DE102021110439B4 - Electric capacitor - Google Patents

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Abstract

Elektrischer Kondensator mit einem Kondensatorbecher, bestehend aus einem Bechermantel (1) und einem Becherboden (2), wobei der Becherboden (2) bei über einem Sollwert ansteigendem Innendruck einer Verformung unterliegt, welche mit einer Sensorik erfassbar ist und hierfür die Sensorik mit einer Bodenaußenseite des Becherbodens (2) in Wirkverbindung gelangt,dadurch gekennzeichnet, dassdie Sensorik als plattenförmige Schalteinrichtung ausgebildet und beabstandet von der Bodenaußenseite angeordnet sowie mit dem Kondensatorbecher verbindbar ist,die plattenförmige Schalteinrichtung aus einem elektrisch isolierenden Substrat (4) besteht, auf dem sich mehrere elektrische Leiterzüge (5; 10) befinden, die zu elektrischen Anschlusspunkten (6) führen, weiterhin das Substrat (4) schlitzförmige Durchbrüche oder Ausnehmungen (7; 71) zur Bildung mindestens einer gelenkartigen Zunge (8) aufweist, wobei mindestens einer der Leiterzüge (5; 10) über einen Sollbruchabschnitt (9) der Zunge (8) führt derart, dass bei Auslenkung der Zunge (8) der betreffende Leiterzug (10) aufgetrennt und ein unter Nutzung der Anschlusspunkte (6) gebildeter Stromkreis unterbrochen wird.Electrical capacitor with a capacitor cup, consisting of a cup jacket (1) and a cup base (2), the cup base (2) being subject to a deformation when the internal pressure rises above a setpoint, which can be detected with a sensor and for this purpose the sensor system with an outside bottom of the Cup base (2) comes into operative connection, characterized in that the sensor system is designed as a plate-shaped switching device and is arranged at a distance from the outside of the base and can be connected to the capacitor cup, the plate-shaped switching device consists of an electrically insulating substrate (4) on which there are several electrical conductor tracks ( 5; 10) which lead to electrical connection points (6), the substrate (4) also has slot-shaped openings or recesses (7; 71) to form at least one joint-like tongue (8), at least one of the conductor tracks (5; 10 ) over a predetermined breaking section (9) of the tongue (8) in such a way that when the tongue (8) is deflected, the relevant conductor track (10) is separated and a circuit formed using the connection points (6) is interrupted.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit einem Kondensatorbecher, bestehend aus einem Bechermantel und einem Becherboden, wobei der Becherboden bei über einem Sollwert ansteigendem Innendruck einer Verformung unterliegt, welche mit einer Sensorik erfassbar ist, und hierfür die Sensorik mit einer Bodenaußenseite des Becherbodens in Wirkverbindung gelangt, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical capacitor with a capacitor cup, consisting of a cup jacket and a cup base, the cup base being subject to a deformation when the internal pressure rises above a setpoint, which can be detected by a sensor, and for this purpose the sensor system comes into operative connection with an outside of the cup base , according to the preamble of claim 1.

Aus der DD 271 587 A1 ist eine Kondensatorschutzeinrichtung unter Verwendung elektronisch überwachter Dehnungsmessstreifen vorbekannt. Die Dehnungsmessstreifen werden auf die Gehäuse der Kondensatoren aufgebracht, um die elektrischen sowie thermischen Verhältnisse des Kondensators zu überwachen. Die Dehnungsmessstreifen können bei der Herstellung des Kondensators aufgeklebt, genäht, geschweißt oder in ähnlicher Art befestigt werden.From the DD 271 587 A1 A capacitor protection device using electronically monitored strain gauges is already known. The strain gauges are applied to the casings of the capacitors to monitor the electrical and thermal conditions of the capacitor. The strain gauges can be glued, sewn, welded or attached in a similar way during the production of the capacitor.

Bei der Anordnung zum Schutz von Leistungskondensatoren nach der DD 245 975 A1 gilt es, eine Lösung zu schaffen, die mittels Lichtwellenleiter ohne deren Zerstörung bei gleichzeitiger Lokalisierung der Fehlerquelle einen Schutz der Kondensatoren ermöglicht. Dies geschieht, indem bei einer Gehäuseausdehnung eines Kondensators durch einen geeigneten optischen Schalter das Licht von einem ankommenden Lichtwellenleiter auf einen zweiten, abgehenden Lichtwellenleiter umgeschaltet wird, die Lichtwellensignale in elektrische Signale gewandelt werden und dann durch einen nachgeordneten Negator und ein UND-Glied so verknüpft sind, dass ein die Anlage abschaltendes Signal nur dann entsteht, wenn die Anlage korrekt arbeitet, nicht jedoch bei einer Unterbrechung einer Lichtwellenleiterstrecke oder bei Ausfall der Lichtquelle.When arranging to protect power capacitors according to the DD 245 975 A1 The aim is to create a solution that enables the capacitors to be protected using optical fibers without destroying them and at the same time localizing the source of the error. This is done by switching the light from an incoming optical fiber to a second, outgoing optical fiber when the housing of a capacitor is expanded using a suitable optical switch, the light wave signals are converted into electrical signals and then linked by a downstream inverter and an AND gate that a signal that switches off the system only occurs if the system is working correctly, but not if an optical fiber link is interrupted or if the light source fails.

