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Elektrolytkondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolytkondensator
mit einem eine formierte Deckschicht und eine halbleitende Oxydschicht aufweisenden
Kondensatorkörper.
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Kondensatoren dieser Art werden im allgemeinen durch Formierung einer
porösen Tantalanode, z. B. einer gesinterten Tantalanode, hergestellt, mit welcher
ein Drahtleiter aus Tantal verbunden wurde. Nach der Bildung der Tantalanode wird
diese in Mangannitrat eingetaucht. Das Ganze wird dann gebrannt oder auf eine hohe
Temperatur erhitzt, um das Mangannitrat zu einer Mischung von Manganoxyden zu zersetzen,
die im folgenden als »Manganoxyd« bezeichnet wird. Die Stufen des Eintauchens und
Erhitzens können mehrere Male wiederholt werden, um eine geeignete mit Manganoxyden
beschichtete Anode sicherzustellen. Nach dem endgültigen überziehen wird die mit
der Manganoxydschicht versehene Tantalanode wieder formiert, um die Gleichmäßigkeit
des auf dem Tantal und unter dem Manganoxyd befindlichen Oxydfilmes sicherzustellen.
Das Ganze wird dann mit einem leitenden überzug versehen, z. B. durch Bestreichen,
Aufsprühen oder Eintauchen, um die zweite Elektrode, d. h. die Kathode, herzustellen,
worauf ein Zuleitungsdraht mit dem leitenden überzug, z. B. durch Löten, verbunden
wird.
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Trockenelektrolyt-Tantalkondensatoren der oben beschriebenen Art sind
ausnehmend brüchig und empfindlich. Der Manganoxydüberzug ist besonders brüchig.
Mechanische Erschütterungen führen oft zu einem Springen des Überzuges und können
die Abtrennung des Zuleitungsdrahtes der Kathode und ein Springen des Tantaloxydfilmes
verursachen. Außerdem wurde festgestellt, daß die Atmosphäre oder korrodierend wirkende
Flüssigkeiten die Kapazitätseigenschaften des Kondensators nachteilig beeinflussen.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, derartige Elektrolytkondensatoren
ähnlich den sogenannten nassen Elektrolytkondensatoren bzw. gewickelten Metallpapierkondensatoren
in einem Schutzgehäuse einzubauen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Elektrolytkondensator der oben
bezeichneten Art zu schaffen, der einerseits gegen mechanische Einflüsse unempfindlich
ist und der außerdem gute elektrische und wärmeabstrahlende Eigenschaften besitzt.
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Ausgehend von einem Elektrolytkondensator mit einem eine formierte
Deckschicht und eine halbleitende Oxydschicht aufweisenden Kondensatorkörper, der
an einem Ende in eine teilweise ihn umgebende elektrisch leitende Verbindungsmasse
in einem Schutzgehäuse eingebettet ist und elektrische Anschlußleitungen für die
Anode und Kathode aufweist, wobei die Anodenzuleitung dicht verlötet in einem Metallrohr
sitzt, das über einen Isolierkörper mit dem anderen Ende des Schutzgehäuses hermetisch
dicht verbunden ist, schlägt die Erfindung vor, daß die Kathodenzuleitung in das
Schutzgehäuseinnere hineingeführt und mindestens teilweise direkt oder indirekt
durch das Schutzgehäuse gehalten ist und in direktem Kontakt mit dem Kondensatorkörper
steht.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird bei einem trockenen Elektrolytkondensator
die Wärmeverteilung und Wärmeabstrahlung sowie die Dämpfung von etwaigen auf den
trockenen Elektrolytkondensator einwirkenden Stößen verbessert und die relativ empfindliche
Tantalanode vor dem Zerbrechen oder sonstigen Beschädigungen geschützt. Durch die
Anordnung nach der Erfindung wird der Kondensatorkörper außerdem gegen Witterungseinflüsse
geschützt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher
erläutert.
