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Folienkondensatoren und Elkos in der Frequenzweiche - z.B. BX-350-Lautsprecher

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    Folienkondensatoren und Elkos in der Frequenzweiche - z.B. BX-350-Lautsprecher

    Hallo und herzlich willkommen,

    Da meine BX-350-Lautsprecher bald 50 Jahre alt sind, ist es Zeit, die Frequenzweichen zu überprüfen. Da ich bereits Erfahrung mit der Renovierung von Emporium B-Lautsprechern habe und Originales und Funktionierendes nicht unnötig „modernisieren“ möchte, habe ich zwei Fragen an Sie:

    1) Hat jemand von euch den alten Wima MKS 4 Folienkondensator aus der Frequenzweiche (bei der BX-350 Frequenzweiche hat er 6,8 uF und 100 V) entlötet und seine Kapazität gemessen? Ich frage, weil Folienkondensatoren in Frequenzweichen als „ewig“ gelten, aber bei einer kürzlich durchgeführten Reparatur eines Heimkinoprojektors stellte ich fest, dass die dort verbauten Folienkondensatoren nach 15 Jahren Betrieb 50 Prozent ihrer Kapazität verloren hatten. Wenn ein solcher Verlust in der Lautsprecherweiche auftreten würde, würde dies eine sehr erhebliche Änderung der Parameter und Eigenschaften bedeuten. Um den Folienkondensator in den BX-350-Lautsprechern zu messen, müssen Sie ihn zunächst abziehen und entlöten, was zur Zerstörung des Kondensators führen kann, da der Kleber stark ist. Bitte schreiben Sie, wenn jemand von Ihnen einen solchen Folienkondensator aus einer alten Revox-Lautsprecherweiche entfernt und seine Kapazität gemessen hat.

    2) Kennen Sie ein chemisches Mittel, das den Kleber auflöst, der die Kondensatoren in den Frequenzweichen von Revox-Lautsprechern verklebt? Vielleicht würde Toluol funktionieren – es wird verwendet, um Lautsprechermembranen von Schaumstoff und Gummiaufhängung zu trennen?

    Und ich werde meine Erfahrungen mit dem Austausch von Elektrolytkondensatoren in anderen Revox-Frequenzweichen teilen. Als meine anderen Lautsprecher – Revox Emporium B – bei der Messung der Eigenschaften der Mitteltöner seltsame Ergebnisse lieferten, beschloss ich, zunächst die Kondensatoren in der Frequenzweiche auszutauschen. Um ihre Parameter zu messen, musste man sie leider entlöten und abziehen, und es war viel Kleber vorhanden, der so stark war, dass beim Entfernen die Kondensatoren zerstört werden mussten (Verbiegen des Metallgehäuses). Glücklicherweise blieben die Hüllen dicht und Kapazitätsmessungen konnten durchgeführt werden. Und jetzt teile ich die Messergebnisse

    Emporium B ist etwa 35 Jahre alt. Die daraus ausgebauten Kondensatoren hatten identische oder bessere Parameter als die neuen Mundorf-Kondensatoren mit glatter Folie. Kapazität, ESR, Vloss – alles war in Ordnung! Das Einzige, was mir auffiel, war, dass sowohl der neue als auch der alte Kondensator eine deutlich höhere Kapazität hatten als die auf dem Gehäuse angegebene, nämlich etwa 15 Prozent. Daher erwies sich der Austausch dieser Kondensatoren – die sehr schwer zu bekommen und sehr teuer waren – als völlig sinnlos. Es stellte sich heraus, dass das Problem nicht die Frequenzweiche, sondern die gehärtete Gummiaufhängung eines der Mitteltöner war, wodurch die Resonanz dieses Lautsprechers über seinen Wirkungsbereich in der Lautsprechersäule hinausging.