Bei der Einrichtung gemäß DE 10 2008 062 656 A1 , welche einen Kondensatormodul umfasst, wird vorgeschlagen, dass ein die Kondensatorzellen des Kondensatormoduls aufnehmendes Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Gehäuse eine die Kondensatorzellen aufnehmende Kondensatorkammer aufweist, welche druckdicht abgeschlossen ist. Ein Innendruck der Kondensatorkammer wird durch einen Drucksensor erfasst, um festzustellen, ob eine der Kondensatorzellen beschädigt wurde.When setting up according to DE 10 2008 062 656 A1 , which comprises a capacitor module, it is proposed that a housing accommodating the capacitor cells of the capacitor module is provided, the housing having a capacitor chamber accommodating the capacitor cells, which is sealed in a pressure-tight manner. An internal pressure of the capacitor chamber is detected by a pressure sensor to determine whether any of the capacitor cells have been damaged.

Bei dem Kondensator mit Schutzeinrichtung nach DE 10 2015 215 729 A1 wird zur Erkennung eines Fehlerzustandes vorgeschlagen, dass der Kondensator ein derartiges Gehäuse aufweist, dass sich in einem Fehlerfall das Volumen des Gehäuses verändert, wobei die Änderung des Volumens des Gehäuses durch eine Schutzeinrichtung erfassbar ist. Hierfür wird durch konstruktive Maßnahmen ein ausrückbares Volumen in das Kondensatorgehäuse integriert. Diese Integration erfolgt durch Formgebung. Bekannt ist es weiterhin, eine Druckerhöhung in einem Kondensator zu nutzen, um Überdruck-Abreißsicherungen bei entsprechenden Druckanstieg bedingten Überlastfall zu aktivieren. Hierbei kommt es bei Gasbildung im Inneren des Kondensatorbechers zu einer Bewegung der Anschlüsse des Kondensators, so dass die Abreißsicherung ausgelöst wird. Damit ist der Kondensator von seiner Spannungsquelle getrennt. Ein weiterer Energieeintrag in den Kondensator und ein ansteigender Druckanstieg wird vermieden.The capacitor has a protective device DE 10 2015 215 729 A1 To detect a fault condition, it is proposed that the capacitor has a housing such that in the event of a fault the volume of the housing changes, the change in the volume of the housing being detectable by a protective device. For this purpose, a disengageable volume is integrated into the capacitor housing through design measures. This integration occurs through shaping. It is also known to use an increase in pressure in a capacitor to activate overpressure break-off devices in the event of an overload caused by a corresponding increase in pressure. When gas forms inside the capacitor cup, the connections of the capacitor move, so that the tear-off safety device is triggered. This means that the capacitor is separated from its voltage source. Further energy input into the capacitor and an increasing pressure increase are avoided.

Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung einer einsetzenden Gasbildung besteht in der Selektierung des Innendruckes des Kondensators durch Nutzung von Überdruckschaltern im Innern des Kondensators. Diese erkennen das Überschreiten eines Soll-Innendruck-Wertes und sorgen für eine Fehlermeldung bzw. eine Abschaltung.Another way to detect the onset of gas formation is to select the internal pressure of the capacitor by using overpressure switches inside the capacitor. These detect when a target internal pressure value is exceeded and ensure an error message or a shutdown.

Überdruckschalter oder entsprechende Sensoren im Kondensatorinneren führen ebenso wie im Inneren befindliche Abreißsicherungen zu Impedanzproblemen und zu herstellungsseitigen Aufwendungen und damit höheren Kosten.Overpressure switches or corresponding sensors inside the capacitor, as well as internal breakaway fuses, lead to impedance problems and to manufacturing expenses and thus higher costs.

Bei der gattungsbildenden DE 10 2019 105 452 A1 wird ein weitergebildeter zylindrischer Kondensatorbecher sowie ein elektrischer Kondensator mit einem solchen Kondensatorbecher vorgeschlagen, der so ausgeführt ist, dass mit einer externen Sensorik bzw. einer externen Schalteinrichtung ein Überdruck im Kondensator besonders leicht erfasst und zur Auswertung von Fehlerzuständen bzw. zur Abschaltung des oder der Kondensatoren genutzt werden kann.In the generic DE 10 2019 105 452 A1 A further developed cylindrical capacitor cup and an electrical capacitor with such a capacitor cup are proposed, which are designed in such a way that an excess pressure in the capacitor can be detected particularly easily with an external sensor system or an external switching device and for evaluating error states or for switching off the capacitor or capacitors can be used.

