<Desc/Clms Page number 1>
Elektrolytkondensator Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator mit einem Gehäuse, einem Verschluss für dieses Gehäuse, einem Kondensatorkörper in diesem Gehäuse, einem Elektrolyten in diesem Gehäuse und einer durch den Verschluss hindurchgeführten, gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierten elektrischen Zuleitung zu dem Kondensatorkörper.
Bei der Konstruktion derartiger Elektrolytkondensatoren sind folgende Forderungen zu beachten : 1. Ihr Verschluss soll gas-und dampfdicht sein, um zu verhindern, dass Bestandteile des im Gehäuse befindlichen Elektrolyten, beispielsweise Wasser in Form von Wasserdampf, entweichen können, wobei sich unter Umständen die chemische Zusammensetzung des Elektrolyten ändert.
2. Der Elektrolyt darf räumlich nur in Berührung mit dem Gehäuse, mit dem Kondensatorkörper und mit Isolierstoffe stehen, nicht aber mit äusseren elektrischen Zuleitungen zu Kondensatorkörper und Gehäuse (die aus lötbaren und daher nicht aus mit elektrisch isolierenden Oxydschichten bedeckten Metallen bestehen), zwischen denen dann der Elektrolyt einen elektrischen Kurzschluss herstellen würde.
3. Die erforderlichen, mechanisch nicht widerstandsfähigen leitenden Verbindungen - etwa die Schweissstellen-zwischen den äusseren Zuleitungen aus lötbarem Metall und dem Kondensatorkörper bzw. einer Anschlussleitung an dem Kondensatorkörper aus Ventilmetall sollen sich innerhalb des Gehäuses befinden und mechanisch entlastet sein.
Bekanntlich bereitet es Schwierigkeiten, diese Forderungen zugleich zu erfüllen.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 224, 307 ist es bereits bekannt, zur Lösung dieser Aufgabe ein Gehäuse mit einer Doppeldichtung zu versehen, wobei die innere Dichtung aus einem Gummikörper besteht, der mittels eines Schraubbolzens derart zusammengepresst wird, dass der Bolzen seitlich an die Innenwand des Gehäuses gepresst wird. Zur weiteren Abdichtung ist über dem Gummikörper als zweites Dichtungelement eine Vergussmasseschicht angeordnet. Eine solche Doppeldichtung ist zwar so dicht, dass flüssige Bestandteile nicht hindurchtreten können, jedoch reicht eine solche Dichtung nicht dazu aus, auch das Entweichen von gas- oder dampfförmigen Stoffen zu verhindern, da weder die innere noch die äussere Dichtung völlig gas-oder dampfdicht ist.
Weiterhin sind auch schon Doppeldichtungen bekannt, deren äusseres Dichtungselement aus einer eingelöteten Glasperle besteht, während das innere Dichtungselement durch eine Vergussmasseschicht gebildet wird. Eine eingelötete Glasperle bildet an sich einen völlig dichten Abschluss, so dass es auf diese Weise möglich wäre, das Entweichen jeglicher Elektrolytbestandteile zu vermeiden.
Jedoch dürfen die Lötstellen dieser Glasperlendurchführung nicht in Kontakt mit der Elektrolytflüssigkeit kommen, da einerseits dadurch die Lötstellen korrodiert werden, anderseits der Elektrolyt einen Kurzschlussweg zwischen den beiden nicht formierten Anschlusselementen entgegengesetzter Polarität des Kondensators bildet' Es ist daher zwischen dem Innenraum des Kondensators und dieser eingelöteten Glasperlendichtung eine zweite Dichtung vorgesehen, die aus einer Vergussmasseschicht besteht. Eine Vergussmasseschicht hat nun aber stets den Nachteil, zumindest an den Verbindungsstellen zu der Wandung des Gehäuses kleine Spalten zu bilden, durch die die Elektrolytflüssigkeit hindurchdringt. Es ist daher nicht möglich, eine Vergussmasseschicht so auszubilden, dass sie den Durchtritt leitender und aggressiver Bestandteile des Elektrolyten vollständig verhindert.
Infolgedessen kann sie auch nicht verhindern, dass eine Korrosion der Lötstelle der eingelöteten Glasperle eintritt und somit die Dichtungswirkung derselben zunichte gemacht
<Desc/Clms Page number 2>
wird. Auch eine solche Doppeldichtung kann daher nicht als völlig gas-und dampfdicht bezeichnet wer- den.
Es ist auch schon bekannt, Elektrolytkondensatoren durch elastische Dichtungskörper abzuschliessen, die mit Hilfe von Sicken im Gehäuse befestigt sind. Auch solche Dichtungen können nicht als völlig gas- und dampfdicht bezeichnet werden.
