DE1925509A1 - Kondensatorabdeckung - Google Patents

Description

Dr. rer. ηαΐ. Horst Schüler PATENTANWALT

6Frankfurt/Main 1, den 19. Mai 1969 Niddastraße 52

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Kondensatorabdeckung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Kondensatorabdeckung, insbesondere zur Durchführung eines relativ weichen Anschlußstreifens oder Aufsatzes durch ein lecksicheres Material mittels eines in diesem Material in Längsrichtung angebrachten Schlitzes.

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Bei Elektrolytkondensatoren im besonderen treten zahlreiche schwierige Probleme auf, was die richtige Abdichtung der Kondensatorzuleitungen betrifft, die aus dem Kondensatorgehäuse, durch eine passende, darin angebrachte Abdeckung hindurch, zu einem äußeren Anschluß führen. Die Dichtungsprobleme sind aus zahlreichen Gründen, beispielsweise in Folge der veränderlichen, extremen Betriebstemperaturen und der Tatsache schwierig, daß die Abdeckung der elektrochemischen Einwirkung des in dem Kondensator befindlichen Elektrolyten ausgesetzt ist. Alle Durchführungen von Leitungen in der Kondensatorabdeckung bedürfen einer geeigneten Dichtung zwischen der Durchführung und

ψ der Abdeckung, damit ein Auslaufen des Elektrolyten und andere nachteilige Folgen vermieden werden. Eine Art dieser Leitungen besteht aus einem Kathodenanschluß, der mit einer Kathodenfolie in einem Kondensatorwickel üblicher Art verbunden ist. Dieser Kathodenanschluß besteht normalerweise aus einem sehr dünnen, weichen, folienartigen Material, beispielsweise aus einem 0,025 cm (0,010 inch) dicken Aluminiumstreifen. Der Kathodenanschluß führt entweder durch die Abdeckung hindurch oder um die Abdeckung herum, d. h. zwischen der Abdeckung und dem sie einschließenden Kondensatorgehäuse hindurch und erfaßt einen Befestigungsring oder Erdungsanschluß außerhalb des Kondensators. Infolge seiner zerbrechlichen Natur ist der Kathodenanschluß

. schwer durch geeignete Öffnungen in der Hülle hindurchzuführen, damit er mit einem äußeren Befestigungsring verbunden werden kann. Wird der Kathodenanschluß durch die Abdeckung hindurch oder um sie herum geführt, so bringt die anschließende Herstellung des Topfes und das Biegen der Dichtung für den empfindlichen Kathodenanschluß zahlreiche Klemm- und Dehnungsprobleme mit sich.

Die vorliegende Erfindung hat deshalb eine verbesserte Abdichtung eines Kathodenanschlusses in einer Kondensatorabdeckung zur Aufgabe.

Die Erfindung hat zusätzlich eine verbesserte Durchführung eines empfindlichen Kathodenanschlusses durch ein Dichtungsmaterial in der Abdeckung eines Kondensatortopfes zur Aufgabe.

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Die Erfindung hat weiterhin einen nichtgehärteten Elastomerteil einer Kondensatorabdeckung zur Aufgabe, der einen in Längsrichtung angebrachten Schlitz zur seitlichen Einbringung eines empfindlichen Kondensatoranschlusses mittels einer schneidenden Bewegung aufweist.

Die Erfindung hat weiterhin eine Form eines Kathodenanschlusses zur Aufgabe, die durch eine, in Richtung der Längsachse angebrachte Einlaßöffnung in einem Teil der Abdeckung hindurchführt, ehe sie zwischen der Abdeckung und dem Kondensatorgehäuse weiter verläuft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in der

Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Kondensatoraufbaus darstellt;

Fig. 2 ist eine Ansicht der Unterseite der Abdeckung der Fig. 1 entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine umgekehrte seitliche Ansicht der Abdeckung der Flg. 2 im Aufriß, bei der die obere Scheibe 18 der Fig. 1 weggelassen wurde.