Dort wird der Aufbau des Kondensatorbechers so gestaltet, dass auch bei einem Druckanstieg sich die Lage des Kondensatorwickels im Becher und damit der diesbezüglichen Verbinder, Anschlussteile und dergleiche Mittel nicht verändert. Hierdurch bleibt ein definierter, insbesondere impedanzseitiger Zustand erhalten. Bei der Lösung nach DE 10 2019 105 452 A1 unterliegt der Becherboden bei ansteigendem Becherinnendruck einer Verformung, welche mit einer Sensorik, die außenliegend des Kondensators angeordnet wird, erkennbar ist.There, the structure of the capacitor cup is designed in such a way that the position of the capacitor coil in the cup and thus of the related connectors, connecting parts and similar means do not change even if the pressure increases. As a result, a defined state, particularly on the impedance side, is maintained. In the solution after DE 10 2019 105 452 A1 As the pressure inside the cup increases, the bottom of the cup undergoes deformation, which can be detected using a sensor system that is arranged on the outside of the capacitor.

Die Sensorik ist zum Beispiel als Schalter ausgebildet, welche mit der Bodenaußenseite in Wirkverbindung steht.The sensor system is designed, for example, as a switch, which is operatively connected to the outside of the floor.

Die Sensorik kann aber auch eine optische Abtastvorrichtung sein, die auf eine Verformung des Becherbodens anspricht.The sensor system can also be an optical scanning device that responds to a deformation of the cup base.

Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, einen weitergebildeten elektrischen Kondensator mit einem insbesondere zylindrischen Kondensatorbecher anzugeben, welcher ohne nachteilige Veränderungen bezüglich des Innenaufbaus oder der Anordnung der Kondensatorwickel im Becher in der Lage ist, bei Fehlerzuständen, die zu einer Druckerhöhung im Becher führen, eine sichere Fehlersignalisierung bzw. ein Abschalten des betreffenden Kondensators zu gewährleisten.From the foregoing, it is the object of the invention to provide a further developed electrical capacitor with a capacitor cup, in particular a cylindrical capacitor cup, which is able, without any disadvantageous changes to the internal structure or the arrangement of the capacitor windings in the cup, in the event of error conditions that lead to an increase in pressure in the cup. to ensure safe error signaling or switching off of the capacitor in question.

Die Abschalteinrichtung soll auch nachrüstbar und nicht zwingend mit dem eigentlichen Kondensatorstromkreis verbunden sein. Die zu schaffende Lösung soll einen Einsatz der Kondensatoren, insbesondere bei Leistungselektronikanwendungen, aber auch im Bereich der Bahntechnik, insbesondere gemäß IEC 61071 und IEC 61881 gestatten. Die Ausführungsform soll darüber hinaus den mechanischen Belastungen gemäß IEC-Standard 61373 genügen.The shutdown device should also be retrofittable and not necessarily connected to the actual capacitor circuit. The solution to be created should allow the capacitors to be used, especially in power electronics applications, but also in the field of railway technology, in particular in accordance with IEC 61071 and IEC 61881. The embodiment should also meet the mechanical loads in accordance with IEC standard 61373.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch einen elektrischen Kondensator mit einem im Wesentlichen zylindrischen Kondensatorbecher, bestehend aus einem Bechermodul und einem Becherboden, wobei der Becherboden bei über einem Sollwert ansteigenden Druck einer Verformung unterliegt gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens vorteilhafte Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is solved by an electrical capacitor with a substantially cylindrical capacitor cup, consisting of a cup module and a cup base, the cup base being subject to deformation when the pressure increases above a setpoint according to the combination of features according to claim 1, the subclaims being at least advantageous represent further training.

Ausgehend von einem elektrischen Kondensator mit einem Kondensatorbecher gemäß dem Stand der Technik, der aus einem Bechermantel und einem Becherboden besteht, wobei der Becherboden bei über einen Sollwert ansteigendem Innendruck einer Verformung unterliegt, welche mit einer Sensorik erfassbar ist und hierfür die Sensorik mit einer Bodenaußenseite des Becherbodens in Wirkverbindung gelangt, ist erfindungsgemäß die Sensorik als plattenförmige Schalteinrichtung ausgebildet und beabstandet von der Bodenaußenseite angeordnet sowie mit dem Kondensatorbecher verbindbar.Starting from an electrical capacitor with a capacitor cup according to the prior art, which consists of a cup jacket and a cup base, the cup base being subject to a deformation when the internal pressure rises above a setpoint, which can be detected with a sensor and for this purpose the sensor system with a bottom outside of the Cup bottom comes into operative connection, according to the invention the sensor system is designed as a plate-shaped switching device and is arranged at a distance from the outside of the bottom and can be connected to the capacitor cup.

