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Elektrolytische Zelle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrolytische Zelle, bei der die Elektrodenzuführung mit
Flüssigkeitsabdichtung gegen einen Isolierkörper versehen ist, und bezweckt, die Durchführung eines
Zuführungsdrahtes einer Elektrode in einer solchen Zelle zu vereinfachen.
Ein solcher Zuführungsdraht muss flüssigkeitsdicht durch die Gefässwand durchgeführt werden, und manchmal dient er gleichzeitig als Träger des verhältnismässig schweren Elektrodenkörpers.
Zu diesem Zweck wurden bereits mancherlei Gummiabdichtungen vorgeschlagen. Diese haben aber verschiedene Nachteile, die unter anderm darin bestehen, dass Gummi auf die Dauer seine Nachgiebigkeit verliert und dass die Gefahr besteht, dass Verunreinigungen aus dem Gummi in den Elektrolyten gelangen, so dass dessen Wirkung ungünstig beeinflusst wird. Da weiter der Gummi angedrückt werden muss und an verschiedenen Stellen Abdichtungen angebracht werden müssen, entstehen im allgemeinen ziemlich umständliche und kostspielige Bauarten.
Ferner bereitet es Schwierigkeiten, die Elektrode zu zentrieren, wenn eine Gummiabdichtung verwendet wird, da der Gummi häufig nach einer Seite ausweicht und hiedurch eine Bewegung der Elektrode zulässt.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile behoben, indem der Isolierkörper aus einem harten Isolierrohr besteht, welches als selbständige Einheit flüssigkeitsdicht in die Gefässwand eingepresst ist, wobei die Elektrodenzuführung innerhalb dieses Körpers verlegt ist. Unter einer selbständigen Einheit" ist eine Einheit zu verstehen, die selbsttragend, ohne Stütze durch einen andern Körper, etwa eine Elektrodendurchführung oder die Bohrung in der Deckelwand, ihre Form und Steifheit selbständig beibehält, im Gegensatz zu den bei Akkumulatoren üblichen Zelluloidröhrchen und zu dem bei elektrolytischen Zellen bekannten und üblichen Weichgummirohr, welche Körper zum Einhalten ihrer richtigen Form immer von einem andern Bestandteil gestützt werden müssen.
Es zeigte sich, dass durch die Erfindung ein vorzüglicher flüssigkeitsdichter Abschluss erzielt werden kann, insbesondere wenn man einen keramischen Stoff, z. B. Porzellan, für das selbsttragende harte Isolierröhrehen verwendet.
Wenn ein solches Röhrchen durch eine Öffnung von etwas kleinerem Durchmesser in die Wand des z. B. aus Aluminium bestehenden Gefässes gepresst wird, so zeigt sich, dass das Material des Gefässes vollkommen schliessend an dem Röhrchen anliegen bleibt. Zweckmässig wird die Gefässwand an der Durchführungsstelle verdickt. Man kann dazu eine an sich bekannte Ausführungsform des Gefässes wählen, bei der eine Endwandung des Gefässes mit einem vorstehenden Teil versehen ist, der gleichzeitig für die Befestigung des Gefässes dient und zu diesem Zweck z. B. mit Schraubengewinde versehen ist.
Zweckmässig wird das Ende des Dnrehführungsrohres schwach koniseh ausgebildet, so dass das Einbringen des Rohres erleichtert wird, und wodurch ausserdem verhindert wird, dass sich auf diesem Teil des Rohres eine leitende Schicht bildet, die sonst beim Hindurchpressen des Rohrstüekes durch die Durchführungsöffnung entsteht und einen Kurzschluss zwischen der Elektrode und der Gefässwand herbeiführen könnte.
Neben den bereits erwähnten Vorzügen hat die erfindungsgemässe Bauart den weiteren Vorteil, dass die Elektrode gut zentrisch in dem Gefäss befestigt werden kann. Ferner eignet sieh das Material des Durchführungsrohres wegen seiner Steifheit als Träger für die Elektrode, so dass man in diesem Falle als Zuführungsleiter für die Elektrode nur einen dünnen Draht zu verwenden braucht. Zu dieser Anwendung der Elektrodendurchführung besteht um so mehr Anlass, da man in einer vorteilhaften Aus-
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@führungsform das Ende des Durchführungsrohres bereits flüssigkeitsdicht in eine Bohrung des EIektroden- körpers zur Erzielung der erwünschten Abdichtung des Dureführungsrohres in bezug auf den Elektroden- zuführungsleiter einpressen kann.
