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Dokumentenidentifikation DE102006012189A1 20.09.2007
Titel Kondensator mit einem Widerstandselement
Anmelder EPCOS AG, 81669 München, DE
Erfinder Michel, Hartmut, Dr., 89520 Heidenheim, DE;
Staib, Bernd, 89428 Syrgenstein, DE;
Goesmann, Hubertus, 89564 Nattheim, DE;
Erhardt, Werner, 89177 Ballendorf, DE;
Nowak, Stefan, 73540 Heubach, DE
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 16.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006012189
Offenlegungstag 20.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse H01G 4/40(2006.01)A, F, I, 20060316, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01G 9/28(2006.01)A, L, I, 20060316, B, H, DE   H01G 2/14(2006.01)A, L, I, 20060316, B, H, DE   H01G 4/32(2006.01)A, L, I, 20060316, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird ein Kondensator mit einem Gehäusebecher (1), einem Deckel (2) und einem integrierten Widerstandselement angegeben, das zwischen dem Deckel (2) und dem Gehäusebecher (1) angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ein Kondensator mit einem Kondensatorwickel (5) angegeben. Der Kondensatorwickel (5) ist im Gehäusebecher (1) angeordnet. Im Kondensatorwickel (5) ist ein Kernrohr (6) angeordnet. Zwischen dem Gehäusebecher (1) und dem Deckel (2) ist ein Zwischenelement angeordnet. Zumindest ein zwischen dem Deckel (2) und dem Gehäusebecher (1) angeordnetes Element, ausgewählt aus dem Kernrohr (6) und dem Zwischenelement, ist elektrisch leitfähig.

Beschreibung[de]

Kondensatoren mit einem parallel geschalteten Symmetrierwiderstand sind z. B. aus der Druckschrift DE 103 37 041 A1 bekannt.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Kondensator mit einem vorteilhaft angeordneten Widerstandselement anzugeben.

Es wird ein Kondensator mit einem Gehäusebecher, einem Deckel und einem integrierten Widerstandselement angegeben, das zwischen dem Deckel und dem Gehäusebecher angeordnet ist.

Die Anordnung, die den Kondensator und das in seinem Inneren integrierte Widerstandselement umfasst, zeichnet sich durch eine besonders kompakte Ausführung aus.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird ein Kondensator mit einem Kondensatorwickel angegeben. Der Kondensatorwickel ist im Gehäusebecher angeordnet. Im Kondensatorwickel ist ein Kernrohr angeordnet. Zwischen dem Gehäusebecher und dem Deckel ist ein zur Abdichtung eines zwischen dem Gehäusebecher und dem Deckel angeordneten Zwischenraums vorgesehenes Zwischenelement angeordnet. Zumindest ein zwischen dem Deckel und dem Gehäusebecher angeordnetes Element, ausgewählt aus dem Kernrohr und dem Zwischenelement, ist elektrisch leitfähig und bildet jeweils zumindest einen Teil des Widerstandselements.

Der Widerstand des Widerstandelement ist niedriger als ein unvermeidlicher Leckwiderstand des Kondensators. Der Widerstandswert des Widerstandselements liegt vorzugsweise zwischen 50 Ohm und 1000 Ohm.

In einer ersten vorteilhaften Variante ist das Zwischenelement elektrisch leitfähig und das Widerstandselement. In einer zweiten vorteilhaften Variante ist das Kernrohr elektrisch leitfähig und bildet das Widerstandselement. Auch ist es möglich, dass sowohl das Zwischenelement als auch das Kernrohr elektrisch leitfähig sind, wobei sie parallel geschaltete Teilwiderstände des Widerstandselement bilden.

Zwischen dem Deckel und dem Gehäusebecher ist also ein Widerstandselement angeordnet ist, das aus dem Kernrohr und dem Zwischenelement ausgewählt ist. Das Widerstandselement berührt vorzugsweise den Deckel und den Gehäusebecher.

Das Widerstandselement ist zum Schutz des Kondensators vor Überspannungen vorgesehen.

Das Zwischenelement umfasst vorzugsweise einen elektrisch leitfähigen ersten Dichtungsring, der zwischen einer Bördelung des Gehäusebechers und dem Deckel angeordnet ist. Das Zwischenelement kann einen elektrisch leitfähigen zweiten Dichtungsring aufweisen, der zwischen der Seitenwand des Gehäusebechers und dem Deckel angeordnet ist. Der erste und zweite Dichtungsring sind in einer Variante separat ausgebildet. Der erste und zweite Dichtungsring sind in einer weiteren Variante in einem Stück ausgebildet.