Die plattenförmige Schalteinrichtung besteht aus einem elektrisch isolierenden Substrat, zum Beispiel aus einem typischen Leiterplattensubstrat, auf dem sich mehrere elektrische Leiterzüge befinden, die zu elektrischen Anschlusspunkten führen.The plate-shaped switching device consists of an electrically insulating substrate, for example a typical circuit board substrate, on which there are several electrical conductor tracks that lead to electrical connection points.

Diese Anschlusspunkte können als Klemmen, Lötanschlusspunkte oder dergleichen Mittel ausgebildet sein.These connection points can be designed as terminals, solder connection points or similar means.

Weiterhin weist erfindungsgemäß das Substrat schlitzförmige Durchbrüche oder schlitzförmige Ausnehmungen zur Bildung mindestens einer gelenkartigen Zunge auf.Furthermore, according to the invention, the substrate has slot-shaped openings or slot-shaped recesses to form at least one joint-like tongue.

Mindestens einer der Leiterzüge ist über einen Sollbruchabschnitt der Zunge geführt derart, dass bei Auslenkung der Zunge der betreffende Leiterzug aufgetrennt und ein unter Nutzung der Anschlusspunkte gebildeter Stromkreis unterbrochen wird.At least one of the conductor runs is guided over a predetermined breaking section of the tongue in such a way that when the tongue is deflected, the relevant conductor run is separated and a circuit formed using the connection points is interrupted.

Es kommt also die sich bei Innendruck verformende Bodenaußenseite oder ein dort befindlicher Fortsatz mit den gelenkartigen Zungen des Substrates in mechanischen Kontakt. Hierbei wird die Zunge von ihrer flächigen Ursprungslage ausgelenkt. Die Auslenkung zerstört den oder die entsprechenden Leiterzüge und führt zur erwähnten Auftrennung eines entsprechenden Stromkreises, wodurch ein Fehlerzustand des entsprechenden Kondensators signalisierbar ist.So the outside of the floor, which deforms under internal pressure, or an extension located there comes into mechanical contact with the joint-like tongues of the substrate. Here the tongue is deflected from its flat original position. The deflection destroys the corresponding conductor path(s) and leads to the aforementioned separation of a corresponding circuit, whereby a fault state of the corresponding capacitor can be signaled.

Die entsprechenden Leiterzüge können aus dem kupferkaschierten Material einer Leiterplatte gebildet werden.The corresponding conductor tracks can be formed from the copper-clad material of a circuit board.

Zum Herstellen der Wirkverbindung der Bodenaußenseite des Becherbodens und der mindestens einen gelenkartigen Zunge erstreckt sich von der Bodenaußenseite des Becherbodens in Richtung Zunge des plattenförmigen Substrates ein stift- oder bolzenartiger Vorsprung, welcher bei Innendruckanstieg eine Betätigungskraft auf die Zunge ausübt.To establish the operative connection between the bottom outside of the cup base and the at least one joint-like tongue, a pin or bolt-like projection extends from the outside of the bottom of the cup bottom in the direction of the tongue of the plate-shaped substrate, which exerts an actuating force on the tongue when the internal pressure increases.

Dieser stift- oder bolzenartige Vorsprung kann am Becherboden angeformt oder zum Beispiel als Niet mit dem Becherboden verbunden, ausgeführt sein.This pin or bolt-like projection can be formed on the bottom of the cup or, for example, connected to the bottom of the cup as a rivet.

Weiterhin erstrecken sich bei einer Ausbildung der Erfindung ausgehend vom Bechermantel in Richtung Becherboden Fortsätze, ausgebildet als lokale Erhebungen.Furthermore, in one embodiment of the invention, extensions, designed as local elevations, extend from the cup shell towards the cup base.

Diese Fortsätze dienen zum einen der Befestigung der plattenförmigen Schalteinrichtung.These extensions serve, on the one hand, to fasten the plate-shaped switching device.

Zum anderen können die Fortsätze bolzenartige Befestigungsmittel besitzen.On the other hand, the extensions can have bolt-like fasteners.

Diese ermöglichen dann ein Halten sowohl der plattenförmigen Schalteinrichtung aber auch ein Fixieren des Kondensators zum Beispiel auf einem Träger oder einem Gehäuseabschnitt einer entsprechenden elektrotechnischen Komponente.These then enable both the plate-shaped switching device to be held and the capacitor to be fixed, for example on a carrier or a housing section of a corresponding electrical component.

Die bolzenartigen Befestigungsmittel spannen beispielhaft ein Dreieck auf. Das Substrat der plattenförmigen Schalteinrichtung besitzt dann beispielhaft eine Dreiecksform, wobei die Befestigung der dreiecksförmigen Schalteinrichtung bzw. eines derart ausgebildeten Substrates an den Eckpunkten des Dreiecks unter Nutzung der bolzenartigen Befestigungsmittel möglich ist.The bolt-like fasteners, for example, form a triangle. The substrate of the plate-shaped switching device then has, for example, a triangular shape, with the attachment of the triangular switching device or a substrate designed in this way at the corner points of the triangle is possible using the bolt-like fasteners.