Die vorliegende Erfindung betrifft in kurzen Worten in einer AusfUhrungsform die Abdeckung des Gehäuses eines -Elektrolyt-, kondensators, die'aus einer inneren und einer äußeren, relativ starren Scheibe und einer gewissen, dazwischenliegenden Menge bzw. aus einer Scheibe eines selbstabdichtenden oder durch Hitze abdichtbaren Materials besteht. Damit ein dünner,- empfindlicher Kathodenanschluß durch einen Teil dieser Abdeckung hindurchgeführt werden kann, weist die innere Scheibe eine Eingangsöffnung und das dazwischenliegende Dichtungsmaterial in Richtung der Längsachse einen Schlitz auf, der sich mit dieser Eingangsöffnung deckt. Der dünne, empfindliche Kathodenanschluß muß deshalb nicht durch das Dichtungsmaterial hindurcbgestochen, sondern kann durch den vorgesehenen Schlitz" mittels einer

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- 4 schneidenden Bewegung eingeführt werden.

Fig. 1 zeigt einen Kondensator 10, der ein Gehäuse 11 mit einem darin befindlichen Kondensatorwickel 12 aufweist. Der Kondensator 10 weist a'ußerdem eine Abdeckung 13 auf, durch die bei- * spielsweise vier Kondensatorleitungen 14 hindurchführen* von denen zwei nicht gezeigt sind. Ein Kathodenanschluß 15 führt vom Wickel 12 durch einen Teil der Abdeckung 13 hindurch und stellt den Kontakt mit einem äußeren Befestigungsring oder einem Erdungsanschluß 16 her.

Die Abdeckung 13 besteht aus einem Paar elektrisch isolierender Scheiben 17 und 18, die als innere und äußere oder obere und untere_; starre^tragende Teile bezeichnet werden. Die starren Scheiben 17 und 18 umschließen, allgemein in konzentrischer Anordnung, einen anderen scheibenförmigen Teil bzw. eine Schicht 19 aus einem Dichtungsmaterial, wie z. B. aus einem elektrisch isolierenden, in der Hitze abdichtenden Material oder aus einem ungehärteten Elastomeren. Wie Fig. 1 zeigt, ruht die Abdeckung 13 auf einem schuiferförmigen Teil 20 des Gehäuses 10 auf, wobei um den äußeren Rand der Abdeckung ein lippenförmiger Teil 21 ausgebildet ist. Während der Ausbildung des lippenförmigen Teils 21 wird die Abdeckung 13 zwischen der Lippe und der Schulter 20 auf die Weise zusammengepreßt, daß das Material des Teils 19, das vorzugsweise eine klebrige Konsistenz aufweist, zusammengepreßt und nach außen gedrückt wird und dadurch das Gehäuse 11 erfaßt und abdichtet. Gleichzeitig wird das Teil 19 so zusammengepreßt, daß es sich um die hindurchführenden Leitungen 19 zusammenzieht und dadurch zwischen den Leitungen und der Abdeckung 13 eine Abdichtung ergibt.

In vielen Fällen ist die Verwendung eines Kathodenanschlusses in Form eines dünnen Aluminiumbandes vorteilhaft. Diese Kathodenform ist besonders vorteilhaft, wenn der Kathodenanschluß während des Wickeins des Kondensatorwickels 12 eingeführt wird und es im allgemeinen ungewiß ist, wo sich der Kathodenanschluß 15 in Bezug auf die Anodenleitungen 14 zum Zwecke der