Bei dieser Verwendung des Durchführunrbhres soll dafür Sorge getragen werden, dass es aus einem Stoff besteht, der eine hinreichende Bruchfestigkeit besitzt.
Im Gegensatz zu Gummi besteht beim erfindungsgemäss benutzten Material im allgemeinen ein grosser Unterschied in der zulässigen Belastung auf Zug und Druck. Belastung auf Zug tritt aber in der Praxis bereits bei Stössen oder Erschütterungen der Zelle auf, da das Durchführungsröhrehen dann durch die verhältnismässig schwere Elektrode auf Biegung belastet wird, wobei soinitim Schnitt auf der einen Seite Belastung auf Zug und auf der andern Seite auf Druck eintritt.
Gefährliche Zugbelastungen können nun dadurch beseitigt werden, dass das Durchführungsrohr bereits vorher durch Zusammenpressen auf Druck belastet wird, wobei somit auftretende Zugkräfte nur zú einer Verringerung der Druckbelastung' fuhren können, aber nicht als eine Belastung auf Zug zum Ausdruck kommen. in der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines elektrolytischen Kondensators, auf den die Erfindung angewendet
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führungsart. Fig. 4 veranschaulicht das Ergebnis der Belastung auf Druck der Elektrodendurchführung. Fig. 5 stellt eine geänderte Ausführungsform eines elektrolytischen Kondensators dar, dessen Wand durchgeschnitten ist, während die Elektrode teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht dargestellt ist.
In Fig. 1 ist das Kondensatorgefäss mit 1 bezeichnet. Dieses Gefäss ist mit einem Elektrolyten 2 gefüllt, der z. B. aus einem aus 3 em3 6 N Ammoniak, l ! Wasser und 40 g Borsäure zusammengesetzten Gemisch besteht.
Das Gefäss enthält eine Elektrode 3, die aus einem zentralen Kern besteht, der eine grosse Anzahl gewellter Flossen oder Flügel 4 trägt. Ein ähnliches Profil kann durch Pressen einer Aluminiummasse durch eine entsprechend ausgebildete Öffnung erhalten werden. Im Zentrum der Elektrode 3 ist eine Bohrung 5 angebracht, in der ein als Elektrodenträger dienender Stab 6 mit seinem mit Schraubengewinde versehenen Ende 7 befestigt ist.
Im oberen Ende des Elektrodenkernes ist ferner eine Bohrung g von grösserem Durchmesser vorgesehen, und in diese Bohrung ist ein Rohr 9 eingepresst, das man sieh im vorliegenden Fall aus einer Porzellanart hergestellt denken kann, die unter dem Warennamen CaIIit" im Handel erhältlich ist.
Wie es sich in der Praxis gezeigt hat, ist die Verbindung zwischen dem Rohr 9 und der Elektrode : vollkommen flüssigkeitsdicht.
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gepresst. Auch diese Verbindung hat sich in der Praxis als vollkommen flüssigkeitsdieht bewährt. Das Ende 11 des Rohres 9 verläuft aus dem eingangs erwähnten Grunde schwach konisch.
Das obere Ende des sich durch das Rohr 9 erstreckenden Stabes 6 ist gleichfalls mit Schraubengewinde versehen, und an diesem Ende ist eine Mutter-M angeschraubt. Beim Anziehen dieser Mutter wird somit über die Unterlagscheiben 14 das Porzellanrohr 9 zwischen diesen Unterlagscheiben und dem Boden der Bohrung 8 in der Elektrode. 3 fest eingeklemmt. Das Rohr 9 wird somit auf Druck belastet.
Diese Druekbelastung ist in Fig. 4 a graphisch angegeben, wobei der Übersichtlichkeit halber das Rohr 9 als ein Stab dargestellt ist. Fig. 4 b zeigt die auftretenden Spannungen, wenn ein solcher Stab durchgebogen wird. Der linke Teil ist in diesem Falle auf Zug und der rechte Teil auf Druck belastet. Hat man
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Druckkräfte auftreten, wenn die vorher erfolgte Druckbdastung hinreichend gross gemacht worden i4.