Der Gehäusebecher weist vorzugsweise einen ersten Zapfen auf, der in den Innenraum des Kernrohrs greift und dabei das Kernrohr berührt. Der Deckel weist vorzugsweise einen zweiten Zapfen auf, der in den Innenraum des Kernrohrs von oben greift und dabei das Kernrohr berührt. Solche Zapfen können z. B. durch eine Prägung des Gehäusebechers und/oder des Deckels hergestellt werden.

Der angegebene Kondensator kann in einem Kondensatormodul eingesetzt werden, das mehrere solche Kondensatoren umfasst, die auf einem gemeinsamen Träger befestigt und in einem gemeinsamen Außengehäuse angeordnet sind. Die Kondensatoren sind vorzugsweise in Reihe geschaltet, wobei jeder Kondensator mit einem eigenen, parallel zu ihm geschalteten Symmetiermodul versehen ist. Die Kondensatoren können auch parallel zueinander verschaltet sein.

Zwei Kondensatoren sind miteinander vorzugsweise mittels eines elektrischen Verbindungselements elektrisch verbunden. Das Verbindungselement ist vorzugsweise streifenförmig und kann z. B. aus einem Al-Blech gefertigt sein. Das Verbindungselement kann auch als eine Stromschiene ausgebildet sein. Das Verbindungselement ist vorzugsweise direkt mit einem elektrischen Anschluss des jeweiligen Kondensators verschweißt.

Der Gehäusebecher kann aus einem Material gefertigt sein, das einen hohen Anteil von z. B. ca. 99,5% Aluminium enthält. Der Deckel ist vorzugsweise auch aus einem solchen Material gefertigt.

Das Widerstandselement kann einen Kunststoff als Grundstoff aufweisen, der mit elektrisch leitenden Partikeln angereichert ist. Der Grundstoff ist vorzugsweise elektrisch nicht leitfähig. Beispielsweise kann ein Kunststoff mit Metallstaub, Karbonpartikeln oder Ruß gefüllt sein. Somit kann ein elektrisch isolierender Grundstoff leitfähig gemacht werden.

Als Grundstoff für die Dichtungsringe ist z. B. ein gummiartiger, leicht verformbarer Kunststoff geeignet. Als Grundstoff für das Kernrohr ist z. B. Polypropylen geeignet.

Die Beschaffenheit und insbesondere die Leitfähigkeit des Materials sowie die Dimensionierung des Widerstandselements ist so gewählt, dass durch dieses Element bei Überlastung des Kondensators ein vorgegebener Symmetrierstrom fließen kann.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele anhand von einer schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figur erläutert.

1 zeigt im Querschnitt einen Kondensator mit einem Kondensatorwickel.

1 zeigt den eines Kondensators, der einen Kondensatorwickel 5, einen Gehäusebecher 1 und einen Deckel 2 aufweist. Der Kondensatorwickel 5 ist im Gehäusebecher 1 angeordnet.

Der Kondensator kann z. B. ein Doppelschichtkondensator sein. Der Kondensator kann auch ein Elektrolytkondensator sein, wobei im Gehäusebecher eine Elektrolytflüssigkeit enthalten ist.

Der Kondensatorwickel 5 umfasst zwei ineinander gewickelte, in der Figur nicht gezeigte Elektrodenschichten, welche durch eine Trennschicht elektrisch voneinander isoliert sind. Die Elektrodenschichten sind an einen ersten und zweiten Kondensatoranschluss angeschlossen. Der Deckel 2 ist als erster Kondensatoranschluss vorgesehen. Der Gehäusebecher 1, insbesondere der Boden des Gehäusebechers, kann als zweiter Kondensatoranschluss dienen. Der Deckel 2 ist vorzugsweise mit der ersten Elektrodenschicht und der Gehäusebecher 1 mit der zweiten Elektrodenschicht elektrisch verbunden.