Im Zentrum des Substrates weisen die schlitzförmigen Durchbrüche oder Ausnehmungen beispielsweise die Form eines H zur Bildung von zwei gelenkartigen Zungen auf.In the center of the substrate, the slot-shaped openings or recesses have, for example, the shape of an H to form two joint-like tongues.

Die Leitungszüge führen bei dieser Ausführungsform über den Verbindungsabschnitt der Schenkel des H.In this embodiment, the cable runs run over the connecting section of the legs of the H.

Die Leitungszüge können im Bereich dieses Verbindungsabschnittes eine geometrische Engstelle bilden, das heißt bezüglich der Leiterzugbreite oder Leiterzugdicke reduzierte Abmessungen besitzen.The cable runs can form a geometric constriction in the area of this connecting section, that is, they can have reduced dimensions with regard to the conductor run width or conductor run thickness.

Der vorerwähnte Verbindungsschenkel des H ist nicht vollständig als Durchbruch ausgebildet.The aforementioned connecting leg of the H is not completely designed as an opening.

Das Substrat unterhalb der Leiterzüge im Verbindungsabschnitt bleibt bei einer bevorzugten Ausführungsform erhalten.The substrate below the conductor tracks in the connecting section is retained in a preferred embodiment.

Hierdurch wird verhindert, dass bei mechanischen Belastungen, insbesondere Vibrationen beim Einsatz der Kondensatoren in diesbezüglich kritischer Umgebung eine unerwünschte Auslenkung der Zungen eintritt mit einer möglicherweise nicht gewünschten Zerstörung bzw. einem Auftrennen der Leiterzüge.This prevents an undesired deflection of the tongues from occurring in the event of mechanical loads, in particular vibrations when using the capacitors in a critical environment, with possibly undesired destruction or separation of the conductor tracks.

Andererseits ist die Stabilität des erhalten gebliebenen Substratmaterials unterhalb der Leiterzüge so gering, dass die mit Auswölbung des Kondensatorbecherbodens entstehende Kraftkomponente genügt, um die entsprechenden Zungen in der gewünschten Weise zu bewegen und ein sicheres Trennen der Leiterzüge zu gewährleisten.On the other hand, the stability of the remaining substrate material below the conductor tracks is so low that the force component resulting from the bulging of the capacitor cup base is sufficient to move the corresponding tongues in the desired manner and to ensure safe separation of the conductor tracks.

In einem Bereich, der sich beidseits des Verbindungsabschnittes des H auf dem Substrat und weitgehend innerhalb der vom H umfassten Substratfläche befindet, sind weitere Durchbrüche vorhanden, um eine definierte Gelenkachse der jeweiligen gelenkartigen Zunge zu bilden.In an area that is located on both sides of the connecting section of the H on the substrate and largely within the substrate surface encompassed by the H, further openings are present in order to form a defined joint axis of the respective joint-like tongue.

Diese weiteren Durchbrüche sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung so ausgebildet, dass diese eine im Wesentlichen, jedoch nicht zwingende U- oder V-Form besitzen, wobei die Öffnung der U- oder V-Form zum Verbindungsabschnitt orientiert ist. Bezüglich der Form und Ausgestaltung der Durchbrüche, z. B. auch als geradliniger Schlitz, ist maßgeblich die Bildung eines definierten Gelenkes zur gezielten Bewegung der betreffenden Zunge.According to one embodiment of the invention, these further openings are designed so that they have a substantially, but not necessarily, U- or V-shape, with the opening of the U- or V-shape being oriented towards the connecting section. Regarding the shape and design of the openings, e.g. B. also as a straight slot, the formation of a defined joint for the targeted movement of the tongue in question is crucial.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and figures.

Hierbei zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung auf die Unterseite eines, auf einem Träger befestigten elektrischen zylindrischen Kondensators mit Ansicht auf die Unterseite der plattenförmigen Schalteinrichtung nebst Anschlusspunkten; und
  • 2 eine Detaildarstellung einer Unterseitenansicht auf die plattenförmige Schalteinrichtung mit den erkennbaren Details der im Substrat ausgebildeten schlitzförmigen Durchbrüche oder Ausnehmungen nebst der beispielhaften Führung der elektrischen Leiterzüge, welche bei ansteigendem Innendruck im Kondensator durch gelenkartige Zungen auftrennbar sind.
Show here:
  • 1 a perspective view of the underside of an electrical cylindrical capacitor attached to a support with a view of the underside of the plate-shaped switching device together with connection points; and
  • 2 a detailed representation of an underside view of the plate-shaped switching device with the recognizable details of the slot-shaped openings or recesses formed in the substrate, together with the exemplary guidance of the electrical conductor tracks, which can be separated by joint-like tongues when the internal pressure in the capacitor increases.

Der in der 1 teilweise gezeigte elektrische Kondensator besteht aus einem Bechermantel 1 und einem Becherboden 2.The Indian 1 The electrical capacitor, partially shown, consists of a cup jacket 1 and a cup base 2.