Eine solche Druckbelastung kann das erfindungsgemässe Rohr leicht aushalten.
Fig. 1 zeigt auch den unteren Teil des Kondensators. Bei der endgültigen Anordnung des Kon-
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gefässes I herumgreift. Innerhalb dieses umgebogenen Randes ist ferner eine Kruppe 19 angeordnet.
Durch-Umfalzen des unteren Randes 19 ades Kondensatorgefässes kann das Gefäss fliissigkeitsdieht abgeschlossen werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dient ausschliesslich das Durchführungsrohr 9 als Elektrodenträger. Dieses Rohr ist entsprechend ausgebildet und gemäss Fig. 1 befestigt. Der Zuführungsleiter wird hier aber durch einen schlaffen Draht 20 gebildet, dessen unteres Ende in den Boden der Bohrung 8 eingedrückt oder geschraubt ist, während das obere Ende durch eine Öffnung 21 einer Metallkappe 22 gezogen ist, die das obere Ende des Durchführungsrohres 9 abschliesst. Der Draht 20 ist auf der Kappe 22
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Aus den Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, dass zur Befestigung des Kondensators der Hals 10 des Gefässes 1 an der Aussenseite mit Schraubengewinde versehen ist.
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In der Ausführungsform nach Fig. 5 erstreckt sich das Porzellanrohr 24, das den Stift 6 umschliesst, nur bis halbwegs in den Hals j ! C des Gefässes 1, was aber zur Erzielung einer guten Zentrierung der Elektrode 3 hinreicht.
Auf der oberen Fläche des Rohres 24 ist eine Gummipackung 25 angeordnet, auf der wieder ein ebenfalls bis in den Hals 10 eingreifendes Porzellanröhrehen 26 angeordnet ist, das gleichfalls die gute Zentrierung der Elektrode 3 fördert. Beim Andrehen der unteren Mutter 13 wird die Packung fest an die Wände des Raumes angedrückt, in dem sie angebracht ist. Auf diese Weise erhält man eine grössere Sicherheit gegen Auslecken des Elektrolyten, und trotzdem wird eine Berührung zwischen Gummiteilen und der Füllung des Gefässes vermieden.
Ausserdem ist am Unterende des Rohres 24, wo dieses in die Vertiefung 8 der Elektrode reicht, eine Gummiabdichtung 27 zwischen den Wänden der Aushöhlung 8 und dem Rohr 24 angebracht. Da diese Abdichtung nur aus einer dünnen Gummiplatte besteht, ist die gute Zentrierung hiedurch nicht gefährdet, wobei ersichtlich ist, dass nur ein ganz kleiner Teil der Gummioberfläche mit dem Elektrolyten in Berührung ist, so dass die Gefahr von Verunreinigung des Elektrolyten äusserst gering ist.
In der Figur ist unten ersichtlich, dass auch der Abschluss des Gefässes von dem nach Fig. 1 verschieden ist.
Der aufstehende Rand 28 des Deckels 15 ist nämlich viermal rechtwinklig umgebogen und umfasst den zweimal rechtwinklig umgebogenen Rand des Gefässes 1.
Dieses wird von dem umgebogenen Rand des Deckels 19 umschlossen. Die derart gebildete Naht wird ringsum fest angefalzt.
Mancherlei Änderungen der verschiedenen Teile sind möglich, ohne dass vom Erfindungsprinzip abgewichen wird. Die Elektroden im Gefässe können anders als die in der Zeichnung dargestellten ausgebildet sein, und auch vielerlei andere Elektrolyten neben den beispielsweise obengenannten können Anwendung finden.
Die Elektrodendure1Ührung kann ausser aus Porzellan auch aus andern Isolierstoffe, z. B.
Steatit, Isolantit, Glas, Quarz od. dgl., bestehen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrolytische Zelle, bei der die Elektrodenzuführung mit Flüssigkeitsabdichtung gegen einen Isolierkörper versehen ist, welcher in der Gefässwand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
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in die Gefässwand eingepresst ist, wobei die Elektrodenzuführung innerhalb dieses Körpers verlegt ist.