DE4214121A1 - Elektrischer wickelkondensator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wickelkondensa
tor, insbesondere Leistungskondensator, aus zumindest
einem auf einem Kernrohr angeordneten Kondensatorwickel,
bei dem die Wickelstirnseiten mit Schoopschichten versehen
sind und der bis auf den Durchführungsbereich für äußere
Anschlüsse mit einer Kunststoffumhüllung versehen ist.
Ein derartiger Kondensator ist aus der EP 0 388 689 A2 be
kannt. Die Umhüllung besteht hierbei aus durch Faserroving
verstärktem Kunststoff, z. B. Epoxidharz, der nach der
Herstellung der Umhüllung ausgehärtet wird. Es ist auch
möglich, die bekannte voll isolierte Bauweise durch einen
Kunststoffverguß herzustellen. Beide Ausführungen erfor
dern einen hohen Verfahrens- und Investmentaufwand.
Es ist weiterhin bekannt, Leistungskondensatoren in Me
tallgehäuse einzubauen, wobei aber neben dem hohen Teil
aufwand auch eine notwendige zusätzliche Außenisolierung
des Kondensators wie auch die Innenisolierung des Wickels
gegen das Gehäuse weitere beträchtliche Zusatzkosten ver
ursachen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen
Wickelkondensator der eingangs genannten Art, insbesondere
Leistungskondensator, mit einer vollisolierten Umhüllung
anzugeben, die mit wenigen, kostengünstig vorgefertigten
Teilen in einfachen Verfahrens- und Montageschritten zu
sammengefügt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Umhüllung aus zumindest zwei Kunststoffteilen besteht, die
durch eine Verschweißung miteinander verbunden sind.
Die Kunststoffumhüllung kann insbesondere entweder aus
einem Becher mit Abschlußscheibe, zwei gleichen Becher
hälften (Halbschalen) oder einem Kunststoffrohr mit zwei
Abschlußscheiben bestehen.
Als Schweißverfahren können die an sich bekannten Ultra
schall- Schweißverfahren, Induktionsschweißverfahren oder
thermische Schweißverfahren (z. B. mit beheizten Schweiß
backen oder Drähten oder mit Heizstrahler fokussiertem
Licht- oder Laserstrahl) Anwendung finden.
Es ist vorteilhaft, bei der Anwendung des Induktions-
Schweißverfahrens im Verbindungsbereich der Kunststoff
teile an den Fügeflächen einen Metallring einzubetten
(indirektes Hf-Schweißen).
Bei der Anwendung der Ultraschall-Schweißung ist es vor
teilhaft, an einer der zu verschweißenden Flächen (Füge
flächen) z. B. eine dachförmige Naht (Energierichtungs
geber) anzuformen oder die Fügeflächen mit einer Quetsch
naht auszuführen.
Beim thermischen Schweißverfahren werden die Kunststoff
teile im Bereiche der Fügeflächen entweder mit beheizten
Backen bzw. Drähten oder mit Strahlern (mit oder ohne zu
sätzliche Druckbeaufschlagung) aufgeschmolzen bzw. ver
schweißt.
Beim (indirektem) Induktions(Hf)-Schweißverfahren wird der
zwischen den beiden zu verschweißenden Kunststoffteilen
(Fügeflächen) liegende Metallring induktiv erwärmt, so daß
um diesen der Kunststoff schmilzt und die Fügeflächen,
ggf. unter leichtem Fügedruck, miteinander verschweißt
werden. Die durch die Kunststoffabschlußscheibe bzw. den
Becherboden durchgeführten Anschlußelemente (Durchführung)
können entweder mittels O-Ringen abgedichtet werden, oder
die Anschlußelemente werden mit Kunststoff zu einer Ab
schlußscheibe umspritzt. Hierbei können zur besseren Ab
dichtung an der Flächenpaarung Kunststoff/Metall die Me
tallflächen mit Haftvermittlersystemen (z. B. Heißschmelz
kleber etc.) beschichtet werden, oder es wird ein einge
legter O-Ring mit umspritzt.
Die Kunststoffgehäuse können aus den bekannten Kunststof
fen wie PPS (Polyphenylensulfid), PP (Polypropylen), PA
(Polyamid) und anderen geeigneten Kunststoffen bestehen.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der folgenden Aus
führungsbeispiele erläutert.
In der dazugehörenden Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein Schnittbild durch einen in einen Becher mit Ab
schlußscheibe eingebauten Kondensator;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Anschlußelement;
Fig. 3 einen Teilschnitt eines Kondensators, der in zwei
gleiche Becherhälften (Halbschalen) eingebaut ist;
Fig. 4 eine Fügefläche mit dachförmiger Naht;
Fig. 5 eine Fügefläche mit Quetschnaht und
Fig. 6 einen Teilschnitt eines Kondensators mit zusätz
licher Abdichtung.
In Fig. 1 ist in geschnittener Darstellung ein Kondensator
wickel 1 gezeigt, der auf einem Kernrohr 2 angeordnet ist.
Jeweils auf einer Seite des Kernrohrs 2 befinden sich Kon
taktdurchführungselemente 3, 4 die mit den Schoopschichten
5, 6 elektrische leitend verbunden sind. Diese Kontakt
durchführungselemente 3, 4 werden in die Kernrohre 2 ein
gesteckt, bevor die Umhüllung fertiggestellt wird.