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Fig. 1 ist ein Grundriß eines erfindungsgemäß mit einem Gehäuse versehenen
Kondensators; Fig.2 ist eine vollständige Ansicht des Kondensators der Fig. 1 im
Schnitt längs der Linie 2-2; Fig. 3, 4 und 5 sind ähnliche Ansichten wie die in
Fig. 2 und stellen andere Ausführungsformen dar. Die in den Fig.1 und 2 dargestellte
Ausführungsform weist einen die eigentliche Kapazität darstellenden festen Bauteil
aus Tanta110 auf, der in ein Gehäuse mit Hilfe von Dichtungen eingeschlossen ist,
das als Ganzes die Bezugsziffer 11 erhält. Der Bauteil 10 ist von der oben beschriebenen
Art, die so hergestellt wurde, daß eine poröse Tantalanode formiert,
in
Mangannitrat eingetaucht, gebrannt und erhitzt wurde, um das Mangannitrat zum Manganoxyd
zu zersetzen, und schließlich gekühlt, wieder nachformiert und mit einem Kathodenmaterial
überzogen wurde. Die auf dem Tantal befindlichen überzüge sind ausnehmend brüchig
und springen leicht bei mechanischer Erschütterung und erleiden durch die Atmosphäre
und korrodierend wirkende Flüssigkeiten eine Beschädigung.
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Der Bauteil 10 der Fig.1 und 2 ist mit einem Zuleitungsdraht 12 aus
Tantal versehen, der direkt an die Tantalanode befestigt ist, z. B. durch Aufschweißen
oder als ein Teil der Anode mit dem darauf festgebrannten Tantal. Der Zuleitungsdraht
12 aus Tantal ist im allgemeinen kurz und weist einen zweiten längeren Zuleitungsdraht
13 von jeder gewünschten Länge auf, der an der Stelle 14 auf den ersteren aufgeschweißt
oder aufgelötet ist. Dieser Verlängerungszuleitungsdraht 13 kann aus jedem gewünschten
Material hergestellt sein; oft wird ein Nickeldraht zu diesem Zweck ausgewählt.
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Zwar ist die Gestalt des Bauteiles 10 nicht kritisch, im allgemeinen
wird jedoch eine mehr oder weniger viereckige Bauart mit abgerundeten Ecken bevorzugt,
wie es aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht.
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Der Bauteil 10 wird in einem Schutzgehäuse 15 angeordnet,
das in der dargestellten Ausführungsform zylindrisch ist, obwohl jede gewünschte
Bauart zulässig ist. Der Innendurchmesser des Gehäuses 15 ist hinreichend groß,
um mindestens einen kleinen Zwischenraum zwischen seiner inneren Oberfläche 16 und
der äußeren Oberfläche des Bauteiles 10 sicherzustellen. In der Ausführungsform
der Fig. 1 und 2 ist das Gehäuse 15 ein Stahlrohr mit geringer Länge und einem etwas
größeren Innendurchmesser als die maximale Querabmessung des Bauteiles 10. Der Bauteil
10 ist im Gehäuse 15 koaxial angeordnet, wobei die Zuleitungsdrähte über die Enden
17 und 18 des Gehäuses hinausragen.
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Die Kathodenzuleitung 19 kann bereits vorher an den Bauteil 10 befestigt
werden, dies ist jedoch nicht notwendig, da der Verschluß des kathodischen Endes
des Gehäuses bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform eine feste mechanische
und gute elektrische Verbindung zwischen dem Kathodenüberzug auf der äußeren Oberfläche
des als eigentliche Kapazität wirkenden Bauteiles 10 und dem Zuleitungsdraht 19
darstellt. Das kathodische Ende 18 des Gehäuses wird dann über ein wesentliches
Stück an der Längsseite des Bauteiles 10 mit Blei-Zinn oder einem anderen geeigneten
Lot 20 gefüllt, wobei die Leitung 19 an die Kathodenoberfläche des Bauteiles 10
gelegt wird. Das Gehäuse erstreckt sich etwas über die Endfläche 21 des Bauteiles
10 hinaus, so daß das Ende des Bauteiles vorllständig mit dem Lot bedeckt
ist, welches sich innerhalb des Gehäuses befindet.
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Am anodischen Ende 17 des Gehäuses ist eine hermetische Dichtung bzw.
Versiegelung, z. B. eine glasartige Dichtung 22 vorgesehen, die in der Mitte mit
einem die Zuleitung umgebenden Rohr 23 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material
ausgerüstet ist. Das Dichtungsmaterial 22 sorgt für eine hermetische Dichtung zwischen
der äußeren Oberfläche des anodischen Zuleitungsrohres 23 und der Innenoberfläche
16 des Gehäuserohres 15.
