
2. Kondensator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Ausgleichsvolumen mit Schaumstoff (25) gefüllt ist.
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bereich zwischen der Mantelfläche eines als Wickel ausgebildeten Kondensatorelementes (11) und dem gegenüberliegenden Abschnitt der Gehäusewand das Ausgleichvolumen bildet.
4. Kondensator nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kondensatorelement (11) am Boden und an der offenen Seite des Gehauses (10) in die Vergußmasse (24) aus Kunststoff eingebettet ist.
5. Kondensator nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ein Schaumstoff (25) mit geschlossenen Poren verwendet ist.
6. Kondensator nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Schaumstoff (25) ein Polyathylenschaum ist.
7. Kondensator nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Schaumstoff (25) ein Polyurethanschaum ist.
8. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vergußmasse (24, 25) an der der Gehäuseöffnung zugekehrten Seite des Kondensatorelementes (11) lösbar mit diesem verbunden ist und beim Entstehen eines inneren Überdruckes im Kondensator zusammen mit wenigstens einem Anschlußdraht (13, 14) vom Kondensatorelement (11) abgetrennt wird.
9. Kondensator nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das Gehäuse (10) mit einem nach innen vorspringenden Rand (23) den im Falle eines inneren Uberdruckes abgesprengten Teil (21) der Umhüllung im Gehäuse (10) festhält.
10. Kondensator nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Umhüllung des Kondensatorelementes (11) zweistufig hergegestellt ist und daß zwischen einen lösbaren (21) und einen ortsfesten (22) Teil der Umhüllung ein Trennmittel eingefügt ist.