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Elektrolytischer' Kondensator mit einer Schmelzsicherung Die Erfindung
betrifft einen elektrolytischen Kondensator, dessen Elektrolyt flüssig, zähflüssig
oder mehr oder minder hart sein kann.
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Es ist bekannt, daß solche Kandensatoren bei Überlastung heiß werden
und dabei Gase oder Dämpfe entwickeln, die bei fortdauernder überlastung zu einem
Sprengen des Kondensatorgehäuses führen können.
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Mannigfache Mittel wurden vorgeschlagen, um einer solchen. Zerstörung
des Gehäuses des Kondensators vorzubeugen. Im besonderen wurden Ventile verschiedenster
Art vorgeschlagen, welche bei ,auftretenden Überdrücken öffnen und, nachdem die
Dämpfe oder Gase ins Freie entlassen. worden sind, das Gehäuse wiederum hermetisch
gbschliaßen.
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Alle diese Vorrichtungen bedürfen aber nachgiebiger Teile; welche
nach Verschwinden des Überdrucks den ursprünglichen Zustand wiederherstellen. Solche
nachgiebigen Teile können im Laufe der Zeit ermüden. Sie sind auch verhältnismäßig
kostspielig und komplizieren die Herstellung und den Zusammenbau des Kondensators.
Es sind auch Schmelzsicherungen vorgeschlagen worden, die auf die Stromstärke des
Kondensators ansprechen, die aber im übrigen auf die bei Überlastung auftretende
Erhitzung des Kondensators selbst nicht ,anzusprechen vermögen und daher den Kondensator
in einem Strombereich, der unterhalb der Schmelzstromstärke der Sicherung liegt,
nicht zu schützen vermögen.
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Elektrolytkondensatoren sind gewöhnlich mit einem Gehäuse aus Metall
oder ähnlichem Material versehen, das bei der Erhitzung des Kondensators selbst
mit erhitzt wird. Somit ist die Erhitzung des Gehäuses selbst ein Maß für den Betriebszustand
.des Kondensators.
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Gemäß der Erfmdung wird nun der Kondensator mit einer Schmelzsicherung.
versehen, die so ,angeordnet ist, daß sie einerseits vom Strom des Kondensators
.durchflossen wird, andererseits in wärmeübertragender Berührung mit dem Kondensatorgehäuse.
steht und dessen Temperatur annimmt.
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Diese Schmelzsicherung wird bei gefährlicher Überlastung des Kondensators
und
folgeweiser Erhitzung des Gehäuses durch die Wärme, welche von
dem letzteren in die Sicherung übertragen wird, schließlich geschmolzen und hierdurch
:der Stromkreis 4es-Kondensators unterbrochen. Hierdurch wird;-außerdem ,angezeigt,
daß der Kondensatfly.. durch Überlastung niedergebrochen ist, und-.' er kann. ;nunmehr
ausgewechselt werden. Dadurch wird ein Sprengen .des Gehäuses aus den angeführten
Gründen unter allen Umständen wirksam verhindert. Die Anordnung selbst ist billig
in der Herstellung und im Zusammenbau und unterliegt keinerlei Alterungserscheinungen.
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Während andere Vorrichtungen, wie z. B. die eingangs beschriebenen
Ventile, ,nach Ablassen der Gase oder Dämpfe den Kondensator wieder dadurch betriebsbereit
machen, daß sich das Ventil schließt, wird bei der Erfindung der Kondensator zunächst
unbrauchbar gemacht und rnuß herausgenommen und repariert werden, falls sich eine
Reparatur bei solchen Gegenständen der Massenherstellung überhaupt lohnt. Natürlich
ist es denkbar, .d@aß man die Sicherung außen am Gehäuse in wärmeübertragender Berührung
mit ihm auswechselbar anbringt und durch bloßes Einsetzen :einer neuen Sicherung
der Kondensator wieder betriebsbereit wird. Das wird aber im allgemeinen eine Verteuerung
der Herstellung herbeiführen, die sich bei solchen Massengegenständen anicht lohnt.
Außerdem kann das richtige _ Einsetzen der Sicherung besondere Sachkunde erfordern,
die gleichfalls der Betriebssicherheit solcher Kondensatoren nicht immer dienlich
ist.
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Durch die vorgeschlagene Sicherung wird somit in wirksamster Weise
eine gefährliche überhitzung des Kondensators, insbesondere sein Niederbruch, zur
sofortigen und vollständigen Abschaltung des Kondensators ausgenutzt. -Im übrigen
kann die Erfindung selbstverständlich auch neben den bekannten Ventileinrichtungen
aller Art angebracht werden. Diese letzteren würden also vorübergehenden Überlastungen
des Kondensators Rechnung tragen, während die Einrichtung gemäß der Erfindung wegen
ihrer Wärmeträgheit erst dann. zur Wirkung kommt, wenn trotz des Inwirkungtretens
der Ventileinrichtung oder wegen eines Versagens der letzteren eine Überhitzung
des Kondensators solcher Höhe und solcher Zeitdauer auftritt, daß die erfindungsgemäß
vorgesehene Sicherung durchbrennt.
