DE767689C - Elektrolytischer Kondensator mit mit dem Elektrolyt versehenen Faserstoffschichten zwischen den Belegungen und Verfahren zu seiner Herstellung sowie elektrolytischer Mehrfachkondensator - Google Patents

Description

• Elektrolytischer Kondensator mit mit dem Elektrolyt versehenen Faserstoffschichten zwischen den Belegungen und Verfahren zu seiner Herstellung sowie elektrolytischer Mehrfachkondensator Elektrolytische Kondensatoren werden derart hergestellt, daß eine Elektrode aus! einem hautbildenden Material, wie z. B. Aluminium oder Tantal, . die plattenförmig, aus Blech oder Folie in geeignetem Zuschnitt sein kann, in einer geeigneten chemischen Flüssigkeit einer Strombehandlung unterworfen wird und auf ihr auf diesem elektrochernIschenv Wege eine Haut oder Schicht hergestellt wird, die dielektrische Eigenschaften besitzti. Ernie solche Elektrode wird mit dem. Betriebselektrolyt in Berührung gebracht, mit dem eine andere Elektrode in Berührung steht, die lediglich zur Stromzuführung dient. Beide Elektroden werden zweckmäßig durch eine Trennschicht aus. porösem MateriaL getrennt.
• Ferner soll der Kondensator lange Lebensdauer haben, also auch 2n der Ruhe, während des Versands-, am Lager oder bei Nichtgebrauch sich nicht abnutzen, d. h. däß weder der Betriebselektrolyt' verbraucht oder verändert noch das Elektrodenmaterial und die Leitungen nach außen angefressen werden sollen. SehließlIch sol=l der Kondensator auch hohe Temperaturen bei Gebrauch und Nichtgebrauch aushalten können und bei geringstem Gewicht kleinsten Raum beanspruchen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß die imprägnierte Faserstoffschicht, die die quer zur Längsrichtung der Belegung sich erstreckende Kante überdeckt, um dies-° Kante umgelegt ist, um solche Kondensatoren auch für höhere Spannungen geeignet zu machen.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert.
• Fig. i zeigt eine Elektrodenplatte zwischen den imprägnierten Stofflagen.; Fig. :2 zeigt die Vorbereitung des Kondensatorwickelns; Fig. 3 zeigt einen aus zwei Elementen bestehenden unaufgewickelten KondensatorkGrper; Fig. q. zeigt die fertiggestellte Ralle nach Fig. 3; Fig. 5 zeigt eine mit Faserstoff umwickelte Kondensatorrolle nach Fig. d.; Fig.6 zeigt die fertiggestellte Rolle nach Fig. 5 ; Fig. ; und S zeigen in einem Gehäuse eingebaute Kondensatorelemente; Fig. 9 zeigt eine nicht aufgewickelte Konde.nsatoreinheit mit mehreren Elektroden; Fig. io zeigt die Anordnung einer SchlußfGrmierung.
• Bei der Herstellung des Kondensators wird zweckmäßig von Metallfolien ausgegangen, welche in geeigneten chemischen Flüssigkeiten bei Strombehandlung eine dielektrische Schicht oder Haut bilden, die regelmäßig ein Oxyd des Metalls ist. Als solche Metalle kommen insbesondere Aluminium und Tantal in Betracht.
• Das Verfahren zum Imprägnieren der verwendeten Trennstücke aus Faserstoff wird wie folgt vorgenommen. Beispiels-,veise wird ein Gazestreifen, der etwa 15 mm breiter als die Folie ist. mit einer Lösung imprägniert und bildet dann einen getränkten Vorrat. Die Gaze besteht zweckmäßig aus besonders gereinigtem und dicht gewebtem Stoff, wie er für Verbandstoffe gebraucht wird. Sie wird mit gewünschter Breite in Länge von etwa ioo m zurechtgeschnitten. Es kann auch irgendein anderer poröser Stoff gewählt werden.
• Die Bedeckung der formierten Platte ja mit dein imprägnierten Stoff erfolgt derart, daß die behandelte und getrocknete, mit einer Schicht versehene Elektrodenplatte ja z"vischen den imprägnierten Stoff 39a eingelegt wird, so daß letzterer die Platten ja überlappt (Fig. i) und sie mit Ausnahme des vorspringenden Anschlußstücks 5 bedeckt, wodurch , ' ein wirksamer Kantenschutz erhalten wird. Um eine gute Bedeckung der Belegungen ja eines Kondensators, insbesondere Hochspannungskondensators, zu gewährleisten, «-erden zweckmäßig zwei Stofflagen 39a verwendet.
