DE4401035A1 - Kondensatordeckel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensatordeckel aus Kunst­ stoff oder einem Verbundwerkstoff, insbesondere aus ka­ schiertem Hartpapier mit mindestens einem Durchbruch und mindestens einem in den Durchbruch einsetzbaren, mit einem Außenanschluß über die Deckelaußenfläche und mit einem Innenanschluß über die Deckelinnenfläche über­ stehenden und einem zwischen Außenanschluß und Innenan­ schluß befindlichen Schaft den Durchbruch druckdicht und verdrehsicher durchdringenden metallischen An­ schlußelement.

Kondenstatordeckel dieser Art sind für den druckdichten Abschluß von Kondensatorbechern von Elektrolytkonden­ satoren bestimmt, wobei meist zwei, den Deckel durch­ dringende Anschlußelemente für den elektrischen Anschluß an die Kondensatorelektroden vorgesehen sind. Die An­ schlußelemente werden üblicherweise von innen nach außen durch die Deckeldurchbrüche hindurchgesteckt und form- und kraftschlüssig am Deckel verankert. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff und der häufig ungenügenden Ver­ drehsicherung der Anschlußelemente im Durchbruch besteht die Gefahr einer Lockerung der Anschlußelemente und von Undichtigkeiten im Durchbruchbereich. Hinzu kommt, daß der Außenanschluß von Anschlußelementen, die von innen nach außen durch den Durchbruch hindurchgesteckt und von außen her am Deckel verankert sind, in ihrem Durch­ messer auf den Minimaldurchmesser der Durchbrüche im Deckel beschränkt sind.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, einen Kondensatordeckel der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Anschlußelemente mit geringem Aufwand dauerhaft verdrehsicher und druck­ dicht am Deckel verankert werden können und der Durch­ messer des Außenanschlusses frei wählbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den Patentansprü­ chen 1 und 4 angegebenen Merkmalskombinationen vorge­ schlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt vor allem der Gedan­ ke zugrunde, daß bei den vorgegebenen Maßtoleranzen für die einzelnen Deckelbauteile durch Verbesserung des Formschlusses in Umfangsrichtung eine zuverlässige und dauerhafte Verdrehsicherung und Abdichtung erzielt wer­ den kann. Um dies zu erreichen, wird gemäß einer ersten Erfindungsvariante vorgeschlagen, daß der Schaft des Anschlußelements außenanschlußseitig durch einen eine wellige Umfangsverzahnung aufweisenden, radial über­ stehenden Bund begrenzt ist, und daß der Durchbruch ei­ ne zur Deckelaußenseite hin axial offene äußere Ringstu­ fe mit einer zur Umfangsverzahnung des Bunds komplemen­ tären Innenverzahnung aufweist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine an die äußere Ringstufe anschließen­ de, zur Deckelaußenseite hin axial offene innere Ring­ stufe zur Aufnahme eines dichtend gegen eine Innenschul­ ter des Bundes des Anschlußelements axial und gegebenen­ falls gegen dessen Schaft radial anpreßbaren, vorzugs­ weise als O-Ring ausgebildeten elastomeren Dichtungs­ rings aufweist. Zur zusätzlichen kraftschlüssigen Ein­ spannung des Anschlußelements am Deckelteil ist es be­ sonders vorteilhaft, wenn der Schaft auf der Seite des Innenanschlusses flanschartig, vorzugsweise durch axia­ les Abschälen von Schaftmaterial radial aufgespreizt und unter Anziehen des Bundes gegen den Dichtungsring axial gegen die Deckelinnenfläche angepreßt ist.