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Der Zuleitungsdraht 12 aus Tantal und der Zuleitungsdraht 13 gehen
koaxial durch das Zuleitungsrohr 23 und sind an der Stelle 24 mittels eines Blei-Zinnlots
oder eines anderen geeigneten Lots, welches einen endgültigen, dichten Verschluß
des die eigentliche Kapazität darstellenden Bauteiles 10 innerhalb des Gehäuses
gewährleistet, an das Zuleitungsrohr 23 gelötet.
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Ein Trockenelektrolytkondensator 10, der auf diese Weise mit
einem Gehäuse versehen ist, ist gegen die üblichen mechanischen Erschütterungen,
Schwingungen, atmosphärischen Einflüsse und die Korrosion durch andere Flüssigkeiten
vollständig geschützt. Gegebenenfalls kann der übrigbleibende leere Zwischenraum
zwischen der Dichtung bzw. Versiegelung 22 und dem die eigentliche Kapazität darstellenden
Bauteil 10 und dem Lotverschluß 20 mit einem isolierend und stoßdämpfend wirkenden
Material, z. B. einem Epoxyharz, ausgefüllt werden.
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Bei der in Fig.3 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist
der die eigentliche Kapazität darstellende Bauteil 10 a von einem becherförmigen
Gehäuse 15a aus Stahl oder anderen geeigneten Stoffen umschlossen, das ein
offenes Ende 17a und ein geschlossenes Ende 18 a aufweist. Das geschlossene Ende
18 a hat zum Zwecke der Einführung des kathodischen Zuleitungsdrahtes
19 a eine zentrale Öffnung 25. Der Zuleitungsdraht 19 a ist an das
Gehäuse an der Stelle 26 und an den äußeren Kathodenüberzug des Bauteiles 10 a an
der Stelle 27 gelötet. Die Anodenzuleitung 13 a geht durch ein Zuleitungsrohr 23
a und ist damit an der Stelle 24 a mittels eines Lotes verbunden. Das Zuleitungsrohr
23 a ist mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 15 a an dessen offenem Ende 17
a mittels einer hermetischen Dichtung bzw. Versiegelung 22a verbunden, die der in
den Fig. 1 und 2 dargestellten Dichtung 22 entspricht. Der Zwischenraum zwischen
dem Bauteil 10a und der Innenseite des Gehäuses 15a kann vor dem endgültigen
Abdichten mit einem isolierend und stoßdämpfend wirkenden Material, wie oben beschrieben,
ausgefüllt werden.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der die eigentliche
Kapazität darstellende Bauteil 10 a in ein rohrförmiges Gehäuse 15 c eingeschmolzen,
das dem rohrförmigen Gehäuse 15 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 entspricht.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen dieselbe, wie die in den
Fig.1 und 2 dargestellte, außer daß hier eine Abdichtung 28 an den Seitenflächen
des Bauteiles 10a vorgesehen ist, die sowohl mit dem Bauteil 10 a als auch mit der
inneren Fläche des rohrförmigen Gehäuses 15 c verbunden ist. Diese Abdichtung wirkt
als Sperrorgan für das Lot und begrenzt das Hinauffließen des Lots, das das kathodische
Ende des Schutzgehäuses mit dem des Bauteiles 10a verbindet, längs der Seitenflächen
des Bauteiles.
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Die Ausführungsform nach Fig.5 ist jener nach Fig.3 ähnlich, außer
daß bei der Ausführungsform der Fig. 5 das geschlossene Ende des becherförmigen
Gehäuses 15 a mit dem Lot 20 a gefüllt ist, das sich längs der Seitenfläche des
Bauteiles 10 a über einen wesentlichen Abschnitt erstreckt. Das Lot 20 a kann sowohl
als Dichtung des geschlossenen Endes des Gehäuses als auch als Verbindung der Zuleitung
19 a mit dem Bauteil 10 a dienen.
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Die Dichtung am oberen Ende jeder des Gehäuses 15 a ist in Fig. 5
dieselbe wie die in den Fig.1, 2 und 3.