    Vielleicht werde ich eines Tages den Prozess der Renovierung von Emporium B ausführlich beschreiben, ich habe viele Fotos und es war ein sehr interessantes Abenteuer – ich kann gleich sagen, dass der größte Effekt durch die gründliche Abdichtung des Gehäuses und der Kabeldurchgänge erzielt wurde. Vorerst lasse ich Fragen offen und lade Sie zur Diskussion ein

    PS. Eigentlich ist dies ein weiteres interessantes Thema im Zusammenhang mit Revox-Frequenzweichen. Denn fast jeder Elektrolytkondensator, ob neu oder alt, hat eine größere Kapazität als auf seinem Gehäuse angegeben ... War es kein Zufall, dass die Konstrukteure dieser Lautsprecher, Elektrolytkondensatoren nach ihrer tatsächlichen Kapazität auswählten und nicht nach der angegebenen? Denn wenn ja, macht es keinen Sinn, einen alten Kondensator, der beispielsweise 18 µF statt 15 µF hat, als „abgenutzt“ zu betrachten. Ich halte diese Frage für durchaus berechtigt, zumal auch neue Elektrolytkondensatoren höhere Kapazitäten haben als die Hersteller anbieten. Möglicherweise haben die Konstrukteure diese tatsächlich höhere Kapazität bei ihren Berechnungen berücksichtigt.

    Mit freundlichen Grüße,
    Michael​

    #2
    Moin,

    einfach messen. Wenn defekt dann tauschen!

    Gruß

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      #3
      Aber „einfach“ ist es nicht denn um eine Messung durchzuführen, muss man die Kondensatoren entlöten und von der Platine lösen. Der Kleber ist normalerweise sehr stark – bei den Frequenzweichen für die Emporium B-Lautsprecher habe ich etwa eine Stunde gebraucht, um einen Kondensator abzuziehen. Nach diesem Vorgang haben Elektrolytkondensatoren ein verbogenes Gehäuse und sind unbrauchbar, sodass die Situation bei einem Folienkondensator, der ein Kunststoffgehäuse hat, wahrscheinlich ähnlich oder noch schlimmer sein wird. Sie können nicht wiederverwendet werden. Daher meine Frage, ob jemand von euch die Kapazität des aus der alten Frequenzweiche ausgebauten Folienkondensators gemessen hat – ich frage, weil ich alte, funktionsfähige Teile nicht um jeden Preis zerstören möchte. Vor allem Glatt-Elkos sind heute Gold wert.

      Grüße!​

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        #4
        Sollen wir hier jetzt 5 Seiten darüber schreiben, an einem Elko ein Bein zu entlöten und den Kondensator dementsprechend zu messen?

        Wenn dir das zu kompliziert ist, oder du das nicht kannst, lass dir ggf. vor Ort helfen.
        Jeder Techniker oder Service Betrieb kann das.

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          #5
          Moin,

          aber meine Frage und Bitte betraf nicht das Löten Ich möchte diese Elemente nicht auslöten oder abziehen, wenn mir die Erfahrungen anderer Anwender sagen, dass Folienkondensatoren langlebig sind und nicht an Kapazität verlieren. Wenn Sie wissen, wie man verklebte Kondensatoren gut von der Platine entfernt und welche Chemikalien Sie dafür verwenden müssen, teilen Sie dieses Wissen bitte mit. Ich versichere Ihnen, dass ich keine Probleme mit dem Löten habe. Wenn Sie einen Service kennen, der alte Kondensatoren mit glatter Folie durch neue Kondensatoren mit glatter Folie ersetzt, wäre das ebenfalls eine wertvolle Information. Ich kenne solche Leute nicht.

          Mit freundlichen Grüße,
          Michael​

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            #6
            Die Lebensdauer von Kondensatoren ist ein entscheidender Faktor für die Zuverlässigkeit elektronischer Schaltungen. Sie hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Typ des Kondensators, der Betriebsumgebung und den elektrischen Belastungen ab. In dieser Antwort werde ich die wichtigsten Aspekte der Lebensdauer von Kondensatoren erläutern und die Notwendigkeit des Austauschs bei Defekten diskutieren.

            **Alterung von Kondensatoren**
            Die Lebensdauer eines Kondensators hängt in erster Linie von der Art der Alterung ab, die er im Betrieb erfährt. Die Hauptursachen für die Alterung sind thermische Belastung, die chemischen Prozesse im Inneren des Kondensators und die mechanische Belastung durch elektrische Spannungen.