Es ist ausserdem auch bekannt, zum Zweck der Zentrierung und Halterung der Anschlusselemente un- terhalb eines elastischen Dichtungskörpers eine Scheibe vorzusehen, durch die die Anschlusselemente ge- führt werden und die zur Halterung der Anschlusselemente dient.
Die Erfindung besteht aus einer Kombination einer Reihe an sich bekannter Merkmale, wobei jedoch erst durch deren Kombination die Lösung der gestellten Forderungen gestattet wird und wodurch gegen- über den bekannten Teillösungen wesentliche technische Vorteile erzielt werden.
Sie geht von der Feststellung aus, dass es Stoffe gibt, die zwar nicht gas-und dampfdicht, jedoch für leitfähige Anteile, die Elektrolyte abzugeben vermögen, undurchlässig sind. Ein derartiger Stoff ist beispielsweise künstlicher Kautschuk mit der Handelsbezeichnung "Neopren".
Unter sinnfälliger Ausnützung dieses Sachverhalts werden bei dem erfindungsgemässen Elektrolytkondensator die gestellten Forderungen erfüllt. Er ist gekennzeichnet durch die Kombination der an sich be- kannten nachstehenden Merkmale : a) Zum vollkommen flüssigkeitsdichten Abschluss des zwischen den Dichtungen befindlichen Raumes besteht die innere Dichtung aus einem Dichtungskörper, z. B. aus einem elastischen Material, der für die von dem Elektrolyten abgegebenen elektrischen leitfähigen Stoffe undurchlässig ist, wie z. B.
Gummi, b) der Dichtungskörper ist durch Sicken in der Gehäusewand vollkommen flüssigkeitsdicht gegen diese und an die durch den Dichtungskörper geführte Zuleitung gepresst, c) die gasdichte Abdichtung erfolgt durch Verlöten des äusseren Abdichtorganes (4) einerseits mit dem Öffnungsrand des Gehäuses (1) und anderseits mit dem Zuleitungsorgan (3) und d) unterhalb der inneren Dichtung ist kondensatorseitig zum Zwecke der Zentrierung und Halterung der Elektrodenausführung eine feste, im Gehäuse gelagerte, korrosionsbeständige sowie ein zentrisches Loch aufweisende Scheibe vorgesehen, und der Anschlussdraht zum Kondensatorkörper ist mechanisch fest durch dieses zentrische Loch und ein ebenfalls zentrisches Loch im Dichtungskörper geführt.
In den genannten Raum kann etwa Wasserdampf, der sich aus dem Elektrolyten bildet, hineindiffundieren, bis der Wasserdampfdruck zu beiden Seiten des Dichtungskörpers der gleiche ist. Damit ist ein Gleichgewichtszustand erreicht, und aus dem Elektrolyten entweicht kein Wasserdampf mehr. Da der Verschluss gas-und dampfdicht ausgebildet ist, ändert sich die Zusammensetzung des Elektrolyten während des Betriebes nicht weiter. Diese Ausbildung des erfindungsgemässen Elektrolytkondensators vermeidet überdies mit einfachen Mitteln die Nachteile der an sich bekannten Doppelgehäuse, die ein grosses Vo- lumen beanspruchen und deren Zusammenbau kostspielig ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels.
In der Figur ist ein Elektrolytkondensator mit Tantalelektroden wiedergegeben, der in einem Gehäuse 1, z. B. aus Silber, untergebracht ist. Dieses Gehäuse weist einen Verschluss 2 auf, durch den eine aus einem Nickeldraht bestehende elektrische Zuleitung 3 zu dem Ventilmctalldraht 6, gegenüber dem Gehäuse 1 durch eine Glasperle 4 isoliert, geführt ist. In dem Gehäuse 1 ist der Dichtungskörper 5 vorgesehen, durch den die Anschlussleitung 6, die aus einem Tantaldraht besteht, zum Kondensatorkörper 20 geführt ist. Der Kondensatorkörper 20 ist von einem Elektrolyten umgeben, der beispielsweise aus Schwefelsäure besteht.
Der Dichtungskörper 5 trennt den Raum innerhalb des Gehäuses 1, in dem sich der Kondensatorkörper 20 und del Elektrolytbefinden, von dem Verschluss 2 des Gehäuses 1, durch der. die elektrische Zuleitung 3 bzw. 6 zu dem Kondensator 20 geführt ist. Der Dichtungskörper 5 besteht aus künstlichem Kautschuk mit dem Handelsnamen "Neopren" ; dieser Stoff weist eine Beständigkeit gegenüber dem Elektrolyten bis zu etwa 1000C auf. Er ist überdies für die aus dem Elektrolyten sich entwickelnden elektrisch leitfähigen Stoffe, beispielsweise für die Schwefelsäure, die einen elektrischen Kurzschluss zwischen der Zuleitung 3 aus Nickel oder dem noch zu beschreibenden Rohr 10 und der Wandung des Gehäuses 1 verursachen könnten, undurchlässig.