• An Hand der Fig. 2 ist die Vorbereitung ds Kondensatorwickelns beschrieben. Wenn es sich um polarisierte Kondensatoren für Filterkreise handelt, kann die negative Elektrode aus weichem Aluminiumblech von etwa o,i @ mm Stärke bestehen und erfindungsgemäß entweder die gleiche oder eine etwas größere Breite als die Platten ja besitzen. Letzteres ist zur Verringerung des inneren Widerstands des Kondensators vorteilhaft. Die Folie .I5 kann auch aus einem anderen Metall bestehen. Die Folie q.5 wird zwischen Rollen .I6 geglättet und am Ende zu einer Windung.I5a gerollt (vgl. Fig. 9). Eine Einheit 47, z. B. der in Fig. 2 gezeigten Art, bestehend aus einer positiven Platte ja, die mit imprägniertem Stoff 39a bedeckt ist, wird in der in Fig. 2 gezeigten Weise auf die Folie .45 aufgelegt und das Wickeln vom Ende aus begonnen. Das Wickeln der Folie 45 wird fortgesetzt, nachdem das Element .4,~ aufgerollt ist, so daß die Folie :a.5 das Element q.; überdeckt. Darauf wird ein zweites Element, ähnlich 47 oder von verschiedener Länge, aufgewickelt, und dies wird fortgesetzt mit einer gewünschten Anzahl von Elementen.Ij, die alle zu einer Rolle gemäß der Erfindung vereinigt werden. Eine fertiggestellte Rolle 52, die aus zwei Elementen besteht, welche in Fig.3 mit 4; bezeichnet sind, ist in Fig. q. dargestellt. Die negative Elektrode 45 besitzt eine Lasche 4.9, die nach oben vorspringt. Die Laschen 5 und 5a der zwei Elemente .1 .; sind in gewöhnlicher Weise angebracht. Erfindungsgemäß hält ein Gummiband.IS die Rolle 52 zusammen für die spätere Behandlung. Die im Stoff 39a befindliche Lösung wird in geronnenem Zustand in ihr festgehalten und kann bei Zimmertemperatur nicht herausfließen.
• Der in Fig. q. dargestellte Kondensator -ist als gewickelter Kondensator gezeichnet; er kann aber auch flach sein oder irgendeine andere gewünschte Form besitzen.
• Wie in Fig. 5 gezeigt, wird die in Fig. 4. veranschaulichte Einheit 52 nunmehr mit einer Lage absorbierenden Faserstoffes, z. B. Löschpapier 53, umwickelt. Das Löschpapier 53 wird zweckmäßig durch eine Schnur oder durch ein Gummiband festgehalten. Das Löschpapier soll die gerollte Einheit 52 schützen, wenn sie beim späteren Vergießen in einem Behälter erhitzt wird, und soll überschüssige Lösung aus dem imprägnierten Stoff 39a, die an den Rändern des Stoffes austreten kann, aufsaugen. Der nächste Schritt bei der Herstellung des Kondensators ist das Wickeln lackierten Isolierpapiers' um die Einheit 52, wie in Fi:g. 6 gezeigt, so, daß eine gewickelte Packung entsteht, welche Gummibänder oder Schnüre 56 zusammenhalten. Aus dem Einwickelpapier sind Polstüdae 5, 5a und 49 heraus, geführt.
• Eine Rolle 52 kann eine oder mehrere positive Elektroden ja besitzen. In F'ig. 9 ist eine Einheit mit fünf solcher Elektroden beisp;ielsweise dargestellt. Eine Anzahl getrennter, formierter Platten ja, dienen Länge untereinander verschieden sein kann, wird zwischen imprägnierte, Stoffstreifen 39a und auf einen gemeinsamen negativen Alumiin!iumstreifen 45 gelegt, so daß das: Ganze als ein einziger geickelter Kondensator gerollt werden kann. Erfindungsgemäß können mehrere fertiggewickelte und zweckmäßig flachgepreßte Kondens.atoorelemente in einem Gehäuse vereinigt werden. Maxi erhält dann :einen gebrauchsfertigen Kondernsatorblock, wie er in Vig.7 und 8 gezeigt ist. Die, Schaltung ist aus Fig. 7 ersichtlich. Dort ist ein negativer Pol 53' und drei getrennte positive Pole 54, 55, 56a vorgesehen. Der rechte gezeichnete Kondensator besteht aus einer negativen Folie, auf der zwei. Kondensato:reinnheiten getrennt voneinander in der in Fig. 3 gezeigten Weise angebracht und dann. gerollt sind, während der linke gezeichnete Kondensator 57 aus einer einfachen: Einheit besteht. Der fertige Kondensatorblock 58 (Fdg. 8) muß dementsprechend vier Heraüsführungen besitzen, welche zweckmäßig mit verschiedener Farbe gekennzeichnet sind, um den Anschluß zu erleichtern. Der Raum im Behälter 58 um die Kondensatoreinheiten herum kann mit Wachs, Paraffin oder anderem Füll, oder Isolierstoff ausgefüllt sein. Der Deck ed des Behälters schließt zweckmäßig mittels. eines Gummirirnges. 59 an die Herausführuri,gen an.
• Die Lösung zum Imprägnieren: besteht vorteilhaft aus reinem pulverförmigem Gummiarabikum, das ,in heißem Glycerin gelöst ist.
• Als zweckmäßige Weise, die Lösung (Mischung) zu kochen, hat sich herausgestellt, zuerst dien Glycerinbestanrdteil bis auf ungefäh.r ioo"C zu. erwärm, worauf die richtige Menge Gummiarabikum hinzugefügt und verrührt wird.