Im Inneren des Bechermantels, das heißt im Inneren des Kondensatorbechers, befindet sich eine Anordnung aus einem oder mehreren Kondensatorwickeln, die elektrisch verschalten und mit einer auf der Oberseite des Kondensatorbechers befindlichen Anschlussarmatur (nicht gezeigt) in Verbindung stehen.Inside the cup shell, that is, inside the capacitor cup, there is an arrangement of one or more capacitor windings, which are electrically connected and connected to a connection fitting (not shown) located on the top of the capacitor cup.

Der Becherboden 2 des Kondensators unterliegt bei über einen Sollwert ansteigendem Innendruck einer Verformung. Diese Verformung ist mit einer Sensorik erfassbar.The cup bottom 2 of the condenser is subject to deformation when the internal pressure rises above a setpoint. This deformation can be detected using sensors.

Hierfür gelangt die Sensorik mit einer Bodenaußenseite des Becherbodens 2 in Wirkverbindung.For this purpose, the sensor system comes into operative connection with the outside of the cup base 2.

Die Sensorik ist als plattenförmige Schalteinrichtung ausgebildet und beabstandet von der Bodenaußenseite bzw. vom Becherboden 2 angeordnet und ist über bolzenartige Befestigungsmittel 3 mit dem Kondensatorbecher verbindbar.The sensor system is designed as a plate-shaped switching device and is arranged at a distance from the outside of the base or from the cup bottom 2 and can be connected to the capacitor cup via bolt-like fastening means 3.

Die plattenförmige Schalteinrichtung besteht aus einem elektrisch isolierenden Substrat 4, auf welchem sich mehrere elektrische Leiterzüge 5 befinden, die zu elektrischen Anschlusspunkten 6 führen.The plate-shaped switching device consists of an electrically insulating substrate 4, on which there are several electrical conductor tracks 5 which lead to electrical connection points 6.

Das Substrat 4 besitzt schlitzförmige Durchbrüche oder Ausnehmungen 7 zur Bildung mindestens einer gelenkartigen Zunge 8.The substrate 4 has slot-shaped openings or recesses 7 to form at least one joint-like tongue 8.

Mindestens einer der Leiterzüge 5 führt über einen Sollbruchabschnitt 9 der Zunge 8. Dies derart, dass bei Auslenkung der Zunge 8 der betreffende Leiterzug 10 aufgetrennt und ein unter Nutzung der Anschlusspunkte 6 gebildeter Stromkreis unterbrochen wird.At least one of the conductor tracks 5 leads over a predetermined breaking section 9 of the tongue 8. This is so that when the tongue 8 is deflected, the relevant one Conductor 10 is separated and a circuit formed using the connection points 6 is interrupted.

Von der Bodenaußenseite des Becherbodens 3 in Richtung der Zungen 8 des plattenförmigen Substrates 4 erstreckt sich ein stift- oder bolzenartiger Vorsprung 11, welcher bei Innendruckanstieg eine Betätigungskraft auf die in der 2 gezeigten beiden Zungen 8 ausübt.A pin or bolt-like projection 11 extends from the outside of the cup base 3 in the direction of the tongues 8 of the plate-shaped substrate 4, which, when the internal pressure increases, exerts an actuating force on the in the 2 two tongues 8 shown.

Mit Hilfe der bereits erwähnten bolzenartigen Befestigungsmittel 3 kann die Gesamtanordnung auf einem Träger 12 fixiert werden.With the help of the already mentioned bolt-like fastening means 3, the entire arrangement can be fixed on a support 12.

Die bolzenartigen Befestigungsmittel 3 spannen z.B. ein Dreieck auf. Gemäß der gezeigten Ausführungsform weist die plattenförmige Schalteinrichtung bzw. das Substrat 4 eine Dreiecksform auf.The bolt-like fasteners 3 form a triangle, for example. According to the embodiment shown, the plate-shaped switching device or the substrate 4 has a triangular shape.

Im Zentrum des Substrates 4 sind die erwähnten schlitzförmigen Durchbrüche oder Ausnehmungen 7 vorhanden.The mentioned slot-shaped openings or recesses 7 are present in the center of the substrate 4.

Diese bilden beispielsweise die Form eines H, so dass zwei der erwähnten gelenkartigen Zungen 8 entstehen.These form, for example, the shape of an H, so that two of the aforementioned joint-like tongues 8 are created.

Die Leiterzüge 10 führen über den Verbindungsabschnitt 71 der Schenkel des H. Wie aus der 2 ersichtlich, ist der Verbindungsabschnitt 71 nicht vollständig als Durchbruch ausgebildet, sondern es bleibt ein Teil des Substrates 4 unterhalb der Leitungszüge im Verbindungsabschnitt 71 erhalten.The conductor tracks 10 lead over the connecting section 71 of the legs of the H. As can be seen from the 2 As can be seen, the connecting section 71 is not completely designed as a breakthrough, but rather a part of the substrate 4 remains below the cable runs in the connecting section 71.