Der Deckel 2 weist einen Zapfen 25 auf, der in den Innenraum des Kernrohrs 6 greift und die Lage des oberen Teils des Kernrohrs 6 fixiert. Der Gehäusebecher 1 weist einen Zapfen 15 auf, der in den Innenraum des Kernrohrs 6 greift und die Lage des unteren Teils des Kernrohrs 6 fixiert. Im Falle eines elektrisch leitfähigen Kernrohrs 6 kontaktieren die Zapfen 15, 25 das Kernrohr 6 elektrisch. Das Kernrohr 6 definiert dabei den Widerstand zwischen dem Deckel 2 und dem Gehäusebecher 1, also zwischen den elektrischen Anschlüssen des Kondensators. Das Kernrohr 6 bildet zumindest einen Teil des Widerstandselements, das parallel zum Kondensatorwickel geschaltet ist.

Der Deckel 2 ist in der gezeigten Variante vom erhöhten Bördelrand 11 des Gehäuses 1 vermittels eines Dichtungsrings 12 und von der Seitenfläche des Gehäuses vermittels eines Isolierrings 13 elektrisch isoliert. Der Dichtungsring ist vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen elastisch verformbaren Material. Der Isolierring kann auch aus einem solchen Material gebildet sein. Der Dichtungsring 12 und/oder Isolierring 13 kann elektrisch leitfähig sein und damit ein Widerstandselement bilden, das zwischen dem Deckel 2 und dem Gehäusebecher 1 und folglich parallel zum Kondensatorwickel 5 geschaltet ist.

In einer Variante ist es möglich, dass sowohl das Kernrohr 6 als auch zumindest einer der Ringe, ausgewählt aus dem Isolierring 12 und dem Dichtungsring 13, elektrisch leitfähig sind und jeweils einen Teil des Widerstandselements bilden.

Der Widerstandswert des Widerstandselements, ausgewählt aus dem Kernrohr 6, dem Dichtungsring 12 und dem Isolierring 13, kann je nach Variante aus den folgenden Bereichen ausgewählt sein: 1) 50 Ohm bis 10 kOhm; 2) 50 Ohm bis 1 kOhm; 3) 50 Ohm bis 500 Ohm.

Die geometrische Ausgestaltung des Kondensators ist nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt.

1
Gehäusebecher
11
Bördelrand des Gehäusebechers 1
12
Dichtungsring
13
Isolierring
15
bodenseitiger Zapfen zur Kontaktierung des Kondensatorwickels
2
Deckel
25
deckelseitiger Zapfen zur Kontaktierung des Kondensatorwickels
5
Kondensatorwickel
6
Kernrohr


Anspruch[de]
Kondensator

– mit einem Gehäusebecher (1), einem Deckel (2) und einem integrierten Widerstandselement, das zwischen dem Deckel (2) und dem Gehäusebecher (1) angeordnet ist.
Kondensator nach Anspruch 1,

– mit einem im Gehäusebecher (1) angeordneten Kondensatorwickel (5), in dem ein Kernrohr (6) angeordnet ist, das elektrisch leitfähig ist und zumindest einen Teils des Widerstandselements bildet.
Kondensator nach Anspruch 1 oder 2,

– mit einem zur Abdichtung eines zwischen dem Gehäusebecher (1) und dem Deckel (2) angeordneten Zwischenraums vorgesehenen Zwischenelement, das elektrisch leitfähig ist und zumindest einen Teils des Widerstandselements bildet.
Kondensator nach Anspruch 3,

– wobei das Zwischenelement einen elektrisch leitfähigen ersten Dichtungsring (12) umfasst, der zwischen einer Bördelung des Gehäusebechers (1) und dem Deckel (2) angeordnet ist.
Kondensator nach Anspruch 3 oder 4,

– wobei das Zwischenelement einen elektrisch leitfähigen zweiten Dichtungsring (13) umfasst, der zwischen der Seitenwand des Gehäusebechers (1) und dem Deckel (2) angeordnet ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

– wobei der Gehäusebecher (1) einen ersten Zapfen (15) und der Deckel (2) einen zweiten Zapfen (25) aufweist,

– wobei der erste und der zweite Zapfen (15, 25) jeweils in den Innenraum des Kernrohrs (6) greifen und das Kernrohr (6) berühren.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

– wobei das Widerstandselement einen Widerstandswert aufweist, der zwischen 50 Ohm und 10 kOhm liegt.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

– wobei das Widerstandselement einen Kunststoff als Grundstoff aufweist, der mit leitenden Partikeln angereichert ist.
Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

– wobei das Widerstandselement einen Widerstandswert aufweist, der zwischen 50 Ohm und 1 kOhm liegt.






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