Eine weitere Erfindungsvariante, bei der der Kondensa­ tordeckel bevorzugt als plattenförmiges Teil aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere aus kaschiertem Hartpa­ pier, besteht, sieht vor, daß der Schaft des Anschluß­ elements eine sich zumindest über einen Teil seiner Länge erstreckende wellige Umfangsverzahnung und der Durchbruch eine mit einer zur Umfangsverzahnung des Schafts komplementäre Innenverzahnung aufweist. Zur Herstellung der Durchbrüche werden zunächst durchgehen­ de Rundbohrungen in das Deckelmaterial eingebracht. So­ dann wird die Innenverzahnung mit ihren achsparallelen Zähnen im Bereich der Bohrungswand ausgestanzt oder ausgeräumt. Das Anschlußelement wird mit einem außen­ seitigen und einem innenseitigen Bund zwischen der Deckelaußenfläche und der Deckelinnenfläche axial kraftschlüssig eingepreßt. Hierzu wird der mit der achsparallelen Umfangsverzahnung versehene Schaft auf der Seite des Innenanschlusses unter Bildung des innen­ seitigen Bundes vorzugsweise durch Abschälen von Schaft­ material radial aufgespreizt und unter Anziehen des außenseitigen Bundes gegen die Deckelaußenfläche axial gegen die Deckelinnenfläche angepreßt. Um eine gasdich­ te Abdichtung im Bereich der Durchbrüche zu gewährlei­ sten, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Er­ findung eine auf der Deckelaußenfläche und/oder der Deckelinnenfläche angeordnete elastomere Dichtungs­ schicht oder -platte lose angeordnet oder aufkaschiert.

Da das erfindungsgemäße Anschlußelement von außen her in den Durchbruch eingesetzt wird, ist es möglich, den Durchmesser des Außenanschlusses unabhängig vom Durch­ bruchdurchmesser zu wählen. Der Außenanschluß kann also einen Durchmesser aufweisen, der entweder kleiner, gleich oder größer als der des Schafts oder des Schaft­ bundes ist. Damit können auch relativ kleine Kondensa­ toren mit einem großen Außenanschluß versehen werden, der für die Einbringung eines entsprechend großen ko­ axialen Innengewindes geeignet ist. Der Innenanschluß wird zweckmäßig mit einem achsparallelen überstehenden Lötstift versehen, an dem die Elektrodenfahnen eines Kondensatorwickels angelötet werden können.

Die erfindungsgemäßen Anschlußelemente bestehen zweck­ mäßig aus Aluminium und eignen sich zur Herstellung im Fliespreßverfahren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in symatischer Weise dargestellter Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert. Es zeigen

Fig. 1a und b einen Schnitt und eine Draufsicht eines Kondensatordeckels mit zwei metallischen An­ schlußelementen;

Fig. 2a und b eine Darstellung eines Kondensatordeckels entsprechend Fig. 1a und b mit verkleinertem Außenanschlußdurchmesser;

Fig. 3a und b eine Darstellung entsprechend Fig. 1a und b mit vergrößertem Außenanschlußdurchmesser;

Fig. 4a und b eine ausschnittsweise Rückseitenansicht eines weiteren abgewandelten Kondensatordeckels und einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 4a.

Die in der Zeichnung dargestellten Kondensatordeckel 10 bestehenden im wesentlichen aus einem Deckelteil 12 und zwei in Durchbrüche 14 des Deckelteils 12 von außen her eingesteckten und am Deckelteil form- und kraftschlüs­ sig verankerbaren Anschlußelementen 16.

Die Anschlußelemente 16 weisen einen über das Deckel­ äußere überstehenden Außenanschluß 18, einen über das Deckel innere überstehenden Innenanschluß 20 und einen den Außenanschluß 18 und den Innenanschluß 20 miteinan­ der verbindenden, den Durchbruch 14 durchdringenden Schaft 22 auf. Der Schaft 22 ist zum Außenanschluß 18 hin durch einen radial überstehenden Bund 24 begrenzt, der eine wellige oder keilförmige Umfangsverzahnung 26 mit 12 bis 36 Zähnen und eine nach innen weisende Ring­ schulter 28 aufweist.