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richtigen Durchführung durch die vorgesehenen Öffnungen schließlich genau befindet. Deshalb ist ein sehr dünner Kathodenanschluß zweckmäßig, damit dieser, innerhalb gewisser Grenzen, an der-Außenseite des Wickels 12 beweglich ist und mit den Zuleitungen 14 auf die gewünschte Weise abgeglichen werden kann. Beispielsweise kann der Kathodenanschluß 15 aus einem sehr dünnen Streifen einer Aluminiumfolie von etwa 0,025 cm Dicke (0,010 inch) bestehen. Der Anschluß 15 befindet sich gewöhnlich innerhalb des Wickels 12, in Kontakt mit der darin befindlichen Kathodenfolie, in der Nähe der äußeren Kante des Wickels und geht vom Boden des Wickels aus. Der Anschluß 15 wird anschließend am Boden des Wickels 12 um dessen Kanten herumgebogen, damit er entlang des Wickels zu liegen kommt und nach oben, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, durch die Abdeckung 13 hindurchführt. Wie bereits oben ausgeführt wurde, muß die Abdeckung 13 einen Elektrolyt innerhalb des Gehäuses 11 abdichten und gleichzeitig die Durchführung der Kondensatorleitungen erleichtern. Was die Leitungen 14 anlangt, sind sie von einer relativen Starrheit, da sie einmal aus Aluminium von etwa 0,05 cm (0,020 inch) Dicke und zweitens mit einem Aluminiumoxidfilm überzogen sind, der ihre strukturelle Steifheit erhöht. Diese Leitungen 14 können deshalb sehr leicht durch die vorgesehenen Öffnungen in den inneren und äußeren Versteifungsscheiben und die passenden Schlitze, in dem dazwischenliegenden Dichtungsmaterial hindurchgeführt werden.

Die Abdeckung 13 wird mit Hilfe der Fig. 2 näher beschrieben. Fig. 2 zeigt die innere der relativ steifen, nicht leitenden Scheiben, gesehen entlang den Linien 2-2 der Fig. 1. Die Scheibe 17 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus nichtleitendem Material, beispielsweise aus einem Kunstharz oder einem Phenolharz. Diese Scheibe 17 weist vier, im gleichen Abstand voneinander vorgesehene und geometrisch angeordnete Öffnungen auf, die leicht mit den Anodenleitungen zur Deckung gebracht werden können. Die Scheibe 17 weist ebenfalls in Richtung der Längsachse eine Öffnung 24 mit einer Weite von etwa 0,1 cm (0,040 inch) auf, die sich vom äußeren

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Rand der Scheibe 17 nach innen etwas über die Mittellinie hinaus ■erstreckt. Unmittelbar hinter der Scheibe 17 der Fig. 2 befindet sich das Dichtungsmaterial 19. Das Teil 19 weist Schlitze 25 auf, die sich mit den Öffnungen 23 und der längsaxialen Öffnung 24 decken. Diese Schlitze stellen einen Einschnitt durch das Dichtungsmaterial dar und weisen vorzugsweise die gleichen Maße (coextensive) wie die Durchgangsöffnungen in dem Teil 17 auf. Die Schlitze 25 stellen vorzugsweise, im Gegensatz zu einer Durchgangsöffnung, einen Einschnitt dar, bei dem nur wenig, wenn überhaupt, Material entfernt wird.

Fig. 3 zeigt eine Kombination einer Scheibe 17 aus Phenolharz und des Abdichtungsteils 19. In der Praxis wird das Dichtungsmaterial 19 beispielsweise auf übliche Weise mit der Scheibe verbunden und kann deshalb die Form eines Überzuges oder einer darauf befindlichen Schicht aufweisen. Beispielsweise kann das Teil 19 aus schwarzem ungehärteten Gummi bestehen, der an die Scheibe 17 gebunden ist, die aus einer Phenolharzverbindung besteht. Zum Zwecke der leichteren Herstellung und damit vermieden wird, daß der ungehärtete Gummi an den entsprechenden ungehärteten Gummi anderer Abdeckungen anklebt, wird, wenn die Abdekkungsteile zum Zwecke der Versendung locker verpackt werden, ein dünner Film, z. B. aus Polyäthylen, in der Größenordnung von 0,015 cm (0,005 inch), dazu verwendet, die freiliegende Fläche des Teiles 19 abzudecken. Eine solche Filmschicht ist als Teil 26 der Fig. 3 gezeigt.

Die Dichtungseigenschaften des Dichtungsmaterials 19 sind von einer Art, daß bei der Herstellung der Schlitze am besten keine wesentlichen Materialmengen verlorengehen. Dies gewährleistet ein sehr enges Anliegen der Leitungen 14 und des Dichtungsmaterials und verhindert gleichzeitig nicht die relativ leichte Einführung der Leitungen 14 durch das Dichtungsmaterial. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung hat sich gezeigt, daß der Kathodenanschluß 15 in seinen Schlitz im Dichtungsmaterial , vor allem mittels einer Rakel- oder Schneidebewegung, leicht eingeführt werden kann.