            **Thermische Belastung**
            Die Lebensdauer eines Kondensators wird stark durch die Umgebungstemperatur beeinflusst. Höhere Temperaturen beschleunigen die chemischen Reaktionen im Inneren des Kondensators, die die Materialien (insbesondere den Elektrolyten bei Elektrolytkondensatoren) abbauen und die Kapazität verringern.

            Die temperaturabhängige Lebensdauer eines Elektrolytkondensators kann durch eine vereinfachte Arrhenius-Gleichung beschrieben werden:


            - \( A \) ist ein Vorfaktor, der von der Konstruktion des Kondensators abhängt.
            - \( E_a \) ist die Aktivierungsenergie der Alterung (in der Regel zwischen 0,7 und 1,1 eV für Elektrolytkondensatoren).
            - \( k \) ist die Boltzmann-Konstante (8,6173 × 10⁻⁵ eV/K).
            - \( T \) ist die Temperatur in Kelvin.

            Diese Formel zeigt, dass die Lebensdauer des Kondensators bei höheren Temperaturen exponentiell sinkt. Eine Temperaturerhöhung um 10°C kann die Lebensdauer eines Kondensators um den Faktor 2 bis 3 verringern.

            **Elektrochemische Alterung**
            Bei Elektrolytkondensatoren ist der Elektrolyt das zentrale Material, das im Laufe der Zeit durch die Umwandlung von Wasser und anderen Chemikalien verdunstet oder sich zersetzt. Dies führt zu einer Verringerung der Kapazität und einer Erhöhung des ESR (Equivalent Series Resistance).

            **Berechnung der Lebensdauer**
            Die Lebensdauer eines Kondensators wird oft in Betriebsstunden bei einer bestimmten Temperatur angegeben. Hersteller geben in der Regel eine spezifizierte Lebensdauer bei einer bestimmten Temperatur an, z. B. 2.000 Stunden bei 85°C.

            Einige Hersteller geben auch eine „Hochtemperatur“ Lebensdauerformel an, die auf der Temperatur basiert:




            - \( T \) ist die Betriebstemperatur des Kondensators.
            - Diese Formel geht davon aus, dass die Lebensdauer bei einer Temperatur um 10°C erhöht oder verringert wird.

            **Einfluss der elektrischen Belastung**
            Ein Kondensator wird durch die auf ihn angelegte Spannung und den Strom beeinflusst. Zu hohe Spannung kann den Kondensator überlasten und zu einem Defekt führen. Der maximal zulässige Betriebsspannungswert eines Kondensators wird als **Betriebsspannung** (Rated Voltage) bezeichnet, und eine dauerhafte Überspannung kann das Material schädigen und die Lebensdauer verringern.

            Besonders bei Elektrolytkondensatoren, die die meiste Zeit ihre maximale Spannung nicht erreichen dürfen, um Alterung zu vermeiden, führt eine ständige Belastung mit Spannung nahe dem maximalen Wert zu einer schnelleren Alterung.

            **Typische Defekte und Notwendigkeit des Austauschs**

            Kondensatoren können aus verschiedenen Gründen ausfallen, und oft ist ein Austausch erforderlich, um die Funktion einer Schaltung wiederherzustellen. Häufige Fehlerarten sind:

            - **Kapazitätsverlust**: Durch Alterung und Verdunstung des Elektrolyten verlieren Kondensatoren ihre Kapazität. Dies kann dazu führen, dass der Kondensator nicht mehr in der Lage ist, seine ursprüngliche Funktion zu erfüllen (z.B. Glättung von Spannungen oder Filtern von Störungen).

            - **Erhöhung des ESR**: Der ESR (Equivalent Series Resistance) ist der Widerstand, den der Kondensator in der Schaltung hat. Ein zu hoher ESR führt zu erhöhter Wärmeentwicklung und Verlusten. Ein Kondensator mit hohem ESR kann daher zu einer Überhitzung führen und so die gesamte Schaltung beeinträchtigen.

