TDK Vibrationsfester Elektrolytkondensator

Besondere mechanische Konstruktionsmerkmale

TDK hat auf der jüngsten electronica einen Alu-Elko vorgestellt, der selbst heftige Vibrationen mit bis zu 60 g Beschleunigung aushält. Welche Anwendungen stellen solche Anforderungen?

Das sind in erster Linie Automobil-Anwendungen, bei denen die Elektronik sehr nahe an starken Vibrationsquellen wie dem Motor verbaut ist. Darunter fallen zum Beispiel Steuerungen für Automatikgetriebe sowie zukünftige 48-Volt-Umrichter in Mild-Hybrid-Fahrzeugen.

Sie sind in Ihrem Vortrag auf zwei Schlüsselfaktoren des neuen Elkos eingegangen: das axiale Design und die optimierten Fertigungsprozesse. Können Sie uns das noch einmal näher erläutern?

Schon über viele Jahre hat sich das axiale Design als das robusteste bewährt. Gegenüber dem Single-Ended-Design besitzt es inhärente Vorteile. Dadurch ist es uns möglich gewesen, die Vibrationsfestigkeit weiter zu verbessern. Für die Zukunft sehe ich hier durchaus noch Optimierungspotenzial.

Wie realisieren Sie das?

Zum einen entkoppeln wir durch flexible elektrisch leitende Elemente die äußeren von den inneren Anschlüssen mechanisch. Zum anderen geht es um die Frage, wie sich der Kondensatorwickel im Becher mechanisch besser fixieren lässt. Entscheidend ist, dass diese Fixierung langzeitstabil ist und gleichzeitig auch andere Beanspruchungen zulässt, zum Beispiel thermische Lasten. Dabei sind einerseits Dauerlasten wie erhöhte Umgebungstemperaturen zu berücksichtigen, andererseits auch thermische Wechsellasten. Durch solche Wechsellasten treten aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Kondensatorbecher und -wickel Relativbewegungen auf.

Summa summarum müssen also das Kondensatordesign und die Fertigungsprozesse so ausgelegt sein, dass der Becher in all diesen Betriebszuständen genügend Haltekraft auf den Wickel ausüben kann und dieser weder verrutscht noch beschädigt wird.

An diesem Becher ist eine rundumlaufende Sicke. Ist diese das »Geheimnis«?

In gewisser Weise schon. Diese Sicke umfasst den Wickel in etwa mittig, berührt ihn, drückt ihn sogar leicht ein und fixiert ihn so auch in axialer Richtung. Biegebewegungen und Relativbewegungen in radialer Richtung werden so unterbunden. Neben den beiden äußeren Enden ist diese Sicke also ein zusätzlicher Haltepunkt.

Herzlichen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Ralf Higgelke.