Andererseits ist das Deckelteil 12 im Bereich der Durch­ brüche 14 mit einer zur Deckelaußenseite hin axial offe­ nen äußeren Ringstufe 30 versehen, die eine zur Umfangs­ verzahnung 26 des Bunds 24 komplementäre Innenverzah­ nung 32 aufweist. An die äußere Ringstufe 30 schließt sich nach innen hin eine ebenfalls zur Deckelaußenseite hin axial offene innere Ringstufe 34 an, die zur Auf­ nahme eines dichtend gegen die Innenschulter 28 des Bunds 24 axial und gegen den Schaft 22 radial anpreß­ baren O-Rings bestimmt ist.

Wie aus dem linken Teil der Fig. 1a und 2a zu ersehen ist, werden die Anschlußelemente 16 von der Deckelaußen­ seite her in die Durchbrüche eingesteckt, bis der Bund 24 mit seiner Innenschulter 28 gegen den O-Ring 36 an­ schlägt. Sodann wird mit einem geeigneten, ringförmigen und im Querschnitt keilförmigen Schäl- und Prägewerk­ zeug Material vom Schaft 22 von der Deckelinnenseite her abgeschält und unter Bildung eines Ringflanschs 38 im Bereich einer Ringstufe 42 gegen die Innenfläche 40 des Deckelteils 12 gepreßt. Dabei wird das Anschlußteil 16 mit seiner Innenschulter 28 in die Ringstufe 32 hin­ eingezogen und gegen den O-Ring 36 gepreßt.

Die Anschlußelemente 16 sind an ihren Außenanschlüssen 18 mit einem axialen Innengewinde 44 für den mechani­ schen und galvanischen Anschluß eines externen Strom­ leiters versehen. Der Innenanschluß 20 weist eine Kon­ taktfläche 46 oder einen nicht dargestellten Lötstift für die Kontaktfahnen eines nicht dargestellten Konden­ satorwickels auf.

Wie ein Vergleich zwischen den Fig. 1, 2 und 3 zeigt, können die Außenanschlüsse 18 je nach Bedarf unter­ schiedliche Außendurchmesser aufweisen, die auch größer als der kleinste Durchmesser des Durchbruchs 14 sein können. Dies ist deshalb möglich, weil die Anschluß­ elemente 16 von der Deckelaußenseite her in die Durch­ brüche 14 eingesteckt und von innen her am Deckel ver­ ankert werden. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung zwischen den Außen- und Innenverzahnungen 26, 32 wird eine Verdrehsicherung mit geringem Spiel und hoher Dreh­ momentaufnahme gewährleistet.

Bei dem in Fig. 4a und b gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Deckelteil 12 als ebene Platte ausgebildet, die einen Hartpapierkern 50 aufweist, der außenseitig mit einer Dichtungsschicht 52 aus elastomerem Material und an seiner Innenfläche mit einer chemisch resistenten dünnen Materialschicht 54 aus Polyfluortetraethylen ka­ schiert ist. Das Deckelteil 12 ist aus einem als Halb­ zeug vorgefertigten Plattenmaterial ausgestanzt. Beim oder nach dem Ausstanzvorgang werden die Durchbrüche 14 ausgestanzt oder gebohrt und mit der welligen Innenver­ zahnung 32 versehen. Die Anschlußelemente 16 weisen an ihrem Schaft 22 die zur Innenverzahnung 32 des Durch­ bruchs 14 komplementäre wellige oder keilförmige Um­ fangsverzahnung 26 auf, die im Eingriff mit der Innen­ verzahnung 32 eine Verdrehsicherung für das Anschluß­ element 16 bildet. Wie aus Fig. 4b zu ersehen ist, wer­ den die Anschlußelemente 22 von der Deckelaußenseite her in die Durchbrüche 14 eingesteckt, bis ihr Bund 56 mit seiner Innenschulter 58 gegen die Dichtungsschicht 52 im Randbereich des Durchbruchs 14 anschlägt. Sodann wird mit einem geeigneten ringförmigen und im Quer­ schnitt keilförmigen Schäl- und Prägewerkzeug Material vom Schaft 22 von der Deckelinnenseite her abgeschält und unter Bildung des Ringflanschs 38 gegen die Innen­ fläche des dort vorhandenen elastomeren Formstücks 60 gepreßt. Dabei wird das Anschlußelement 22 mit seiner Innenschulter 58 gegen die Dichtungsschicht 52 gepreßt. Das elastomere Formstück ist bei dem in Fig. 4b gezeig­ ten Ausführungsbeispiel plattenförmig ausgebildet und weist an den Stellen der Durchbrüche 14 Öffnungen 62 für den Durchtritt des Anschlußelementschafts 22 auf. Das elastomere Formstück kann jedoch auch als Spritz­ gußteil ausgebildet sein, an welchem zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Abstandshalter ange­ formt sind.

