DK142476B - Viklet kondensator med overtrykssikring. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^2476 DANMARK (et) tnt.ci.3 h o 1 g 1/11 «(21) Anseening nr. 5535/76 (22) Indleveret den 5· SUg· 1976 (24) Løbedag 5· SUg. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og nQn fremleeggebesskriftet offentliggjort den 3 · HOV. 1 9^

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begseret fra den

8. aug. 1975, 7509465, NL

(71) N.V. PHILIPS’ GLOEILAMPENFABRIEKEN, Emmasingel 29, Eindhoven, NL.

(72) Opfinder: Maarten Koel, Emmasingel, Eindhoven, NL: Hubertus Johannes Theelen, EmmasingeT, Eindhoven, NL, (74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau,_ (54) Viklet kondensator med overtrykssikring.

Opfindelsen angår en viklet kondensator omfattende et cylindrisk hylster, der er lukket af et låg, og som rummer en på en cylindrisk kerne anbragt kondensatorvikling samt en centreringsskive, som støtter imod en i hylsterets væg tilvejebragt kant og er stift anbragt imellem låget og kondensatorviklingen, samt mindst én forbindelse, der er elektrisk forbundet til en kondensatorelektrode og forankret i såvel låget som i et i centreringsskiven tilvejebragt centreringsorgan, hvorhos hylsteret er forsynet med en ekspansionsrille beliggende imellem låget og centreringsskiven.

I en viklet kondensator af kendt art, jfr. tysk Gebrauchs-muster 1.794.821, består centreringsorganet af en metalbøsning, som stikker ind i kondensatorviklingens hule kerne, og som er nittet fast 2 142476 til centreringsskiven, der består af et isolerende materiale. Den elektriske forbindelse er fastgjort i en åbning i bunden af bøsningen.

Denne kendte viklede kondensator har en ulempe i, at der til fastgørelse af bøsningen i centreringsskiven kræves en nittet samling, idet det kun er muligt at danne en nittet krave på den side af bøsningen, der vender imod låget. En nitteforbindelse af denne art giver under alle omstændigheder ikke nogen pålidelig forbindelse. Endvidere kræves der en operation, som ikke kan udføres på simpel måde. En anden ulempe er, at i det stadig stigende større antal tilfælde, hvor det foreskrives, at der ikke må være nogen elektrisk spænding over hylsteret, når der optræder overtryk i kondensatorer med metalhyl ster, kan dette krav ikke blive opfyldt ved også at forankre den anden forbindelse i den omtalte bøsning. At erstatte metalbøsningen med en bøsning af et isolerende materiale ville blot øge problemerne med hensyn til at realisere en pålidelig nitteforbindelse.

Med opfindelsen tilsigtes det at tilvejebringe en viklet kondensator med overtrykssikring, i forbindelse med hvilken der ikke kræves komplekse operationer, og som er velegnet til konstruktioner, hvor det forlanges, at begge forbindelser bliver brudt samtidigt.

Med henblik herpå er en viklet kondensator ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at centreringsorganet består af en løs indsats af et elektrisk isolerende materiale med et skulderparti, der er blokeret imod aksial forskydning i forhold til hylsteret imellem en ende af kernen og den side af centreringsskiven, der vender imod kondensatorviklingen.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i form af et eksempel under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et længdesnit i en foretrukken udførelsesform for en viklet kondensator ifølge opfindelsen, fig. 2 et lodret sidebillede af det i fig. 1 viste centreringsorgan , og fig. 3 et vandret billede af det i fig. 1 viste centreringsorgan. Den i fig. 1 viste viklede kondensator omfatter et cylindrisk hylster 1 af aluminium, der er lukket i den nedre ende (på tegningen) af en bund 3, som er ud i ét med væggen 5. Hylsteret 1 er i den øvre ende lukket ved hjælp af et skivelignende låg 7 af hård plast. Låget 7 holdes på plads i hylsteret ved hjælp af en indad-bukket endekant 9. Kanten 9 bukkes ind, efter at rummet imellem låget og hylsteret er blevet tætnet ved hjælp af en gummiring 11. Hylsteret rummer en indsats 13, der har et konisk hævet parti 15, 3 142478 der tjener til at centrere en hul kerne 17 af syntetisk materiale.