• Das Kochen mit gelegentlichem Umrühren wird während geeigneter Zeitdauer von etwa 30 Minuten fortgesetzt, bis etwa i4o bis i5ö°'C erreicht sind. Um die Flüssigkeit für Tränkungszwecke wieder verwendungsfähig zu machen, ist es erforderl'ch, die Mischung allmählich auf etwa 9o bis 95'° zu erwärmen. Sie ist dann in einem genügend flüssigen Zustand. Das Formieren, der Belegung kann beliebig erfolgen, vorteilhaft aber unter steigender Klemmenspannung eines Gleich- oder Wechselstromes. Als chemische Behandlu;ngsflüs:sigkeit dient zweckmäßig eine. klare Lösung von destilliertem Wasser mit Ammonium-Bittartrat und -Ammonium-Heptam@olybdat.
• Die gewickelten Kondensatorelemente können vor oder nach dem anbau : in das Gehäuse einer Schlußbehandlung unterworfen werden, die ein Nachformieren oder Altern darstellen kann.
• Die Behandlung (Altern) des: in F?i.g. 6 gezeigten fertigen Kondensatorelements 52 wird vollendet, wie es in Fig. je dargestellt ist, und erfordert eine Zeit von etwa 5 Minuten je Kondensator. Ein, in; geeigneter Wise angetriebener Generator 87, der durch einen Widerstand; 89. geregelt wird, speist Sammelschienen 9o und 9i, an; welchen eine größere Anzahl von Widerständen 9.2 von etwa io ooo Ohm liegt. über Verbindungsstücke) 93 kann eine Kondensatorrolle, deren Kapazität z. B. i Mikrofarad beträgt, in den Stromkreis der Schienen 9o, 9i in Reihe mit dem Widerstand 9a geschaltet werden. Ein Strom richtiger Polarität wird; durch Schließen des Schialters 94 für etwa 5 Minuten, jedoch nicht 1:ängerals-etwa i2 Minuten, hindurchgeschickt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolytischer Kondensator mit mit dem Elektrolyt versehenen Faserstoffschichten zwischen den Belegungen, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Faserstoffschicht, die die quer zur Längs;-richteng der Belegung sich erstreckende Kante überdeckt, um diese Kannte umgelegt ist. z. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i in: Wickelform, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorwickel durch Gummiringe, (48) zusammengehalten i st. 3. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i und ä, dessen Kondensatorwickel mit mindestens einer Lage absar-Nerenden Faserstoffes, z. B. Löschpapier, umwickelt ist, dadurch: gekennzeichnet, daß die Faserstofflage durch eine Schnur oder ein Gummiband (56) gesichert ist. 4. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i bis, 3, dadurch gekenuzeichr nee, daß zur Imprägnierung ein Elektrolyt verwendet ist; in dien beispielsweise Gummiarabikum in Pulverform in Glycerin verteilt und vorteilhaft durch Erhitzen über ioo° bis etwa i4o° C gekocht ist. 5. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt bei Temperaturen von etwa go°C zum Tränken benutzt ist. 6. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt zur Schichtbildung (Formierung) eine verdünnte Lösung benutzt ist, die ein Ammonuni-Bitartrat und Ammonium-Heptamolybdat enthält. 7. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Formierung mit steigender Spannung durchführt. B. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Mehrfachkondensators, bei dem ein oder mehrere poröse Faserstoffbänder in fortlaufendem Verfahren durch einen Elektrolyt gemäß Anspruch oder 5 hindurchbewegt und sodann gegebenenfalls aufgestapelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man von. diesem Band Stücke solcher Größe abteilt, daß sie zum Bedecken eines: die eine Kondensatorbelegung bildenden anodi.schen Metallstreifens ausreichen, die so bedeckten ITetallstreifen in Abstand voneinander sodann auf einen fortlaufend zugeführten und die andere Kondensatorbelegung darstellenden, gemeinsamen kathodischen Metallstreifen in dessen Längsrichtung auflegt und schließlich eine gewünschte Anzahl der anodischen Streifen mit dem gemeinsamen kathodischen Streifen zu einem Kondensatorkärper wickelt. 9. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8 hergestellter elektrolytischer Mehrfachkondensator, dadurch geken1nzeichnet, daß die keine dielektrische Schicht aufweisende gemeinsame Kathode breiter ist als die Anoden. io. Elektrolytischer Mehrfachkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensatorelement nach Anspruch 9 mit einem elektrolytischen Kondensator nach den Ansprüchen i bis 7 in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigt, zusammengeschaltet und dementsprechend eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen aus dem Gehäuse herausgeführt ist, die vorteilhaft zwecks Vermeidung falscher Anschlüsse untereinander verschiedene Kennzeichen, z. B. Kennfarben, aufweisen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften --\-r. 127302, 130 725; USA.-Patentschriften \ r. 1 658 976, 1 672 714, 1 672 899; britische Patentschrift Nr. 314 16o.