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Die Anordnung sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung erläutert,
in welcher ein Querschnitt durch den oberen Teil eines Elektrolytkondensators gezeigt
ist. In der Figur ist i ein Kondensatorkörper innerhalb eines Gehäuses 2 beispielsweise
aus Metall, das durch einen Deckel 3 aus Isoliermaterial abgeschlossen ist. 4.,
5 sind die An-.A -e und die Klemme q. ist durch - ein Metallstück 6 mit dem Gehäuse
2 verbuÜden, von dem angenommen ist, daß es gleichzeitig eine Elektrode des Kondensators
darstellt. Das Stück 6 besteht aus Metall oder einer Metallegierung geeignet gewählten
Schmelzpunktes, das bandförmig ausgeführt sein kann und jedenfalls so geringes Volumen
besitzen soll, daß auch seine Wärmekapazität gering ist und somit die Erhitzung
des Verbindungsstückes 6 derjenigen des Gehäuses 2, mit welchem es in wärmeübertragendem
Kontakt steht, unmittelbar nachfolgt. Die Wärmeträgheit des Gehäuses 2, welches
außen durch die umgebende Luft dauernd gekühlt wird, soll also durch das Verbindungsstück
6 nicht wesentlich erhöht werden. Das Verbindungsstück 6 kann a n. das Gehäuse 2-
angeschmolzen oder angelötet oder sogar .durch eine oder zwei dicht schließende
Nieten verbunden sein. Die Fläche, über welche das Verbindungsstück 6 mit dem Gehäuse
in eigentlicher Berührung steht, muß gleichfalls ausreichend sein, um die erstrebte
schnelle Wärmeübertragung zu gewährleisten. Daseine Ende des Verbindungsstückes
6 ist mit dem isoliert durch den Deckel hindurchgeführten Ende der Klemme q. dadurch
verbunden, daß das gelochte Ende über einen eingezogenen Hals der Klemme ¢ geschoben
und dieser letztere darauf zu .einem Nietkopf 7 niedergelegt wird, welcher das Ende
8 des Verbindungsstücks 6 festklemmt.
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Das Wesentliche der Erfindung besteht aber immer darin, daß das Verbindungsstück
6 mindestens über einen Teil seiner Länge so ausgebildet ist, d.aß es bei Erhitzung
auf eine vorbestimmte Temperatur, welche der Schmelztemperatur dieses Teils entspricht,
durchschmilzt und die Verbindung zwischen der Klemme q. und dem Gehäuse 2 unterbricht.
Ein solcher besonders empfindlicher Teil wird vorteilhaft im Beispiel der Figur
in dem schraffiert gezeichneten Teil des Verbindungsstückes 6 untergebracht. Die
Schmelzsicherung kann vorteilhaft aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
Ebenso wird zumindest der innere Teil der Anschlußklemme vorteilhaft aus einer solchen
Legierung hergestellt und gegebenenfalls auch die Nieten, mit denen eine solche
Sicherung mit dem Kondensatorgehäuse verbunden wird.
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Das Verbindungsstück kann also in einem einzigen Streifen bestehen,
der den gewünschten Schmelzpunkt aufweist und gewünschtenfalls an den schraffiert
gezeichneten Stellen besonders dünn aasgeführt ist. Ebenso kann das Verbindungsstück
aber aus verschiedenen
Teilen zusammengesetzt sein, von denen der
eine zur Verbindung mit dem Gehäuse.2, der andere zur Verbindung mit der Klemme
q. bestimmt ist und der Üazwischenliegende mittlere Teil die @eigentliche Schmelzsicherung
darstellt. So kann der mittlere Teil aus einem Schmelzdraht gewünschten Schmelzpunktes
bestehen, während die beiden äußeren Teile des Verbindungsstückes 6 aus einem höher
schmelzenden Material bestehen können und zur Verbindung mit dem Gehäuse und der
Klemme q. :geeignet ausgebildet sind. Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, das
ganze Stück 6 aus einem Schmelzdraht herzustellen. Schließlich ist es auch möglich,
das ganze Verbindungsstück außerhalb des Gehäuses anzuordnen und außen um die Wand
des Gehäuses 2 herumzuführen. Wenn dann das Verbindungsstück 6 das Gehäuse auf ausreichende
Länge berührt, ist. eine Wärmeübertragung denkbar, - welche das Schmelzen der Sicherung
im. richtigen Augenblick hewirkt. Die Anbringung der Schmelzsicherung im Innern
des Gehäuses hat aber den großen Vorteil, daß die Sicherung viel mehr der Hitzewirkung
des Kondensators ausgesetzt ist und durch das Gehäuse gegen die kühlende Umgebung
geschützt wird.
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Das Verbindungsstück 6 kann über seine ganze Länge mit einem Lack
überzogen werden, welcher :es nötigenfalls gegen den Angriff des Elektrolyten schützt.
Das gleiche kann mit der Verbindungsstelle des Stückes 6 mit dem Gehäuse geschehen,
wenn beispielsweise eine Lätung benutzt ist.
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Wie früher ausgeführt, kann außer der Einrichtung gemäß der Erfindung
auch eine Ventileinrichtung bekannter Art vorgesehen werden.
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Sollte das Gehäuse 2 nicht ;gleichzeitig einen Pol des Kondensators
darstellen, dann muß das Verbindungsstück 6, welches die Schmelzsicherung enthält
oder darstellt, wohl in wärmeleitender Berührung mit dem Gehäuse angeordnet, ,aber
von diesem isoliert werden. Letzteres kann dadurch geschehen, daß man beispielsweise
eine Lackschicht, eine lackierte Glimmerplatte oder Asbest zwischen dem Verbindungsstück
6 und .dem Gehäuse 2 anordnet, wobei die Wärmeübertragung durch diese Isolation
hindurch stattfinden muß. Der Lack hält dann das Verbindungsstück in Stellung.