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Nach einer Ausführungsforra der vorliegenden Erfindung wird der Kondensatorwickel 12 gleichzeitig unter Hinzufügung des Kathodenanschlusses des Kondensators 15 hergestellt. Anschließend wird die Abdeckung der Fig. 2 auf die Anodenleitungen 34 gelegt, bis die Leitungen 14 durch die Durchgangsöffnungen in der Scheibe hindurchreichen und das Teil 19 berühren. Jetzt wird ein längerer Kathodenanschluß 15 teilweise in seinen Schlitz in dem Teil eingeführt und mittels einer Schneidebewegung in Richtung der Achse, die Abdeckung an den Wickel 12 gebracht. Nachdem der Wickel an der Abdeckung der Fig. 3 befestigt ist, wird der Kondensatorwickel in das Gehäuse eingegeben und die äußere Scheibe 18 und der Halterungsring 16 an ihren angegebenen Steilen befestigt. Bei dieser Art der Anordnung erstreckt sich der Anschluß 15 nahezu vertikal nach oben durch die Scheiben und 19 hindurch. Nach Durchführung durch das Teil 19 wird der Anschluß 15 umgebogen, damit er zwischen den Teilen 18 und 19 und parallel mit ihnen verläuft. Der Anschluß 15 verläuft anschließend horizontal zum Gehäuse 11, wo er um den äußeren Rand bzw. die Kante des Teiles 18 herumgebogen wird, so daß er unter dem ringförmigen Teil eines Halterungsringes 16 zu liegen kommt. Gewöhnlich wird der Anschluß 15 auf sich selbst unter den Halterungsring 16 gebogen und daran mittels Schweißens, Nietens oder auf andere Weise befestigt, so daß eine gute elektrische Verbindung hergestellt wird. Anschließend wird der Kondensatortopf 11 einer Walz- oder Verformungswirkung unterworfen, so daß der lippenförmige Teil 21 ausgebildet wird. Während des WaIzvorgaltigs werden die Scheiben 17 und 18 umgebogen oder auf eine andere Weise derart zusammengedrückt, daß sich das Dichtungsmaterial des Teiles 19 teilweise nach außen ausdehnt, das Gehäuse erfaßt und abdichtet und sich gleichzeitig um die Leitungen 14 und den kathodenanschluß 15 zusammenzieht und eine passende Dichtung ergibt.

Beim Zusammenbauen kann das Teil 19 erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, damit sich die benachbarten Kanten der Schlitze leichter aneinanderlegen und um die Leitungen 14 und den Anschluß 15 eine Dichtung bilden. Es hat sich beispiels-

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weise gezeigt, daß Proben des Dichtungsmaterials 19 aus ungehärtetem Gummi nach einer Wärmebehandlung ausgezeichnete Bindung in den Schlitzen zeigten.

Die Anbringung des Kathodenanschlusses 15 auf die erfindungsgemäße, in Fig. 1 gezeigte Weise, bringt zahlreiche Vorteile mit sich, insbesondere muß der Kathodenanschluß 15 nicht mehr durch ein weiches, elastisches Material hindurchgestochen werden, das verglichen mit der Stärke des Materials, aus dem der Anschluß besteht, gute Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Eindringen aufweist. Außerdem wird in der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines sehr dünnen Aluminiumanschlusses anstelle eines wesentlich dickeren und starreren Anschlusses vorgeschlagen, der nicht nur schwieriger in den Kondensatorwickel paßt, sondern sich auch beim Durchführen durch die Abdeckung weniger gut ausrichten läßt. Ein weiteres, mit den bisher üblichen Kathodenanschlüssen verbundenes Problem, ist ihre, zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung zum Gehäuse benachbarte Lage. Diese Art der Anordnung bringt an dem schulterförmigen Teil 20 bei der Ausbildung des schulterförmigen Teils ein Dehnungsproblem mit sich, was oft zu einer Loslösung des Anschlusses führt. Außerdem wird durch das Walzen der Kante der Anschluß zwischen der Schulter und dem Boden des Kondensators gedehnt, was zum Bruch führen kann.