En kondensatorvikling 19 er viklet omkring denne kerne 17 på sædvanlig måde. Kondensatorviklingen 19 kan f.eks. være sammensat af en dobbelsidigt metalliseret polypropylen-folie med en papirbane som separator. Kondensatorviklingen er langs dens omkreds indesluttet af et elektrisk isolerende materiale 21.

Kondensatorhylsteret l's væg 5 har en ekspansionsrille 23, som bærer låget 7. En centreringsskive 25 af hårdpapir støtter imod ekspansionsrillen 23's underside, hvilken skive er således forsynet med åbninger 27, at det rum, der på tegningen er betegnet med A, er i åben forbindelse med det rum B, som befinder sig imellem låget 7 og centreringsskiven 25. Skiven 25 har i midten et rundt hul 29, hvis centrum falder sammen med kondensatorens longitudinale akse. Hullet 29 rummer en del 33 af centreringsorganet 31, som har et rundt tværsnit. Centreringsorganet 31 er en løs indsats af et elektrisk isolerende materiale, såsom et termohærdnende fiberglasarmeret syntetisk materiale. Foruden den del 33, der har et rundt tværsnit, består centreringsorganet 31 af., en nedadrettet del 39, hvis tværsnit udgør en del af en regulær sekskant, jfr. fig. 3. Delen 39 er i tilpas indgreb med et hulrum 43 i kernen 17. Hulrummet 43 har en profil, der er formet som en regulær sekskant. En del 35 af centreringsorgsnet 31 er i passende indgreb med en niche 41 i låget. Nichen 41 har et rektangulært tværsnit.

To runde forbindelsestråde 45 og 47 af fortinnet kobber er forankret i centreringsorganet 31. Til denne ende har trådene 45 og 47 sløjfelignende udbøjninger 49 og 51, jfr. ligeledes fig. 2. Udbøjningerne 49 og 51 kan være indstøbt i det syntetiske materiale, som centreringsorganet 31 er fremstillet af. Centreringsorganet kan imidlertid også være sammensat af to parter med passende nicher for udbøjningerne 49 og 51. Efter indføring af trådene 45 og 47 anbringes de to parter imod hinanden og samles ved ultralydsvejsning. De to parter kan alternativt være profileret på en sådan måde, at udbøjningerne 49 og 51 dannes, når de to parter trykkes imod hinanden, når de skal svejses sammen ved ultralyd. Trådene 45 og 47 er ligeledes forankret til metalbøsninger 53 og 55 i låget 7. Imellem metalbøsningerne 53 og 55 og låget 7 findes der tætningsringe 57 og 59 af gummi. Trådene loddes sammen med to eksterne forbindelser 61 og 63 fast til metalbøsningerne 53 og 55. Forankringen af trådene er symmetrisk med hensyn til kondensatorens longitudinale akse og med hensyn til centreringsorganets centrum. De ender af for- 142476 4 bindelsestrådene 45 og 47, der er fjernest fra låget 7, er elektrisk forbundet til kondensatorviklingen 19's elektroder, se tråd 47. Centreringsorganet har en niche 65 til sideværts styring af forbindelsestråden 45, som er forbundet til den relevante kondensatorelektrode på oversiden af kondensatorviklingen, hvilket ikke kan ses på tegningen. Trådene 45 og 47 er forankret i centreringsorganet 31 og låget 7 på en sådan måde, at den kraft, der er nødvendig for at trække trådene fri af låget og centreringsorganet, rigeligt går ud over den kraft, der skal til for at belaste trådene op til kobberets strækgrænse. I stedet for tråde kan man alternativt anvende forbindelser med et ikke-rundt tværsnit, f.eks. smalle strimler. Forbindelserne kan eventuelt være forsynet med et svækket område, der fungerer som et brudpunkt.