Weiter ist bei dem in Fig. 4a und b gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ein Ventilelement 64 vorgesehen, das aus einem beispielsweise im Fließpreßverfahren hergestell­ ten metallischen Ventilträger 66 aus Aluminium und ei­ nem in das Hülsenteil 68 des Ventilträgers 66 gasdicht eingesetzten und dort mit seinem Rastkopf 70 formschlüs­ sig verankerten Ventilorgan 72 besteht. Die über den Hohlraum 74 mit dem Inneren des nicht gezeigten Konden­ satorbechers kommunizierende Ventilmembran 76 ist so bemessen, daß sie bei Überschreiten eines vorgegebenen Überdrucks im Kondensatorbecher reißt und dadurch einen Druckausgleich mit dem Außenraum herstellt. Der Ventil­ träger 66 wird vom Deckel inneren her mit seinem Hülsen­ teil 68 durch den Durchbruch 78 bis zum Anschlag seiner Ringschulter 80 gegen das Formstück 60 hindurchgesteckt und mit seinem nach außen überstehenden Rand 82 durch Umbördeln gegen die Dichtungsschicht 52 gasdicht ange­ preßt. Anschließend wird das Ventilorgan 72 von außen her in das Hülsenteil 68 eingesteckt und dort eingera­ stet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Durchbruch 78 für das Ventilelement 64 zentral angeord­ net. Diese Anordnung ist bei größeren Kondensatordeckeln mit ausreichendem Abstand zwischen den Anschlußelemen­ ten 16 möglich. Der Ventilträger 66 weist in diesem Fall einen zapfenartig nach innen überstehenden Zen­ trieransatz 84 auf, der in eine zentrale Öffnung des Kondensatorwickels einführbar und mit seinen schrägen Flanken in dessen Randbereich zentrierend abstützbar ist.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf einen Kondensatordeckel, der ins­ besondere für den druckdichten Abschluß von Kondensator­ bechern von Elektrolytkondensatoren und für deren elek­ trische Kontaktierung bestimmt ist. Der aus Kunststoff bestehende Kondensatordeckel 10 weist zwei Durchbrüche 14 zur Aufnahme von metallischen Anschlußelementen 16 auf. Die Anschlußelemente 16 stehen mit einem Außenan­ schluß 18 über die Außenfläche und einem Innenanschluß 20 über die Innenfläche des Deckels über und weisen einen zwischen Außenanschluß 18 und Innenanschluß 20 befindlichen, den Durchbruch druckdicht und verdrehsicher durchdringenden Schaft 22 auf. Zu diesem Zweck ist der Schaft auf der Seite des Außenanschlusses 18 durch einen radial überstehenden, mit einer welligen Umfangsverzah­ nung 26 versehenen Bund 24 begrenzt. Andererseits weist der Durchbruch 14 eine zur Außenfläche hin axial offene äußere Ringstufe 30 mit einer der Umfangsverzahnung 26 komplementären radialen Innenverzahnung 32 auf. Ein zwischen dem Bund 24 und einer inneren Ringstufe 34 eingeklemmter O-Ring 36 sorgt für eine ausreichende Abdichtung zwischen Anschlußelementen 18 und Deckelteil 12.

