DE1764160C2

DE1764160C2 - Pressure relief valve for electrical capacitors

Info

Publication number: DE1764160C2
Application number: DE19681764160
Authority: DE
Inventors: Andreas 7920 Heidenheim Deckert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE1764160B1

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Überdruckventil für einen elektrischen Kondensator, bei dem die Ventilöffnung von einem am Kondensatorgehäuse befestigten Ventilelement aus elastischem Material abgedeckt ist, bei dem das Ventilelement lippenförmig an einer Verformung des Kondensatorgehäuses oder der Abschlußscheibe anliegt und bei dem sich die Lippe bei entstehendem Überdruck im Gehäuse abhebt, nachThe present invention relates to a pressure relief valve for an electrical capacitor in which the valve opening of a valve element made of elastic material and fastened to the capacitor housing is covered, in which the valve element lip-shaped on a deformation of the capacitor housing or the cover plate rests and in which the lip lifts off in the case of excess pressure in the housing, according to

Patent 15 64 673.Patent 15 64 673.

Insbesondere bei Elektrolytkondensatoren und bei Kondensatoren, weiche mit einem Isolieröl imprägniert sind, entstehen im Gehäuse während der Nachformie-Especially in the case of electrolytic capacitors and capacitors that are impregnated with an insulating oil are created in the housing during the reforming

s rung und während des Betriebs, z. B. durch Überhitzung, infolge elektrochemischer Vorgänge Gase. Bei einem gasdicht verschlossenen Gehäuse kann ein solcher Überdruck entstehen, daß das Gehäuse gesprengt und der Kondensator unbrauchbar wird.s tion and during operation, e.g. B. by overheating, gases as a result of electrochemical processes. In the case of a gas-tight housing, such a Overpressure occurs that blows up the housing and the capacitor becomes unusable.

ι» Um dies zu vermeiden, verwendet man bekanntlich die verschiedensten Vorrichtungen. In vielen Fällen baut man sogenannte Überdrucksicherungen ein. Dabei ist im Gehäuse eine Schwachstelle vorgesehen, welche bei entstehendem überkritischem Druck im Gehäuseinne- > ren sich öffnet und die überschüssigen Gase nach außen strömen läßt. Nach dem Zerreißen bzw. öffnen der Sicherung ist der Kondensator zwar zunächst weiterhin betriebsfähig, aber das Gehäuse weist eine öffnung auf, durch die eventuell flüssige Elektrolytmassen auslaufenι »In order to avoid this, one uses, as is well known, the most varied of devices. In many cases it is building so-called overpressure safety devices. A weak point is provided in the housing The resulting supercritical pressure inside the housing> opens and the excess gases to the outside lets flow. After tearing or opening the Fuse, the capacitor is initially still operational, but the housing has an opening through which any liquid electrolyte masses leak out

>o und gegebenenfalls auch Feuchtigkeit eindringen kann. > o and possibly also moisture can penetrate.

Daneben sind zum Druckausgleich in Elektrolytkondensatorgehäusen oder in Gehäusen für mit Isolieröl imprägnierten Kondensatoren Überdruckventile gebräuchlich. Zur Abdeckung der Ventilöffnung werdenIn addition, for pressure equalization in electrolytic capacitor housings or in housings for with insulating oil impregnated capacitors pressure relief valves are common. Be used to cover the valve opening

.'"> gewöhnlich elastische, gelochte Membranen oder verschiebliche Zapfen aus Gummi oder Kunststoff verwendet. Diese sind durch Halterungen und Führungen am Gehäuse befestigt. Bei entstehendem Überdruck im Gehäuse wölben sie sich auf bzw. werden angehoben. '"> usually elastic, perforated membranes or Slidable pins made of rubber or plastic are used. These are through brackets and guides attached to the housing. When there is overpressure in the housing, they bulge or are lifted

