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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Elektrolyt-Kondensatoren mit saugfähiger poröser
Zwischenschicht.
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dünn ist, damit der Stromweg im Elektrolyten ein Mindestmass hat und dadurch auch der Widerstand auf ein möglichst geringes Mass herabgesetzt wird. Am besten wäre es, wenn eine möglichst dünne Schicht des Elektrolyten ohne sonstigen Träger angewandt werden könnte. Diese Möglichkeit fehlt aber wegen der Eigenart des Elektrolyten, und es besteht die Notwendigkeit, den Elektrolyten von einem Abstandshalter in Form einer saugfähigen, porösen Masse aufnehmen zu lassen. Als Träger des Elektrolyten wird jetzt vielfach Papier verwendet. Dieses Papier muss, wenn es verwendbar sein soll, ohne, jedenfalls ohne merkliche Leimung hergestellt sein. Es muss ausserdem aus den eben dargelegten Gründen so dünn wie möglich gehalten werden.
Ungeleimtes Papier geringer Stärke hat aber
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wird. Hiedurch wird seine Verarbeitung aufs höchste erschwert, so dass es bisher nicht möglich war, die notwendige Imprägnierung des Papiers mit dem Elektrolyten in vollkommen befriedigender Weise durchzuführen.
Es ist Gegenstand der Erfindung, diese Möglichkeit zu schaffen, und es wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass in üblicher Weise durch Erhitzen eine Lösung des Elektrolyten bereitet, diese Lösung
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evakuierte, aus den Elektroden und der saugfähigen porösen Zwischenlage (Papier) bestehende Wickel im Vakuum überflutet, das Vakuum hierauf aufgehoben und durch Erwärmung des in dem Elektrolyten befindlichen Wickels das vollkommene Eindringen des Elektrolyten herbeigeführt wird.
Als Elektrolyt wird eine an sieh bekannte Mischung aus Borsäure, Glykol oder Glyzerin und
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gebracht. Ihr Siedepunkt liegt anfangs bei 1150 C. Die richtige Konzentration wird jedoch unter Umständen erst bei einem Siedepunkt von 1320 C erreicht. In einem solchen Falle wird so lange weiter erhitzt, bis dieser Siedepunkt erreicht ist.
Gemäss weiterer Erfindung wurde nun festgestellt, dass für die Herstellung der unterkühlten Lösung nur bis zu einem Siedepunkt von 125 C erhitzt zu werden braucht und erst später nach Aufhebung des Vakuums bei Erwärmung des mit dem Elektrolyten überfluteten Wickels die Schlusserhitzung bis auf 132 C Siedepunkt erfolgen kann.
Die Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung erfolgt zweckmässig mit Hilfe eines zur Aufnahme der Wickel dienenden Gefässes, in welches die Elektrolytflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter ohne gleichzeitigen Zutritt von Luft einfüllbar ist. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, dass der Vorratsbehälter für die Elektrolytflüssigkeit mit dem evakuierbaren Gefäss durch ein Ventil in Verbindung steht, das an einer stets unterhalb des Flüssigkeitsspiegels bleibenden Stelle des Vorratsbehälters angeordnet ist. Z. B. kann man vorteilhaft den Vorratsbehälter auf dem Deckel des Gefässes anbringen und ihn durch ein Bodenventil mit dem Gefäss verbinden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung dargestellt.
Die Vorriehtung besteht aus einer Grundplatte 1, z. B. aus Eisen, welehe ein oder mehrere Öffnungen 2 aufweist. An diese Öffnungen ist eine Vakuumpumpe 3 mittels einer durch ein Ventil 4 abschliessbaren Leitung 5 angeschlossen. Auf der Grundplatte 1 ist ein Gefäss aufgebaut, welches aus
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dem z. B. aus'Glas hergestellten. Zylinder ! und dem Deckel 7, z. B. aus Aluminium oder einem andern leichten Material besteht. Die Dichtung zwischen dem Zylinder und der Grundplatte 1 bzw. dem Deckel 7 erfolgt mittels Ringen 8 und 9 aus Gummi od. dgL Der Deckel 7 besitzt eine glatte Unterseite, um bequem abgelegt werden zu können, und liegt nur auf dem entsprechenden flachen Gummiring 9 auf, auf welchem er durch den Unterdruck in dem Gefäss festgepresst wird.
In den Deckel 7 ist ein
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Zwischenfügung einer Gummischeibe 13 ein Vorratsbehälter M für die Elektrolytflüssigkeit aufgesetzt.