            - **Leckströme**: Im Fall von Elektrolytkondensatoren tritt häufig ein interner Leckstrom auf, der durch die Zersetzung des Elektrolyten verursacht wird. Ein zu hoher Leckstrom kann den Kondensator unbrauchbar machen.

            Der Austausch von Kondensatoren bei Defekten ist daher notwendig, wenn:

            1. **Die Kapazität unter den minimal zulässigen Wert gefallen ist**, was zu Fehlfunktionen führen kann (z. B. unzureichende Filterung oder Glättung).
            2. **Der ESR zu hoch geworden ist**, was die Effizienz der Schaltung mindert und zu Wärmeentwicklung und möglicherweise zu Schäden an anderen Bauteilen führt.
            3. **Leckströme unzulässig hoch sind**, was eine Belastung für die Stromversorgung darstellt.
            4. **Ferndiagnose immer noch nicht möglich ist!**
            Du musst es messen.

            **Praktische Bedeutung und Austauschintervalle**
            In praktischen Anwendungen, wie zum Beispiel bei Computern, Netzteilen oder Audiogeräten, ist es wichtig, Kondensatoren nach einer gewissen Betriebszeit auszutauschen, um Ausfälle zu vermeiden. Besonders bei Elektrolytkondensatoren wird empfohlen, sie alle 5 bis 10 Jahre zu überprüfen und bei Bedarf auszutauschen, vor allem in Geräten, die unter hoher thermischer Belastung arbeiten.

            Fazit:
            Die Lebensdauer von Kondensatoren hängt von mehreren Faktoren ab, vor allem von Temperatur, Spannung und Betriebsbedingungen. Die Alterung führt zu einem Verlust an Kapazität, erhöhtem ESR und höheren Leckströmen, was die Notwendigkeit des Austauschs bei Defekten unterstreicht. Die Kenntnis der Lebensdauer und der Betriebsbedingungen eines Kondensators ist entscheidend, um rechtzeitig Wartungsmaßnahmen zu ergreifen und den Betrieb der Schaltung zu gewährleisten.​

            Liebe Grüße,
            Bernd
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            Kommentar


              #7
              @ Bernd

              vielen Dank für die Info betreffend Lebensdauer von Kondernsatoren.
              Mit besten Grüssen
              ein Revox/Studer Fan aus dem Tessin !

              Zitat von Arthur Schopenhauer "Natürlicher Verstand kann fast jeden Grad von Bildung ersetzen, aber keine Bildung den natürlichen Verstand"

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                #8
                Servus Michael,

                wenn das axial bedrahtete Folienkondensatoren sind, dann würde ich zum Messen einfach einen Anschluss auf geeigneter Länge abzwicken.

                Danach die Drähte an der Zwickstelle wieder zusammenlöten - wenn denn das Messergebnis zufriedenstellend ist

                Viel Erfolg
                Michl aus dem bayrischen Oberland

                Kommentar


                  #9
                  Zitat von mike9000 Beitrag anzeigen
                  Servus Michael,

                  … zum Messen einfach einen Anschluss auf geeigneter Länge abzwicken.

                  Danach die Drähte an der Zwickstelle wieder zusammenlöten…
                  Nicht Böse sein, aber das ist Bastelei.

                  Auf der Lötseite eine Seite auslöten.
                  Mit Absaugen und Entlötlitze.

                  Mit einer Spitzzange diese Seite vorsichtig herausdrehen. (Dicht am PCB)
                  Wenn das nicht funktioniert den Kondensator mit einer Gitarren Saite oder Cutter Herausschneiden.

                  Dann Messen und ggf. Austauschen.






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                    #10
                    Moin Bernd,

                    und Danke für den Hinweis; schon klar dass mein Vorschlag der Bastelei zugeordnet werden kann.

                    Habe gerade nachgeschaut und entdeckt:
                    Mein Vorschlag wäre im Kontext mit WIMA MKS4 Kondensatoren gar nicht praktikabel, da die Anschlussbeinchen quasi "radial" herausgeführt werden.


                    Sonnige Grüße aus dem kühlen Süden
                    Michael

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