ELECTRIC CAPACITOR

Abstract: 1. An electrical capacitor which is installed in metallic housing (1) so as to be impervious to gas and moisture and which is sealed by a cover (3) which is bonded to the housing by adhesive or is soldered thereto, characterised in that the cover (3) consists of a glass fibre reinforced epoxy resin, that the thermal linear expansion coefficient of the cover (3) is adapted to the material of the housing, and that the cover (3) is held between two upset ribs (2, 4) arranged in the housing.

Description: Elektrischer Kondensator Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator, der gas- und feuchtedicht in ein metallisches Gehäuse eingebaut ist, das durch einen mit dem Gehäuse verklebten Deckel verschlossen ist. Aus der DE-OS 28 25 459 ist ein elektrischer Kondensator bekannt, bei dem der mit dem Gehäuse durch einen Falz verbundene metallische Deckel mittels eines Klebstoffes abgedichtet ist. Diese Lösung weist jedoch nicht die erforderliche Gas- und Feuchtedichtigkeit auf. Unter gasdicht werden hierbei Kondensatorengehäuse verstanden, deren Leckraten < i06 Fa. l/s betragen. Eine aus- reichende Dichtheit gegenüber Luftfeuchtigkeit wird mit einer Klima-Zeitkonstante > 5 Jahre erreicht. Weitere Anforderungen sind ebenso gas- und feuchtedichte elektrische Durchführungen durch das Kondensatorgehäuse für die aktiven Anschlüsse und eine ausreichend eleastische Ausbildung des Deckels, um die Funktion einer druckabhängigen Äbreisssicherung zu ermöglichen. Gas- und feuchtedichte Kondensatorengehäuse werden derzeit durch Verwendung von lötfähigen Metallgehäusen in Verbindung mit z.B. verlöteten Keramik- bzw. Glasdurchführungen erreicht. Diese Ausführungsformen sind jedoch relativ teuer und eignen sich nicht für das Anbringen einer druckabhängigen Abreisssicherung. Eine ausreichende Diffusionsfestigkeit gegenüber Luftfeuchtigkeit kann z.B. auch durch EpoxidharzverguB- massen erzielt werden. Es sind Hybrid-Konzepte bekannt, bei denen Aluminiumrohre als Kondensatorgehäuse verwendet werden, wobei diese Rohre nach Einbau des Kondensators stirnseitig mit Epoxidharz vergossen sind. Dadurch entsteht eine Hüllwanddicke, die eine ausreichende Klima-Zeitkonstante zur Folge hat. Bei diesen Lösungsvarianten tritt aber das Problem auf, dass die elektrischen Durchführungen für die aktiven Anschlusselemente des Kondensators nicht genügend diffusionsfest sind. Auch Abreisssicherungen lassen sich bei dieser Ausführung nicht realisieren. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Kondensator anzugeben, der gas- und feuchtedicht in ein metallisches Gehäuse eingebaut ist, der preisgünstig herzustellen ist und bei dem sowohl die Durchführungen gas- und feuchtedicht sind, als auch eine zuverlässig funktionierende druckabhängige Abreisssicherung ange .bracht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Deckel aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz besteht, dass der thermische lineare Ausdehnungskoeffizient des Deckels an den Gehäusewerkstoffangepasst ist, und dass der Deckel zwischen zwei im Gehäuse angeordneten gestauchten Sicken gehalten ist. Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus Aluminium und der Deckel weist ein Glas/Harzverhältnis von 70:30 bis 50:50 auf. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Deckel auf seiner AuBen- und/oder Innenseite eine Kupferplattierung aufweist, in der ggf. Lötstützpunkte mit vorzugsweise verengten Abschnitten angeordnet sind. Die Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der dazugehörenden Zeichnung zeigen Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Konden satorgehäuses, Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt der Fig. 1 und Fig. 3 eine Draufsicht auf den Deckel. In der Fig. 1 ist in teilweise geschnittener Ansicht ein metallisches Gehäuse 1 dargestellt, das durch einen Deckel 3 verschlossen ist, der zwischen zwei gestauchten Sicken 2, 4 gehaltert ist. Das Kondensatorgehäuse 1 besteht vorzugsweise aus einem fliessgepressten Aluminiumbecher. Dieser Becher 1 wird mit einer ersten gestauchten Sicke 2 versehen, auf die der Deckel 3 aufgesetzt wird. Vor Aufsetzen des Deckels 3 ist dieser in seinen Randbereichen umlaufend mit einem Kleber versehen. Die zweite gestauchte Sicke 4 bindet nun den Deckel 3 in Verbindung mit dem Kleber stoff- und formschlüssig