Dieser weist eine vorteilhaft konische, gegebenenfalls durch. einen kleinen Kanal verlängerte Boden- öffnung 15 auf, welche in eine entsprechende Bohrung 16 des Deckels 7 hineinragt und mittels einer mit einem Griff 17 versehenen Ventilstange 18 verschlossen gehalten werden kann. Die zu imprägnierenden Kondensatoren 19 werden im Innern des unteren Gefässes, zweckmässig in einem besonderen Behälter 20, untergebracht. Die Grösse des Behälters 20 ist der Zahl der gleichzeitig zu behandelnden Kondensatoren anzupassen. Die Grösse des Vorratsbehälters M ist so zu bemessen, dass er eine zur vollständigen Bedeckung der in dem Behälter 20 befindlichen Kondensatoren ausreichende Flüssigkeitsmenge aufzunehmen vermag.
Die Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung geschieht in folgender Weise :
Es wird zunächst die an sich bekannte Elektrolytlösung aus Glykol, Borsäure und Ammoniak hergestellt und so lange erhitzt, bis sie einen Siedepunkt von zirka 125" C hat. Vorteilhaft werden
620 Borsäure,
580 9 Äthylenglykol und
140 Ammoniak 25% ig gemischt. Diese Lösung wird, beispielsweise durch Einstellen in kaltes Wasser, möglichst rasch abgekühlt, und es wurde festgestellt, dass dabei, wenn gröbere Erschütterungen vermieden werden, keine Kristallausscheidung auftritt, sondern eine unterkühlte, übersättigte Lösung entsteht, deren Siedepunkt in einem Vakuum von 15 mm Hg.-Säule bei Zimmertemperatur liegt.
Gleichzeitig, vorher oder nachher werden die Wickel etwa zwei Stunden mit zirka 100" C erhitzt, um die Wickel vollständig zu trocknen. Diese Erhitzung kann in oder ausserhalb der Behandlungsvorrichtung erfolgen. Dann werden die Wickeln das Behandlungsgefäss eingesetztund etwa eine Stunde lang bei 10 mm Hg.-Säule evakuiert.
Es ist aber auch möglich, sich mit einer weniger intensiven Trocknung zu begnügen, dann wird man aber in der Regel eine längere Zeit evakuieren müssen.
Hierauf wird die unterkühlte Elektrolytflüssigkeit vorsichtig in das obere Gefäss 14 eingefüllt
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Behälter 20, ohne dass Luft mit eintreten kann. Das Vakuum bleibt daher erhalten. Gegebenenfalls wird durch Betätigung der Pumpe dafür gesorgt, dass der Druck nicht über etwa 15 mm Hg.-Säule steigt.
Sobald die Wickel vollständig bedeckt sind, wobei das Eindringen des Elektrolyten in die Poren der evakuierten, stark saugfähigen Masse zu berücksichtigen ist, wird der Hahn 4 geschlossen und das Vakuum durch Herausziehen des Stöpsels 11 aufgehoben. Der Aussendruck drückt nun den Elektrolyten stark in die Poren ein. Um die vollständige Durchdringung der porösen Zwischenschicht zu erreichen, wird das Gefäss 20 anschliessend sofort erhitzt. Hiebei wird der Elektrolyt dünnflüssig und kann so alle Poren der saugfähigen, porösen Zwischenschicht ausfüllen. Die Erhitzung wird so lange fortgesetzt, bis der Elektrolyt den Siedepunkt von 1320 C erreicht hat.
Es ist festgestellt worden, dass auf diese Weise Kondensatoren hergestellt werden können, die allen bekannten Kondensatoren wesentlich überlegen sind, da die nunmehr verwendbaren dünnen Abstandshalter besonders kleine Abmessungen des fertigen Kondensators ergeben und durch die vollkommene Imprägnierung eine hohe Durchschlagssicherheit erreicht wird.
Die Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Vorrichtung beschränkt, sondern diese kann in verschiedenster Weise, was die Ausbildung der Gefässe, ihre Lagerung zueinander, die Herstellung einer Verbindung zwischen beiden Gefässen ohne Aufhebung des Vakuums usw. anbetrifft, verändert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Elektrolyt-Kondensatoren mit saugfähiger poröser Zwischenschicht unter Verwendung eines aus Borsäure, Glykol oder Glyzerin und Ammoniak bestehenden Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Elektrolyt in bekannter Weise durch Kochen einer Mischung von Borsäure, Glykol oder Glyzerin und Ammoniak hergestellt, dann rasch auf Zimmertemperatur abgekühlt, die so entstandene unterkühlte Lösung im Vakuum den evakuierten Wickeln des Kondensators, diese bedecked, zugeführt, hierauf das Vakuum aufgehoben wird und die von dem Elektrolyten bedeckten Wickel zusammen mit diesem erhitzt werden.