ίο und geben dadurch eine öffnung frei, durch die das Gas entweichen kann. Nach dem Druckausgleich nehmen sie wieder ihre Ausgangsstellung ein und das Kondensatorgehäuse ist dicht verschlossen.
In der Hauptpatentanmeldung ist ein Überdruckven-ίο and thereby open an opening through which the gas can escape. After the pressure has been equalized, they return to their original position and the capacitor housing is tightly sealed.
In the main patent application, an overpressure valve

s> til dargestellt, bei dem die Ventilöffnung von einem am Kondensatorgehäuse befestigten Ventilelement aus elastischem Material abgedeckt wird und bei dem das Ventilelement lippenförmig an einer Verformung, z. B. einem kreiszylindrischen, oder kegelstumpfartigen An-s> til shown in which the valve opening from a valve element attached to the capacitor housing elastic material is covered and in which the valve element lip-shaped at a deformation, for. B. a circular cylindrical or truncated cone

I» satzstück des Kondensatorgehäuses oder der Abschlußücheibe anliegt und bei dem sich die Ventillippe bei entstehendem Überdruck im Gehäuse abhebt und nach dem Druckausgleich wieder an die Verformung anlegt und das Gehäuse abdichtet.I »set piece of the capacitor housing or the closing disc and in which the valve lip lifts off when the overpressure occurs in the housing and afterwards the pressure equalization applies to the deformation again and seals the housing.

■r> Vorliegende Erfindung zeigt ein Lippen-Überdruckventil, welches sich in der Massenfertigung einfach und mit wenigen Handgriffen herstellen läßt und welches über lange Zeit sicher funktionsfähig ist.■ r> The present invention shows a lip pressure relief valve, which can be produced in mass production easily and with a few simple steps and which is reliably functional over a long period of time.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß inAccording to the invention this is achieved in that in

•ίο an sich bekannter Weise über eine Bohrung im Kondensatorgehäuse bzw. im Abschlußdeckel eine elastische Membran mit einer öffnung angebracht ist, die einen geringeren Durchmesser als die Bohrung hat, daß in die Bohrung ein Dorn eingesteckt ist, der einen• ίο in a manner known per se via a hole in the capacitor housing or in the cover plate elastic membrane is attached with an opening that has a smaller diameter than the bore, that a mandrel is inserted into the bore, the one

Vi größeren Durchmesser als die Membranöffnung 4 aufweist und durch diese hindurchragt, und daß zwischen der Mantelfläche des in der Bohrung steckenden Dornteiles und der inneren Begren/ungsfläche der Bohrung ein oder mehrere DurchlaßkanäleVi larger diameter than the membrane opening 4 has and protrudes through this, and that between the lateral surface of the in the bore Stuck mandrel part and the inner limiting surface of the bore one or more passage channels

no vorgesehen sind.no are provided.

Die Bohrung in der Gehäusewand, dem Gehäuseboden oder im Abschlußdeckel und die öffnung in der elastischen Membran, welche z. B. aus Gummi bestehen kann, lassen sich mit einfachen Mitteln einstanzen. DerThe hole in the housing wall, the housing base or in the cover and the opening in the elastic membrane, which z. B. can be made of rubber, can be punched with simple means. Of the

hi Dorn läßt sich auf der Drehbank leicht herstellen. Er kann aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff bestehen. Zur Vervollständigung der Erfindung braucht der Dorn nur noch in die Bohrung des Gehäuses bzw.hi mandrel can easily be made on the lathe. He can be made of metal or a suitable plastic. To complete the invention needs the mandrel only into the bore of the housing or