in das Kondensatorgehäuse ein. Der Deckel 3 besteht aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz, wobei das Glas/Harz-Verhältnis vorzugsweise 70:30 bis 50:50 beträgt. Auf der Oberseite des Deckels 3 ist eine Kupferplattierung 7 angeordnet, die mindestens einen Randstreifen von 5 mm bedeckt. Als Klebstoff können alle bekannten Zweikomponenten- und Einkomponenten-Kleber verwendet werden, soweit sie eine ausreichende mechanische und thermische Stabilitat, sowie kleine Diffusionskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise eignen sich anaerobe Einkomponentenkleber und Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis. Wesentlich ist, dass der thermische lineare Ausdehnungskoeffizient des Deckels 3 an den Gehäusewerkstoff angepasst ist. Die Anpassung geschieht dabei durch Änderung des Glas/Harz-Verhältnisses des Deckels 3, wobei eine Anpassung bis auf ca. 5 % maximale Abweichung erreicht werden kann. Dadurch sind Undichtigkeiten auch bei Temperaturwechselbeanspruchungen des Kondensatorgehäuses nicht zu erwarten. In Fig. 2 ist ein vergrösserter Abschnitt gemäss II der Fig. 1 dargestellt, aus dem hervorgeht, wie der Deckel 3 mittels des Klebstoffes 8 und der gestauchten Sicken 2 und 4 gas- und feuchtedicht mit dem Kondensatorengehäuse verbunden ist. Anstelle des Klebstoffes 8 kann auch ein Lot treten, wenn das Kondensatorengehäuse aus einem lötbaren Material, wie z.B. Messing, besteht. In der Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Deckel 3 mit der Kupferplattierung 7 dargestellt. In der Kupferplattierung sind mittels eines Photo-Ätzverfahrens.Lötstütz- Punkte 5 erzeugt, die mit verengten Abschnitten 6 versehen sind. Hierdurch lässt sich ein Stromsicherungseffekt erzielen (z.B. Nachbildung einer 30 A NH-Sicherungscharakteristik). Ferner lässt sich ein geometrisch von der Anschlussleitungs-Durchführung getrennter Schweiss Lötstützpunkte herstellen, z.B. für die Bandleitung eines externen Sicherungselementes. Die kupferplattierte Dicht scheibe 3 ist im Vergleich zu anderen Materialien relativ elastisch, so dass bei konstantem Innendruck eine relativ höhere Auswölbung möglich ist. Dadurch wird eine Überdruckabreisssicherung mit sehr guter Ansprechempfindlichkeit realisierbar. Versuche im Zusammenhang mit dem Test einer Abreiss- sicherung zeigten sehr geringe Streuungen des Ansprechdrucks von 4 0,5 bar. Die Berstbelastbarkeit der Dichtscheibe 3 und der Einspannstelle im Becher wurden geprüft, wobei die Dichtscheibe 3 bis zu einem Überdruck ffi 4 bar dicht war. Eine Leckratenbestimmung mit He als Prüfgas ergab Werte < 0,2 . 10 6 Pa. l/s (Messgrenze des Massenspektrometers). Feuchtediffusions-Versuche (Raumtemperatur bzw. 50 C/100% relative Feuchte) über 2500 Stunden ergaben keine messtechnisch nachweisbare Einfeuchtung des Prüflings. Die genannten Versuche wurden mit einem Aluminiumgehäuse (Wandstärke 0,8 mm) einem glasfaserverstärktem Epoxidharzdeckel mit einem Glas/Harz-Verhältnis von 65:35 und einer Stärke von 1,5 mm sowie einer Kupferplattierung der Stärke von 70 mm durchgeführt, wobei als Klebstoff ein -2-Komponentenkleber mit Epoxidharz-Basis verwendet wurde. 5 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Elektrischer Kondensator, der gas- und feuchtedicht in ein metallisches Gehäuse eingebaut ist, das durch einen mit dem Gehäuse verklebten oder verlöteten Deckel verschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Deckel (3) aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz besteht, dass der thermische lineare Ausdehnungskoeffizient des Deckels (3) an den Gehäusewerkstoff angepasst ist und dass der Deckel (3) zwischen zwei im Gehäuse angeordneten gestauchten Sicken (2, 4) gehaltert ist. 2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuse (1) aus Aluminium besteht und dass der Deckel (3) in Glas/Harz-Verhältnis von 70:30 bis 50:50 aufweist. 3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Deckel (3) auf seiner Aussenseite und/oder Innenseite eine Kupferplattierung (7) aufweist. 4. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Kupferplattierung (7) Lötstützpunkte (5) angeordnet sind. 5. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lötstiitzpunkte (5) verengte Abschnitte (6) aufweisen.

Inventors: VETTER, HARALD, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H01G1
IPC codes: H01G2, H01G9, H01G4