Die Umhüllung besteht aus einem Kunststoffbecher 7, der
mit einer Abschlußscheibe 8 verschlossen ist. Im Verbin
dungsbereich zwischen Becher 7 und Abschlußscheibe 8 ist
ein Metallring 9 eingefügt, so daß die beiden Kunststoff
teile 7, 8 mittels des Induktions-Schweißverfahrens mit
einander verbunden werden können. Durch die induktive Er
wärmung des Metallrings 9 schmilzt im Bereich 10 um den
Metallring 9 herum das Kunststoffmaterial von Becher 7 und
Abschlußscheibe 8, so daß eine dichte Verbindung zwischen
Becher 7 und Abschlußscheibe 8 gewährleistet wird. Falls
es erwünscht wird, kann im Randbereich 11 zwischen Ab
schlußscheibe 8 und Becher 7 eine zusätzliche Versiegelung
vorgenommen werden.
Zur Abdichtung zwischen Becher 7 bzw. Abschlußscheibe 8
gegenüber den Kontaktdurchführungselementen 3, 4 sind im
Verbindungsbereich O-Ringe 12, 13 angeordnet.
In der Fig. 2, die eine Draufsicht auf das Kontakt-Durch
führungselement 3 darstellt, ist gezeigt, daß am Durch
führungselement 3 eine Drehsicherungsfläche 14 angeordnet
ist, so daß eine Relativbewegung zwischen Durchführungs
element 3 und Abschlußscheibe 8 bzw. Kontaktelement 4 und
Becher 7 ausgeschlossen wird.
In der Fig. 3 ist in geschnittener Darstellung eine Teilan
sicht eines Kondensatorwickels 1 gezeigt, der in ein Ge
häuse eingebaut ist, das aus zwei gleichen Becherhälften
(Halbschalen 15, 16) besteht.
In der Fig. 4 ist in teilgeschnittener Ansicht ein Konden
satorgehäuse, bestehend aus Becher 7 und Abschlußscheibe 8
gezeigt, bei dem an der Abschlußscheibe 8 im Bereich der
Fügeflächen 17 eine dachförmige Naht 18 angeordnet ist.
Diese dachförmige Naht 18 dient als Energierichtungsgeber
bei der Ultraschall- Verschweißung zwischen Becher 7 und
Abschlußscheibe 8.
In der Fig. 5 ist ein Kunststoffbecher 7 mit Abschlußschei
be 8 in teilgeschnittener Ansicht dargestellt, wobei die
Abschlußscheibe 8 im Bereich der Fügeflächen 17 eine
Quetschnaht 19 aufweist. Diese Quetschnaht 19 dient in
ähnlicher Weise wie die dachförmige Naht 18 nach Fig. 4 als
Energierichtungsgeber bei der Ultraschall-Verschweißung
des Bechers 7 mit der Abschlußscheibe 8.
In der Fig. 6 ist ein Kondensatorwickel 1 dargestellt, der
in einen Kunststoffbecher 7 eingebaut ist. Der Kunststoff
becher 7 ist mit der Abschlußscheibe 8 verschlossen indem
im Bereich 20 eine Aufschmelzung durch thermische Energie,
z. B. durch Heizelemente oder IR-Strahler erfolgt ist.
Zusätzlich zur Abdichtung durch einen Elastomer-O-Ring 12
zwischen Kontaktdurchführungselement 3 und Abschlußscheibe
8 ist eine weitere Elastomer-O-Ring-Dichtung 20 zwischen
Abschlußscheibe 8 und Kunststoffbecher 7 angeordnet.
Bei den in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen
sind Kondensatoren mit axial angeordneten Anschlußele
menten dargestellt. Der Erfindungsgedanke ist aber genauso
bei Kondensatoren mit anders geformten, z. B. auch bei
radial (einseitig) angeordneten Anschlußelementen anwend
bar.
Der Gegenstand der Erfindung eignet sich insbesondere für
Leistungskondensatoren (z. B. IGBT- oder GTO-Kondensato
ren).
Claims (5)
1. Elektrischer Wickelkondensator, insbesondere Leistungs
kondensator, aus zumindest einem auf einem Kernrohr ange
ordneten Kondensatorwickel, bei dem die Wickelstirnseiten
mit Schoopschichten versehen sind und der bis auf den
Durchführungsbereich für äußere Anschlüsse mit einer Kunst
stoffumhüllung versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung aus zumindest zwei Kunststoffteilen (7,
8, 15, 16) besteht, die durch eine Verschweißung miteinan
der verbunden sind.
2. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Kontaktdurchführungselementen (3, 4) und
Abschlußscheibe (8) eine Elastomer-Ringdichtung (O-Ring)
(12) angeordnet ist.
3. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Abschlußscheibe (8) und Kunststoffbecher (7)
eine Elastomer-Ringdichtung (O-Ring) (20) angeordnet ist.
4. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verbindungsbereich der Kunststoffteile an den
Fügeflächen ein Metallring (9) angeordnet ist.
5. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verbindungsbereich der Kunststoffteile an den Füge
flächen (17) eine dachförmige (18) oder eine Quetschnaht
(19) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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DE4214121A DE4214121A1 (de) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Elektrischer wickelkondensator |
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DE4214121A1 true DE4214121A1 (de) | 1993-11-04 |
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ID=6457747
Family Applications (1)
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DE4214121A Withdrawn DE4214121A1 (de) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Elektrischer wickelkondensator |
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Country | Link |
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