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Elektrischer Wickelkondensator, insbesondere Durchführungskondensator
Es ist bekannt, in Serie mit elektrischen Kondensatoren Sicherungen zu schalten,
die bei Defektwerden des Kondensatörs diesen von der stromführenden Leitung abtrennen,
Aus Zweckmäßigkeitsgründen hat man auch schon den Kondensator und die Sicherung
zu einer baulichen Einheit vereinigt, wobei man entweder die Sicherung als selbständigen
Teil in den Kondensatorbehälter mit einbaute oder Teile des Kondensators mit der
Sicherung vereinigte. Beispielsweise hat man in die Stromdurchführungen durch die
Gehäusewand einen Sicherungsdraht eingezogen ;oder die Stromzuführungen zum Wickel,
nämlich die Elektrodenstreifen, so in ihrem Querschnitt bemessen, daß sie als Sicherung
bei überlasttmg wirksam werden.
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Auch hat man bereits die Belegungen von Kondensatoren in kleine. Flächen
unterteilt, die ähnlich der Form eines Kammes io. dgl. mit einem allen gemeinsamen
Stromzuführungsstreifen in Verbindung stehen. Der Verbindungsweg zum einzelnen Flächenelement
wird dabei mit einem solchen Querschnitt ausgerüstet, daß dieser als Sicherung dient.
Bei diesen Kondensatoren entsteht jedoch ein Kapazitätsverlust, bezogen auf die
Volumeneinheit.
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Grundsätzlich bedeutet nun die Einschaltung einer Sicherung immer
eine nicht wünschenswerte Erhöhung der Induktivität des Kondensators, was sich gerade
bei den hauptsächlichsten Fällen, in denen eine Sicherung überhaupt gefordert wird,
nämlich bei Entstörungskondensatoren, besonders schädlich auswirkt.
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Die vorliegende Erfindung erstrebt ebenfalls eine Vereinigung eines
Kondensators mit einer vorgeschalteten Sicherung unter Beibehaltung einer konzentrischen
Stromzuführung zu den Belegungen und schlägt vor, einen als keel-, kalotten- :oder
scheibenförmigen Kör-?i
per ausgestalteten, den Strom konzentrisch
zum Belag leitenden Teil der Stromzuführung aus einem Isolierkörper auszubilden,
auf dem eine leitende Schicht von solcher Stärke aufmetallisiert ist, daß die Metallschicht
als Sicherung dient. Neben dem Vorteil, die Baumaße und den Aufbau des Kondensators
beibehalten zu können, ergibt sich dabei auch Beibehaltung der durch den Kondensator
an sich bedingten Induktivität, weil der Sicherungsweg selbst für kleine Abachmelzwerte
ohne Erhöhung der Induktivität bemessen werden kann.
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Weiterhin ist die konzentrische Stromzuführung zum Wickel gewährleistet.
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Dadurch nun, daß man als Sicherung eine auf einen Isolierkörper aufmetallisierte
Schicht verwendet, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die Schichtstärke entsprechend
der durch die Konstruktion bedingten Fläche auszubilden, so daß der wirksame Querschnitt
der als Sicherung dienenden Schicht den Abschmelzwerten genau angepaßt werden kann.
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Bei dem Ansprechen von Sicherungen werden unter Umständen erhebliche
Wärmemengen frei, die vor allem beim Einbau der Sicherung in das Kondensatorgehäuse
zu einer Zerstörung der inneren Teile führen können. Dies hat an sich zwar nicht
viel zu bedeuten, denn die Sicherung spricht normalerweise erst dann an, wenn der
Wickel bereits defekt ist, jedoch kann dies bei einem sog. Durchführungskondensator
zu einem beachtlichen Nachteil führen.
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Bei diesen Kondensatoren ist nämlich der stromführende Leiter durch
das Wickelinnere geführt, und die bei dem Ansprechen ,der Sicherung entstehenden
Kräfte können sich an diesem stromführenden Leiter auswirken, so daß ein solcher
Kondensator unmittelbar nach dem Unbrauchbanverden ausgewechselt werden muß, da
die Leitung selbst in Mitleidenschaft gezogen sein kann. Da nun nicht immer die
Möglichkeit besteht, im Augenblick des Defektwerdens die Leitung stromlos zu machen
und den Kondensator auszuwechseln, stellt dies einen Nachteil. dar, der aber in
einfachster Weise dadurch behoben werden kann, daß man die Sicherung, d. h. den
mit der Metallschicht bedeckten Isolierkörper, als Explosivsicherung ausgestaltet,
so daß beim Auftreten der Abschmelzstromstärke das aus dem Isolierkörper und gegebenenfalls
aus im Innern der Sicherung untergebrachten Substanzen frei werdende Gas ein plötzliches
Zerstören des Sicherungsweges hervorruft, so daß ein sofortiges Löschen etwaiger
Funkenübergänge eintritt.