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Claims (1)

1. •PATENTANSPRÜCHE

   Λ
   Iy Kondensatorabdeckung, gekennzeichnet durch

   a) ein starres, scheibenförmiges Teil aus einem elektrisch nichtleitenden Material;

   b) eine damit in Berührung stehende, konzentrische Scheibe aus einem weichen Dichtungsmaterial und dadurch daß

   c) diese konzentrische Scheibe in Richtung der Längsachse einen Schlitz aufweist, der sich teilweise nach innen erstreckt und so ausgebildet ist, daß er in sich einen Kathodenanschluß aufnehmen kann.

   2. Kondensatorabdeckung nach Anspruch 1, dadurch

   g e k e η η ze i c h η e t , daß das Dichtungsmaterial aus einem weichen, ungehärteten Elastomeren besteht.

   3. Kondensatorabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtungsmaterial aus Naturgummi besteht.

   4. Kondensatorabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der starre Teil in sich eine Öffnung aufweist, die sich mit dem Schlitz deckt.

   5. Kondensatorabdeckung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das starre Teil und das Dichtungsteil weitere Öffnungen und Schlitze aufweist, die miteinander in Deckung sind.

   6. Kondensatorabedeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Dichtungsmaterial zum Zwecke des Schutzes eine dünne Folie aufgebracht ist.

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   .7. Kondensatorabdeckung nach Anspruch 5, dadurch gekennze ichnet , daß eine zweite starre Scheibe konzentrisch zur ersten starren Scheibe angeordnet ist und den Schlitz abdeckt.

   8. Elektrolytkondensator, bestehend aus

   a) einem becherförmigen Topf;

   b) einem Kondensatorwickel innerhalb dieses Topfes;

   c) einer Abdeckung innerhalb dieses Topfes, die diesen abdichtet und

   d) eine Sandwich-Bauweise aufweist,

   gekennzeichnet durch

   e) innere und äußere, starre, konzentrische, elektrisch isolierende Teile; ■ .

   f) eine dazwischenliegende Schicht aus einem ungehärteten Elastomermaterial;

   g) Durchgangsöffnungen in diesen inneren und äußeren Teilen, die sich gegenseitig decken und durch die die Leitungen der Kondensatoranode hindurchführen und dadurch

   h) daß das innere dieser Teile und die dazwischenliegende Schicht, in Längsrichtung, sich miteinander deckende Schlitze aufweisen;

   i) ein folienartiger Kathodenanschluß vom Wicklungsteil des Kondensators durch diese Schlitze hindurchführt und unter und parallel zu dem äußeren Teil, zwischen der Abdeckung und dem Topf verläuft und daß

   k) dieser Topf umgebogen wird, so daß der innere und äußere Teil gegeneinander gepreßt werden und dadurch das Elastomer die Leitungen und den Topf dicht abschließend verbindet.

   9. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Schlitz vom äußeren Rand des Elastomeren und des äußeren Teils senkrecht zu und über eine Mittellinie des äußeren Teils und des

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   ■ - li -

   Elastomeren hinaus erstreckt.

   It). Verfahren zur Anordnung des Kondensators nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Anodenleitungen des Kondensatorwickels an die untere Scheibe angelegt werden, so daß die Anodenleitungen in die Durchgangsöffnungen hineinragen;

   b) mittels einer Schnöidebewegung der Kathodenanschluß am Ende des in Längsrichtung angebrachten Schlitzes eingeführt wird;

   *c) die äußere starre Scheibe an die Leitungen und die Elastomerschicht angebracht wird, wobei der Kathodenanschluß hierzu parallel liegt und dazwischengepreßt wird;

   d) diese Abdeckung und der Wicklungsteil in einen Topf eingebracht wird und

   e) der Topf gegenüber der Abdeckung durch einen V/alzvorgang lippenförmig ausgebildet wird, so daß das Elastomer mit den Leitungen, dem Kathodenanschluß und dem Topf in dichtabschließende Verbindung gebracht wird.

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   AK

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