Andererseits aber weist das Substrat 4 unterhalb der Leiterzüge 10 im Verbindungsabschnitt 71 und/oder in unmittelbarer Nähe einen Schwächungsbereich 72 auf. Dies kann zum Beispiel in Form einer Einkerbung realisiert werden.On the other hand, however, the substrate 4 has a weakened region 72 below the conductor tracks 10 in the connecting section 71 and/or in the immediate vicinity. This can be realized, for example, in the form of a notch.

In einem Bereich, der sich beidseits des Verbindungsabschnittes 71 auf dem Substrat 4 und weitgehend oberhalb der vom H umfassten Substratfläche befindet, sind weitere Durchbrüche bzw. Ausnehmungen 14 vorhanden, um eine definierte Gelenkachse für die jeweilige gelenkartige Zunge 8 zu bilden.In an area that is located on both sides of the connecting section 71 on the substrate 4 and largely above the substrate surface encompassed by the H, further openings or recesses 14 are present in order to form a defined joint axis for the respective joint-like tongue 8.

Diese weiteren Durchbrüche 14 weisen eine geradlinige oder eine im Wesentlichen U- oder V-Form auf, wobei die Öffnung der U- oder der V-Form zum Verbindungsabschnitt 71 orientiert ist.These further openings 14 have a straight or a substantially U or V shape, with the opening of the U or V shape being oriented towards the connecting section 71.

Die Leiterzüge 5 bzw. 10 sind zwischen den Anschlusspunkten 6 so auf dem Substrat 4 ausgebildet, dass eine ganz unterschiedliche Verschaltung in Serie oder parallel verschiedener Sensoriken vorgenonmmen werden kann, um Fehlerzustände zu erkennen. Damit ist eine universelle Verwendung der als Schalteinrichtung ausgebildeten Sensorik möglich.The conductor tracks 5 and 10 are formed on the substrate 4 between the connection points 6 in such a way that completely different connections can be made in series or in parallel of different sensors in order to detect error states. This enables universal use of the sensor system designed as a switching device.

Für das Substrat kann ein handelsübliches Leiterplattenmaterial Verwendung finden. Die Durchbrüche oder Ausnehmungen 7 lassen sich durch Fräsen oder Ausstanzen realisieren. Die Leiterzüge werden in bekannter Ätztechnik strukturiert und ausgebildet.A commercially available circuit board material can be used for the substrate. The openings or recesses 7 can be realized by milling or punching out. The conductor tracks are structured and formed using known etching technology.

Die Unterseite des sich von der Bodenaußenseite des Becherbodens 2 in Richtung Zunge 8 des plattenförmigen Substrates 4 erstreckenden stift- oder bolzenartigen Vorsprunges 11 trifft beim gezeigten Beispiel nach 1 und 2 quasi mittig auf den Verbindungsabschnitt 71 um beide Zungen 8 entsprechend auszulenken, so dass ein sicheres Abschalten möglich bzw. ein Signalisierungssignal bereitstellbar ist.The underside of the pin or bolt-like projection 11, which extends from the outside of the cup base 2 in the direction of the tongue 8 of the plate-shaped substrate 4, corresponds to the example shown 1 and 2 virtually in the middle of the connecting section 71 in order to deflect both tongues 8 accordingly, so that a safe switch-off is possible or a signaling signal can be provided.

Claims (11)