Claims (14)

1. Kondensatordeckel aus Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere aus kaschiertem Hart­ papier mit mindestens einem Durchbruch (14) und mit mindestens einem in den Durchbruch (14) einsetz­ baren, mit einem Außenanschluß (18) über die Deckel­ außenfläche und mit einem Innenanschluß (20) über die Deckelinnenfläche überstehenden (40) und einem zwischen Außenanschluß (18) und Innenanschluß (20) befindlichen Schaft (22) den Durchbruch (14) druck­ dicht und verdrehsicher durchdringenden metallischen Anschlußelement (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (22) des Anschlußelements (16) außenan­ schlußseitig durch einen eine wellige Umfangsverzah­ nung (26) aufweisenden, radial überstehenden Bund (24) begrenzt ist und der Durchbruch (14) eine zur Deckelaußenseite hin axial offene äußere Ringstufe (30) mit einer zur Umfangsverzahnung (26) des Bunds (24) komplementären Innenverzahnung (32) aufweist.

2. Kondensatordeckel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an die äußere Ringstufe nach innen an­ schließende zur Deckelaußenseite hin axial offene innere Ringstufe (34) zur Aufnahme eines dichtend gegen eine Innenschulter (28) des Bunds (34) des Anschlußelements (16) axial und ggf. gegen dessen Schaft (22) radial anpreßbaren, vorzugsweise als O- Ring ausgebildeten elastomeren Dichtungsrings.

3. Kondensatordeckel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schaft (22) auf der Seite des In­ nenanschlusses (20) flanschartig vorzugsweise durch Abschälen von Schaftmaterial radial aufgespreizt und unter Anziehen des Bundes (24) gegen den Dich­ tungsring (36) axial gegen die Deckelinnenfläche (40) angepreßt ist.

4. Kondensatordeckel aus Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere aus kaschiertem Hart­ papier mit mindestens einem Durchbruch (14) und mit mindestens einem in den Durchbruch (14) einsetz­ baren, mit einem Außenanschluß (18) über die Deckel­ außenfläche und mit einem Innenanschluß (20) über die Deckelinnenfläche überstehenden (40) und einem zwischen Außenanschluß (18) und Innenanschluß (20) befindlichen Schaft (22) den Durchbruch (14) druck­ dicht und verdrehsicher durchdringenden metallischen Anschlußelement (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Anschlußelements (16) eine sich zu­ mindest über einen Teil seiner Länge erstreckende wellige Umfangsverzahnung (26) und der Durchbruch eine mit einer zur Umfangsverzahnung (26) des Schafts (22) komplementäre Innenverzahnung (32) aufweist.

5. Kondensatordeckel nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlußelement (16) mit einem außenseitigen und einem innenseitigen Bund (56, 38) zwischen der Deckelaußenfläche (52) und der Deckel­ innenfläche (60) axial kraftschlüssig eingepreßt ist.

6. Kondensatordeckel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (22) auf der Seite des Innenanschlusses (20) unter Bildung des innen­ seitigen Bundes (38) vorzugsweise durch Abschälen von Schaftmaterial radial aufgespreizt und unter Anziehen des außenseitigen Bundes (56) gegen die Deckelaußenfläche (52) axial gegen die Deckelinnen­ fläche (60) angepreßt ist.

7. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine auf der Deckelaußenfläche und/oder der Deckelinnenfläche angeordnete oder aufkaschierte elastomere Dichtungsschicht (52) oder -platte (60).

8. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenanschluß (16) einen kleineren Durchmesser als der Bund (24) auf­ weist.

9. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenanschluß (16) einen dem Bund (24) im wesentlichen entsprechenden Durchmesser aufweist.

10. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenanschluß einen größeren Durchmesser hat als der Bund (24) aufweist.

11. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenanschluß (16) ein koaxiales Innengewinde (44) aufweist.

12. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenanschluß zumin­ dest einen axial überstehenden Lötstift aufweist.

13. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (16) als Fließpreßteil aus Aluminium ausgebildet ist.

14. Kondensatordeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Umfangsverzahnung des Bunds und die Innenverzahnung der äußeren Ringstufe (12) bis (36), vorzugsweise (20) bis (30) über den Umfang ver­ teilt angeordnete wellenförmige Zähne aufweisen.