Ved et givet utilladeligt tryk, der for kondensatoren under drift medfører fare for eksplosion, sikrer ekspansionsrillen 23, at ekspansionsrummet B udvides, så at trådene 45 og 47 belastes op til deres strækgrænse, hvorefter trådene brister, og kondensatoren bliver eksplosionssikker. Et skulderparti 37 i centreringsorganet, der på den ene side ligger an imod centreringsskiven 25 og på den anden side imod en endeflade af kernen 17, forhindrer, at centreringsorganet forskydes i tilfælde af, at trykket i kondensatoren stiger, hvilket kunne ophæve spændingen af trådene 45 og 47. Den symmetriske forankring af trådene sikrer, at de begge brister.

Det rektangulære profil 35, som er i passende indgreb med nichen 41 i låget 7, forhindrer, at kondensatorviklingen drejer sig i forhold til hylsteret, således at trådene 45 og 47 ikke kan blive snoet. Det irregulært formede profil 39 tjener et lignende formål, nemlig at forhindre kondensatorviklingen i at dreje sig i forhold til centreringsorganet 31. Hvis der imidlertid ved passende proportionering opnås et passende kontakttryk imellem skulderpartiet 37 og kernen 17, behøver profilet 39 ikke at være irregulært. Et rundt profil 39 og et rundt hulrum 43 i kernen er da tilstrækkeligt. Korrekt centrering er da ligeledes sikret. Profilerne 35, 39, 41 og 43 tjener følgelig primært til centrering af låget og kondensatorviklingen. En drejning af centreringsorganet i forhold til låget kan ligeledes forhindres ved at forme hullet 29 og delen 33 irregulært, hvilket også kan opnås ved at placere profilet 35 og nichen 41 excentrisk i forhold til centreringsorganets centrum.

Som følge af det faktum, at centreringsorganet er en løs indsats, hvis skulderparti 37 forhindrer en aksial forskydning, er der opnået 5 142476 en meget simpel og billig fremstilling af eksplosionssikre kondensatorer. Kondensatoren samles ved, at et centreringsorgan, der i forvejen er blevet forsynet med forankrede tråde, anbringes i kernen 17 uden for hylsteret og ved dernæst at forbinde trådene elektrisk til kondensatorelektroderne. Centreringsskiven 25 kan dernæst anbringes på centreringsorganet ved at bukke trådene 45 og 47, således som vist på tegningen, først efter at skiven er blevet monteret. Denne procedure kan udføres inde i såvel som uden for hylsteret. Det herved frembragte aggregat forankres i hylsteret ved hjælp af ekspansionsrillen 23. Centreringsorganet 31 tjener herefter til at centrere låget i forhold til hylsteret såvel som til centrering af trådene 45 og 47 i forhold til metalbøsningerne 53 og 55. Låget forankres aksialt i hylsteret ved at bukke kanten 9 indefter.

Den beskrevne beskyttelse imod eksplosion er især vigtig ved viklede kondensatorer, hvori der som dielektrikum benyttes en poly-propylenfolie, og som anvendes i vekselstrømskredsløb. I tilfælde af vekselspændingsbelastning dekomponeres polypropylenfolien, således at der kan opstå et utilladeligt højt gastryk. Sagt i almindelighed kan den beskrevne eksplosionssikring anvendes til alle viklede kondensatorer, hvor der består en risiko for gasdannelse, f.eks. gas, der frigives af dielektriske folier, hylstre, separatorfolier, imprægnerende væsker eller fyldstoffer. Kondensatorer, der indeholder et dielektrikum i form af en polypropylenfolie, benyttes blandt andet i vekselspændingskredsløb, såsom i gasudladningsrør og i startkredsløb til motorer.