des Abschlußdeckels eingeschoben zu werden. Die elastische Membran liegt dann lippenförmig mit ihrem Offnungsrand am hindurchgesteckten Dorn an. Als Durchlaßkanäle können Vertiefungen in die Ii.nenfläche der Bohrung eingearbeitet sein. Das gleiche wird erzielt, wenn der Dorn auf erhöhten Rippen an der Innenfläche der Bohrung aufliegt Des weiteren können Vertiefungen in die Mantelfläche des Domes eingebracht bzw. Erhöhungen auf die Mantelfläche des Domes aufgebracht sein. Während sich die Erhöhungen längs nur über den in der Bohrung steckenden Teil erstrecken, reichen die längslaufenden Vertiefungen in der Mantelfläche bis knapp unterhalb der am Dorn anliegenden Ventillippe.of the end cover to be pushed in. The elastic membrane is then lip-shaped with her The opening edge on the mandrel inserted through it. Depressions in the inner surface can be used as passage channels be incorporated into the hole. The same is achieved when the mandrel is on raised ribs on the inner surface the bore rests. Furthermore, indentations can be made or Elevations be applied to the outer surface of the dome. While the elevations are only longitudinal Extending over the part stuck in the bore, the longitudinal depressions extend in the lateral surface to just below the valve lip resting on the mandrel.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in die Bohrung ein abgesetzter Dorn mit verschiedenen Durchmessern eingesteckt ist wobei der Sockelteil des Domes mit dem größeren Durchmesser höchstens bis zur aufgebrachten elastischen Membran reicht und der Oberteil des Domes mit dem geringeren Durchmesser durch die öffnung der Membran ragt.An advantageous embodiment of the invention is that in the bore with a stepped mandrel different diameters is inserted with the base part of the dome with the larger diameter at most up to the applied elastic membrane and the upper part of the dome with the lower one Diameter protrudes through the opening of the membrane.

An Hand der Figuren soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment on the basis of the figures.

F i g. 1 stellt einen Schnitt durch einen Teil des Abschlußdeckels eines Gehäuses dar;F i g. Figure 1 shows a section through part of the end cover of a housing;

F i g. 2 und 4 zeigen einen Schnitt durch Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Überdruckventils; F i g. 2 and 4 show a section through exemplary embodiments of the pressure relief valve according to the invention;

F i g. 3 zeigt die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Dorn.F i g. 3 shows the top view of a mandrel according to the invention.

In der Fig. 1 ist auf eine Hartpapierscheibe 1 eine elastische Membran 2, z. B. aus Gummi, aufkaschiert. In der Hartpapierscheibe befindet sich die Bohrung i. Zentrisch zu dieser Bohrung ist in der aufkaschierten Membran die Öffnung 4 angebracht. Entsprechend den F i g. 2 und 4 wird in die Bohrung J der abgesetzte Dorn 5 eingeschoben. Während in der Fi g. 2 ein abgesetzter Dorn in die Bohrung 3 eingeschoben ist, handelt es sich in der Fig.4 um einen zylindrischen, nicht abgesetzten Dorn, welcher entlang seiner gesamten Länge einen konstanten Querschnitt besitzt. Der Durchmesser des Sockelteiles 6 ist so bemessen, daß ein klemmender Sitz ■ des Domes in der Bohrung gewährleistet ist. Der Dorn besitzt einen oberen Teil 7 nut einem geringeren Durchmesser als der Sockelteil 6. Der obere Teil des Domes ragt durch die öffnung 4 der Membran 2. Der üffnungsrand 8 der Membran liegt dabei unter einer bestimmten Spannung lippenförmig am oberen Teil des abgesetzten Dorne·» an. Die Spannung läßt sich durch den Öffnungsradius und den Radius der Bohrung 3 einstellen. Der Sockelteil des Domes erstreckt sich durch die Bohrung .1 bis knapp unter den oberen Rand der Bohrung. Er kann sich unter Umständen auch bis zu diesem oberen Rand erstrecken. Die durch den Absatz sich ergebende Schulter ist in vorteilhafter Weise abgeschrägt, um das Ausströmen der Gase zu erleichtern.In Fig. 1, an elastic membrane 2, z. B. made of rubber, laminated. The hole i is located in the hard paper disk. The opening 4 is made in the laminated membrane, centered on this bore. According to the F i g. 2 and 4, the stepped mandrel 5 is pushed into the bore J. While in Fi g. 2, a stepped mandrel is inserted into the bore 3, in FIG. 4 it is a cylindrical, non-stepped mandrel which has a constant cross section along its entire length. The diameter of the base part 6 is dimensioned so that a clamping fit ■ of the dome in the bore is guaranteed. The mandrel has an upper part 7 with a smaller diameter than the base part 6. The upper part of the dome protrudes through the opening 4 of the membrane 2. The opening edge 8 of the membrane lies under a certain tension in the shape of a lip on the upper part of the offset mandrel · » at. The tension can be adjusted by the opening radius and the radius of the bore 3. The base part of the dome extends through the hole .1 to just below the upper edge of the hole. Under certain circumstances, it can also extend up to this upper edge. The shoulder resulting from the shoulder is advantageously beveled in order to facilitate the outflow of the gases.