Elektrischer Kondensator mit einem Kondensatorbecher, bestehend aus einem Bechermantel (1) und einem Becherboden (2), wobei der Becherboden (2) bei über einem Sollwert ansteigendem Innendruck einer Verformung unterliegt, welche mit einer Sensorik erfassbar ist und hierfür die Sensorik mit einer Bodenaußenseite des Becherbodens (2) in Wirkverbindung gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik als plattenförmige Schalteinrichtung ausgebildet und beabstandet von der Bodenaußenseite angeordnet sowie mit dem Kondensatorbecher verbindbar ist, die plattenförmige Schalteinrichtung aus einem elektrisch isolierenden Substrat (4) besteht, auf dem sich mehrere elektrische Leiterzüge (5; 10) befinden, die zu elektrischen Anschlusspunkten (6) führen, weiterhin das Substrat (4) schlitzförmige Durchbrüche oder Ausnehmungen (7; 71) zur Bildung mindestens einer gelenkartigen Zunge (8) aufweist, wobei mindestens einer der Leiterzüge (5; 10) über einen Sollbruchabschnitt (9) der Zunge (8) führt derart, dass bei Auslenkung der Zunge (8) der betreffende Leiterzug (10) aufgetrennt und ein unter Nutzung der Anschlusspunkte (6) gebildeter Stromkreis unterbrochen wird.Electrical capacitor with a capacitor cup, consisting of a cup jacket (1) and a cup base (2), the cup base (2) being subject to a deformation when the internal pressure rises above a setpoint, which can be detected with a sensor and for this purpose the sensor system with an outside base of the Cup base (2) comes into operative connection, characterized in that the sensor system is designed as a plate-shaped switching device and is arranged at a distance from the outside of the base and can be connected to the capacitor cup, the plate-shaped switching device consists of an electrically insulating substrate (4) on which there are several electrical conductor tracks (5; 10) which lead to electrical connection points (6), the substrate (4) also has slot-shaped openings or recesses (7; 71) to form at least one joint-like tongue (8), at least one of the conductor tracks (5; 10) leads over a predetermined breaking section (9) of the tongue (8) in such a way that when the tongue (8) is deflected, the relevant conductor track (10) is separated and a circuit formed using the connection points (6) is interrupted. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Bodenaußenseite des Becherbodens (3) in Richtung Zunge (8) des plattenförmigen Substrates (4) ein stift- oder bolzenartiger Vorsprung (11) erstreckt, welcher bei Innendruckanstieg eine Betätigungskraft auf die Zunge (8) ausübt.Electrical capacitor after Claim 1 , characterized in that a pin or bolt-like projection (11) extends from the outside of the bottom of the cup base (3) towards the tongue (8) of the plate-shaped substrate (4), which exerts an actuating force on the tongue (8) when the internal pressure increases. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ausgehend vom Bechermantel (1) in Richtung Becherboden (2) Fortsätze zur Befestigung der plattenförmigen Schalteinrichtung erstrecken.Electrical capacitor after Claim 1 or 2 , characterized in that Extensions for fastening the plate-shaped switching device extend from the cup jacket (1) towards the cup base (2). Elektrischer Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze bolzenartige Befestigungsmittel (3) besitzen, welche dem Halten der plattenförmigen Schalteinrichtung und/oder dem Fixieren des Kondensators auf einem Träger (12) dienen.Electrical capacitor after Claim 3 , characterized in that the extensions have bolt-like fastening means (3) which serve to hold the plate-shaped switching device and/or to fix the capacitor on a support (12). Elektrischer Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bolzenartigen Befestigungsmittel (3) eine Fläche aufspannen und das Substrat (4) der plattenförmigen Schalteinrichtung dieser Fläche angepasst ist.Electrical capacitor after Claim 4 , characterized in that the bolt-like fastening means (3) span a surface and the substrate (4) of the plate-shaped switching device is adapted to this surface. Elektrischer Kondensator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum des Substrates (4) die schlitzförmigen Durchbrüche oder Ausnehmungen (7; 71) die Form eines H zur Bildung von zwei gelenkartigen Zungen (8) aufweisen, wobei die Leiterzüge (10) über den Verbindungsabschnitt (71) der Schenkel des H führen.Electrical capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that in the center of the substrate (4) the slot-shaped openings or recesses (7; 71) have the shape of an H to form two joint-like tongues (8), the conductor tracks (10) over the connecting section (71) of the legs of the H. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (71) nicht vollständig als Durchbruch ausgebildet ist, sondern das Substrat unterhalb der Leiterzüge (10) im Verbindungsabschnitt erhalten bleibt.Electrical capacitor after Claim 6 , characterized in that the connecting section (71) is not completely designed as a breakthrough, but rather the substrate remains below the conductor tracks (10) in the connecting section. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) unterhalb der Leiterzüge (10) im Verbindungsabschnitt (71) und/oder in unmittelbarer Nähe einen Schwächungsabschnitt (72) aufweist.Electrical capacitor after Claim 7 , characterized in that the substrate (4) has a weakening section (72) below the conductor tracks (10) in the connecting section (71) and/or in the immediate vicinity. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich, der sich beidseits des Verbindungsabschnittes (71) auf dem Substrat (4) und weitgehend innerhalb der vom H umfassten Substratfläche befindet, weitere Durchbrüche (14) vorhanden sind, um eine definierte Gelenkachse der jeweiligen gelenkartigen Zunge (8) zu bilden.Electrical capacitor according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that in an area that is located on both sides of the connecting section (71) on the substrate (4) and largely within the substrate surface encompassed by the H, further openings (14) are present in order to provide a defined joint axis of the respective joint-like tongue ( 8) to form. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Durchbrüche (14) eine im Wesentlichen U- oder V-Form besitzen, wobei die Öffnung der U- oder der V-Form zum Verbindungsabschnitt (71) orientiert ist.Electrical capacitor after Claim 9 , characterized in that the further openings (14) have a substantially U or V shape, the opening of the U or V shape being oriented towards the connecting section (71). Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum des Substrates (4) die schlitzförmigen Durchbrüche oder Ausnehmungen eine Kreuzform oder eine Dreiecksform zur Bildung mindestens einer gelenkartigen Zunge (8) aufweisen.Electrical capacitor according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that in the center of the substrate (4) the slot-shaped openings or recesses have a cross shape or a triangular shape to form at least one joint-like tongue (8).
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