Statt der Schwefelsäure kann auch eine andere elektrolytische Lösung, etwa eine Lithiumchlorid-Lösung oder ein Glykol-Wasser-Gemisch, dem leitfähige Stoffebeigegegeben sind, vorgesehen sein. Zwischen dem Dichtungskörper 5 und dem Verschluss 2 ist ein Raum 7 zur Aufnahme von aus dem Elektrolyten austretenden und durch den Dichtungskörper 5 hindurchdringenden Gasen oder Dämpfen freigelassen. Das Volumen dieses Raumes 7 ist klein gegenüber dem Volumen des Gehäuses 1.
<Desc/Clms Page number 3>
Die von aussen zum Kondensator führende elektrische Zuleitung 3 ist innerhalb des freien Raumes zwischen dem Dichtungskörper 5 und dem Verschluss 2 mit dem Tantaldraht 6, der zu dem Kondensatorkörper 20 führt, verschweisst.
Der Dichtungskörper 5 ist durch Sicken 8 im Gehäuse 1 gehalten. Zwischen dem Dichtungskörper 5 und dem Kondensatorkörper 20 ist eine feste, korrosionsbeständige Scheibe 9 mit einem zentrischen Loch angeordnet. Durch das Loch ist der Tantaldraht 6 mechanisch fest zentriert geführt, so dass er den nachfolgenden Dichtungskörper 5, durch den er ebenfalls zentrisch geführt ist, nicht einseitig zusammenpresst.
Die Stirnseiten des Kondensatorkörpers 20 sind mit Schutzlagen 18 und 19 aus Papier oder Kunststoff abgedeckt, die verhindern, dass die Elektroden im Kondensatorkörper 20 das Gehäuse 1 berühren.
Durch den Verschluss 2 ist ein Rohr 10 geführt, das über eine Glasperle 4 mit dem Gehäuse 1 mechanisch gasdicht verbunden ist. Statt der Glasperle 4 kann auch ein anderer lötbar gemachter Isolierkörper vorgesehen sein, etwa ein metallisierter Keramikkörper. Das Rohr 10 bestem aus einem Metall, das den gleichen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie Glas, beispielsweise aus einem Metall mit dem Handels- namen"Kovar". Durch dieses Rohr ist die aus Nickel bestehende elektrische Zuleitung 3 geführt und in ihm mit Zinn weich verlötet (Lötstelle 11). Die Glasperle 4 ist mit dem Gehäuse 1 ebenfalls mit Zinn weich verlötet (Lötstelle 12). In der Wand des Gehäuses 1 ist ein Auflagerand 13 für die Glasperle 4 vorgesehen.
Ersichtlich ist nur eine elektrische Zuleitung 6 zum Kondensatorkörper durch den Verschluss 2 des Ge-
EMI3.1
und dort weich verlötet (Lötstelle 17). Die dieser Zuleitung 16 entsprechende Anschlussleitung 21 vom
Kondensatorkörper ist an der inneren Wandung des Gehäuses 1 an der Stelle 22 verschweisst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tantal-Elektrolytkondensator, mit gegenüber andern Stoffen als Tantal sehr aggressivem Elektrolyten und mit zwei Dichtungen, von denen die äussere vollkommen gasdicht ist, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten nachstehenden Merkmale : a) Zum vollkommen flüssigkeitsdichten Abschluss des zwischen den Dichtungen (4, 5) befindlichen Raumes (7) besteht die innere Dichtung aus einem Dichtungskörper (5), z. B. aus einem elastischen Material, der für die von dem Elektrolyten abgegebenen elektrischen leitfähigen Stoffe undurchlässig ist, wie z. B.
Gummi, b) der Dichtungskörper (5) ist durch Sicken (8) in der Gehäusewand vollkommen flüssigkeitsdicht gegen diese und an die durch den Dichtungskörper geführte Zuleitung (6) gepresst, c) die gasdichte Abdichtung erfolgt durch Verlöten des äusseren Abdichtorgane (4) einerseits mit dem Öffnungsrand des Gehäuses (1) und anderseits mit dem Zuleitungsorgan (3) und d) unterhalb der inneren Dichtung (5) ist kondensatorseitig zum Zwecke der Zentrierung und Halterung der Elektrodenausführung eine feste, im Gehäuse gelagerte, korrosionsbeständige sowie ein zentrisches Loch aufweisende Scheibe (9) vorgesehen, und der Anschlussdraht (6) zum Kondensatorkörper ist mechanisch fest durch dieses zentrische Loch und ein ebenfalls zentrisches Loch im Dichtungskörper (5) geführt.