Im Bereich unterhalb des lippenförmig anliegenden Öffnungsrandes 8 befinden sich ein oder mehrere Durchlaßkanäle Il zwischen dem Sockelteil 6 des Domes bzw. dem in der Bohrung befindlichen Teil und der Innenfläche der Bohrung 3. Durch diese Kanäle strömen die überschüssigen Gase nach außen und geben den lippenförmig anliegenden Öffnungsrand vom Oberteil 7 des Domes ab. Nach Herstellung des Druckausgleiches legt sich der Öffnungsrand infolge der Spannung wieder an, wodurch das Gehäuse nach außen hin abgedichtet bleibtIn the area below the lip-shaped adjacent opening edge 8 there are one or more Passage channels II between the base part 6 of the dome or the part located in the bore and the inner surface of the bore 3. The excess gases flow out through these channels and give the lip-shaped adjacent opening edge from the upper part 7 of the dome. After making the Pressure equalization is applied to the edge of the opening again as a result of the tension, causing the housing to move outwards remains sealed

Der Durchlaßkanal 11 kann als längslaufende Vertiefung in der Innenfläche der Bohrung 3 oder in die Mantelfläche des Sockelteiles eingebettet sein. Es können auch mehrere Vertiefungen als Durchlaßkanäle vorgesehen sein, die z. B. in vorteilhafter Weise als längslaufende Rillen ausgebildet sind. Gleichfalls bilden längslaufende Erhöhungen, wie z. B. Rippen, Durchlaßkanäle. Die längslaufenden Rillen bzw. Rippen können vereinzelt in größerem Abstand oder nahe beieinanderliegend sich über die gesamte Mantelfläche des Sockelteiles bzw. gesamte Innenfläche der Bohrung erstrecken.The passage channel 11 can be a longitudinal Be embedded in the recess in the inner surface of the bore 3 or in the outer surface of the base part. It several wells can be provided as passage channels, the z. B. advantageously than longitudinal grooves are formed. Likewise, form longitudinal elevations, such. B. ribs, passage channels. The longitudinal grooves or ribs can be isolated at a greater distance or close to one another over the entire surface of the base part or the entire inner surface of the bore extend.

Der äußerste Radius der Rillen bzw. Rippen auf dem Sockelteil kann so bemessen sein, daß sich die Kanten der Rillen in die Innenfläche der Bohrung einschneiden, so daß der Dorn zusätzlich mechanisch verankert ist. Die Tiefe der Rillen bzw. Rippen ist so bemessen, daß sie als Durchlaßkanäle weiterhin wirken können. Der Radius des Domes wird vorteilhafterweise so bemessen, daß er in der Bohrung einen klemmenden Sitz aufweist. Der Dorn kann zur mechanischen Halterung auch ein Schraubgewinde auf seiner Mantelfläche besitzen. Die Gewindetiefe ist dabei so bemessen, daß nur die äußeren Kanten der Gewindegänge in die Innenflächen der Bohrung einschneiden und Durchlaßkanäle übrig bleiben.The outermost radius of the grooves or ribs on the base part can be dimensioned so that the edges the grooves cut into the inner surface of the hole so that the mandrel is also mechanically anchored. The depth of the grooves or ribs is dimensioned so that they can continue to act as passage channels. Of the The radius of the dome is advantageously dimensioned so that it has a clamping seat in the bore. The mandrel can also have a screw thread on its lateral surface for mechanical retention. the The depth of the thread is dimensioned so that only the outer edges of the thread turns into the inner surfaces cut into the hole and passages remain.