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Durch geeignete konstruktive Ausbildung der Sicherung, z. B. durch
Vorsehung einer schwachen Stelle im Querschnitt des Isolierträgers, kann die Wirkung
und die Richtung des Gasstromes vorher bestimmt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gekennzeichneten
Anordnung im Schnitt dargestellt. Es handelt sich um einen Durchführungskondensator,
durch dessen Wickelachse der in die Stromleitung einzusetzende Mittelleiter i geführt
ist. Der Wikkel selbst ist mit 2 bezeichnet. Die überstehend verlöteten Belegungen
des Wickels 2 sind mit 3 und 4. bezeichnet. Der Belag 3 steht über die Verbindung
5 mit dem Metallgehäuse 2o an der Stelle 7 in Verbindung, wo eine Verlötung zwischen
dem Gehäuse 2o, der Verbindung 5 und dem vorzugsweise aus Keramik bestehenden Deckel
6 erfolgt. Der Abschlußdeckel 6 ist an dem Durchführungsleiter i bei 8 verlötet.
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Der stirnseitige Abschluß der anderen Gehäuseöffnung erfolgt durch
eine weitere Keramikscheibe 2o, die bei 13 mit dem Gehäuse 2o verlötet ist, während
der Durchführungsleiter i an der Stelle 14 abgedichtet ist.
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Die Stromzuführung vom Mittelleiter i zum Belag 4. soll in konzentrischer
Weise erfolgen. Dafür verwendet man eine kegel-, kalotten-oder scheibenförmige Zwischenverbindung,
die einerseits mit dem Durchführungsleiter und andererseits mit dem Belag in Verbindung
gebracht wird. Diese Zwischenverbindung, also ein notwendiger Bestandteil der Stromzuführung,
wird gemäß der Erfindung als Isolierkörper mit aufmetallisierter Schicht ausgestaltet
und dient als Sicherung.
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Der Isolierkörper ist mit 15, die aufmetallisierte Schicht mit 16
bezeichnet. Nach welchem Verfahren die Schicht 16 aufgebracht ist, ist an sich gleichgültig.
Es kann jedes dafür geeignete Verfahren benutzt werden. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß aufgedampften Schichten der Vorzug zu geben ist. Ebenso ist es grundsätzlich
möglich, die Schicht 16 sowohl auf der Außenfläche von 15 als auch auf der Innenfläche
aufzubringen. Der letzte auch im Ausführungsbeispiel dargestellte Fall hat jedoch
bei der Ausbildung der Sicherung als Explosivsicherung gewisse Vorteile.
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Füllt man nämlich das Innere des von dem Sicherungskörper umschlossenen
Raumes mit einem bei der Erwärmung Gas abgebenden Stoff 18 an, z. B. Borsäure oder
auch Sprenggelatine, so tritt beim Auftreten der Abschmelzstromstärke eine Erwärmung
und damit ein Gasdruck ein, der den Sicherungskörper nach außen wegsprengt. Durch
Vorsehung einer schwachen Stelle, z. B. einer Nut 19, kann man die Sprengwirkung
fördern bzw. in bestimmte Bahnen lenken. Unterstützt wird diese Wirkung dadurch,
daß man als Isolierkörper 15 ebenfalls einen Stoff wählt, der bei Erwärmung Gas
abzugeben imstande ist, wie
z. B. Fiber, obwohl der Isolierkörper
15 an sich aus jedem geeigneten Stoff, z. B. auch Porzellan, bestellen kann.
Die Kontaktverbindungen zwischen den Sicherungsteilen 15, 16
und dem Durchführungsleiter
i bzw. dem Belag 4 erfolgt durch Verlötung bei 21 und _i7, wobei bei 17 eine
Rille im Abschlußdeckel 9 vorgesehen ist, in welche der Sicherungskörper 15, 16
einsetzt und durch einige bis auf den Belag 4 durchgehende Bohrungen mit diesem
verlötet wird, wobei gleichzeitig ein Abschluß dieser Öffnungen erfolgt.
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Um eine einfachere Verlötung zu erzielen, ist der Belag 16
auf dem Isolierkörper 15 um die Begrenzungskanten bis auf die Außenoberfläche
herumgezogen.