Die Länge des Sockelteiles kann so bemessen sein, daß sie genau der Dicke der Hartpapierscheibe entspricht. In vorteilhafter Weise wird man sie kurzer bemessen. Dadurch wird verhindert, daß der Dorn zu weit in die Bohrung eingeschoben wird und die Gase nicht mehr nach außen strömen können. Dies läßt sich in vorteilhafter Weise auch dadurch verhindern, daß an der Unterseite des Domes eine Anschlagsflächc 9 angeordnet wird. Ist die Anschlagsfläche als Scheibe ausgebildet, dann sind in ihrer Oberfläche radial verlaufende Vertiefungen eingearbeitet, welche mit dem Durchlaßkanal bzw. den Durchlaßkanälen in Verbindung stehen. Desgleichen können auch radial verlaufende Erhöhungen 10 so auf der Scheibe angebracht sein, daß sie dann den Anschlag bilden.The length of the base part can be dimensioned so that it exactly matches the thickness of the hard paper disk is equivalent to. It is advantageously made shorter measured. This prevents the mandrel from being pushed too far into the bore and the gases can no longer flow outwards. This can also be prevented in an advantageous manner that on A stop surface 9 is arranged on the underside of the dome. Is the stop surface as a disc formed, then radially extending recesses are incorporated in their surface, which with the Passage channel or passages are in communication. The same can also run radially Elevations 10 be attached to the disc that they then form the stop.

Folgende Dimensionierungen können für ein erfindungsgemäßes Überdruckventil gewählt werden: Die Bohrung in der Hartpapierscheibe besitzt einen Durchmesser von 3 mm. Die öffnung in der elastischen Membran einen Durchmesser von 1,4 mm. Die Gesamtlänge des Domes einschließlich der Anschlagsfläche beträgt 5,5 mm. Die Höhe des Oberteiles des Domes beträgt 2,5 mm und die Höhe des Sockelteiles 2,0 mm. Der Durchmesser des oberen Teiles liegt bei 2,8 mm und der äußerste Durchmesser des Sockelteiles bei 3,2 mm. Die Rillen in der Mantelfläche des Sockelteiles besitzen eine Tiefe von 0,2 mm. Die Erhöhungen auf dem Anschlagring sind 0,5 mm breit und erstrecken sich in radialer Richtung, wobei sie um 60° gegeneinander versetzt sind.The following dimensions can be selected for a pressure relief valve according to the invention: The The hole in the hard paper disc has a diameter of 3 mm. The opening in the elastic Diaphragm 1.4 mm in diameter. The total length of the dome including the stop surface is 5.5 mm. The height of the upper part of the dome is 2.5 mm and the height of the base part is 2.0 mm. The diameter of the upper part is 2.8 mm and the outermost diameter of the base part is 3.2 mm. The grooves in the outer surface of the base part have a depth of 0.2 mm. The increases on the Stop rings are 0.5 mm wide and extend in the radial direction, whereby they are at 60 ° against each other are offset.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Pressure relief valve for an electrical capacitor, in which the valve opening of an am Capacitor housing attached valve element is covered from elastic material, the valve element lip-shaped on a deformation of the capacitor housing or the cover plate and the lip lifts up in the case of excess pressure in the housing, according to the patent 15 64 673, characterized in that in a known manner via a bore (3) in the Capacitor housing or an elastic membrane (2) with an opening (4) in the end cover is attached, which has a smaller diameter than the bore (3), that in the bore a dome (5) is inserted, which has a larger diameter than the membrane opening (4) and through this protrudes through, and that between the lateral surface of the mandrel part inserted in the bore (3) and the inner boundary surface of the bore (3) one or more passage channels are provided.

2. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that a into the bore (3) stepped mandrel with different diameters is inserted that the base part (6) of the dome with larger diameter at most up to the applied elastic membrane (2) that the Upper part (7) of the dome with a smaller diameter penetrates the opening (4) of the membrane.

3. Pressure relief valve according to claim I or 2, characterized in that one or more longitudinal depressions in the lateral surface of the mandrel part located in the bore or of the Base part of the cathedral are located.

4. Pressure relief valve according to claim 2, characterized in that the lateral surface of the base part or of the mandrel part located in the bore has longitudinal ribs.

5. Pressure relief valve according to claim I, characterized in that one or more longitudinal recesses in the inner surface of the bore in the housing or in the cover plate are located.

6. Pressure relief valve according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that on a stop piece (9) is provided on the underside of the base part.

7. Pressure relief valve according to claim 5, characterized in that the stop piece is a disc is formed, in which there are radially extending depressions.

8. Pressure relief valve according to claim 5, characterized in that there is on the stop disc radial elevations (10) are located.