Elektrolytische Zelle. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trolytische Zelle und betrifft eine zweck mässige flüssigkeitsdichte Elektrodendürch- führung.
Der Stromzuführungsleiter muss flüssig keitsdicht durch die Gefässwand durchge führt werden; er dient manchmal gleichzei tig als Träger des verhältnismässig schweren Elektrodenkörpers.
Zur flüssigkeitsdichten Durchführung wurden bereits mancherlei Gummiabdichtun gen vorgeschlagen. Diese haben aber ver schiedene Nachteile, die unter anderem da rin bestehen, dass Gummi auf die Dauer seine Nachgiebigkeit verliert, und dass die Gefahr besteht, dass Verunreinigungen aus der erheblichen benetzten Gummioberfläche in den Elektrolyten gelangen, so dass dessen Wirkung ungünstig beeinflusst wird. Da wei ter der Gummi angedrückt werden muss und an verschiedenen,
Stellen Abdichtungen ange- bracht werden- müssen, entstehen im allge- meinen ziemlich umständliche und kostspie lige Bauarten.
Ferner bereitet es Schwierigkeiten; die Elektrode zu zentrieren, wenn ein Eleh-tro- dendurchführungsrohr aus G<U>ummi</U> verwen det wird, da das Gummi häufig nach einer Seite ausweicht und hierdurch eine Bewe gung,der Elektrode zulässt.
Erfindungsgemäss erfolgt die Elektroden durchführung mittelst eines umschliessen- den, aus hartem Tsolierstoff hergestellten, flüssigkeitsdicht in die Durchführungsöff nung eingepressten Rohres. Es zeigt sich, dass sich auf diese Weise ein vorzüglicher flüs sigkeitsdichter Abschluss erreichen lässt, ins besondere wenn man .einen keramischen Stoff, zum Beispiel Porzellan, verwendet.
Wenn ein solches Röhrchen durch eine Öffnung von etwas kleinerem Durchmesser in die Wand des zum Beispiel aus Alumi nium bestehenden Gefässes gepresst wird, ,so zeigt sich, dass das Material des Gefässes vollkommen schliessend an dem Röhrchen an- liegen bleibt. Zweckmässig wird die Gefäss wand an der Durchführungsstelle verdickt.
Man kann dazu eine an sich bekannte Aus führungsform des Gefässes wählen, bei der eine Wandung des Gefässes mit einem vor stehenden Teil versehen ist, der gleichzeitig für die Befestigung des Gefässes dient und zu diesem Zweck zum Beispiel mit Schrau bengewinde versehen ist.
Zweckmässig wird das Ende des Durch führungsrohres schwach konisch ausgebildet, so dass das Einbringen des Rohres erleich tert wird, und wodurch ausserdem verhindert wird, dass sich auf diesem Teil des Rohres eine leitende Schicht bildet, die sonst oft beim Hindurchpressen des Rohrstückes durch die Durchführungsöffnung entsteht und einen Kurzschluss zwischen der Elektrode und der Gefässwand herbeiführen könnte.
Das Material des Durchführungsrohres eignet sich wegen seiner Steifheit als Trä ger für die Elektrode, so dass man in die sem Falle als Zuführungsleiter für die Elek trode nur einen dünnen Draht zu verwenden braucht. Zu einer solchen Ausbildung der Elektrodendurchführung besteht umsomehr Anlass, da es zweckmässig ist, das innere Ende des Durchführungsrohres flüssigkeits dicht in. eine Bohrung des Elektrodenkör- pers einzupressen,
zur Erzielung der er wünschten Abdichtung des Innern des Durch führungsrohres gegen den Elektrolytraum.
Bei dieser Verwendung des Durchfüh rungsrohres wird man dafür Sorge tragen müssen, @dass es aus einem Stoff besteht, der eine hinreichende Bruchfestigkeit besitzt.
Bei den erfindungsgemäss zu benützen den harten Isoliermaterialien besteht jedoch 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 ider Zelle auf, da das Durchführungsröhrchen dann durch die verhältnismässig schwere Elektrode auf Biegung belastet wird, wobei s omi it im ,
Schnitt auf der einen Seite Bela- stung auf Zug und auf ider andern Seite auf Druck eintritt. Gefährliche Zugbelastungen können dadurch beseitigt werden, dass das Durchführungsrohr bereits vorher durch Zu sammenpressen auf Druck belastet wird, wo bei statt der sonst auftretenden Zugkräfte nur eine Verringerung :der Druckbelastung zustande kommt.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung dargestellt.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer als elek trolytischer Kondensator ausgebildeten elek trolytischen Zelle; Fig. 2 ist ein Querschnitt längs :der Linie II-II der Fig. 1; F'ig. 3 ist ein Schnitt einer andern Durch führungsart;
Fig. 4 veranschaulicht das Ergebnis der Belastung auf Druck der Elektrodendurch- führung; Fig. 5 stellt eine dritte Ausführungs form dar, mit durchgeschnittener Wand und nur teilweise durchschnittener Elektrode.
In Fig. 1 ist das Kondensatorgefäss mit 1 bezeichnet.
Dieses Gefäss ist mit einem Elektrolyten 2 gefüllt, der zum Beispiel aus einem aus 3 cm' 6n Ammoniak, ein Liter Wasser und 40 gr Borsäure zusammengesetzten Gemisch besteht.
Das Gefäss enthält eine Elektrode 3, die aus einem zentralen Kern besteht, der eine grosse Anzahl gewellter Flügel 4 trägt. Ein derartiges Profil kann durch Pressen von massivem Aluminium durch eine entspre chend ausgebildete Öffnung erhalten werden. Axial zur Elektrode 3 ist eine Bohrung 5 angebracht, in der ein als Elektrodent.räger und als Stromzuführungsleiter dienender Stab 6 mit seinem mit Schraubengewinde versehenen Ende 7 befestigt ist.
Im obern Ende des Elektrodenkernes ist ferner eine Bohrung 8 von grösserem Durchmesser vorge sehen und in diese Bohrung ist ein Rohr 9 eingepresst, das man sich im vorliegenden Fall aus einer Porzellanart hergestellt den ken kann, die unter dem Warennamen "Callit" im Handel erhältlich ist.
Wie es sich in der Praxis gezeigt hat, ist die Verbindung zwischen dem Rohr 9 und der Elektrode 3 vollkommen flüssigkeits- elicht.
Das Durchführungsrohr 9_ ist ferner von unten her durch den verdickten Hals 10 des Gefässes 1 gepresst. Auch diese Verbindung hat sich in der Praxis als vollkommen flüs sigkeitsdicht bewährt. Das Ende 11 des Roh res 9 verläuft aus dem eingangs erwähnten Grunde schwach konisch.
Das obere Ende des sich durch das Röhr 9 erstreckenden Stabes 6 ist gleichfalls mit Schraubengewinde versehen und an diesem Ende ist eine Mutter 13 aufgeschraubt. Beim Anziehen dieser Mutter wird somit über clie 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 Druckbelastung ist in Fig. 4a graphisch angegeben, wo id-er Übersichtlichkeit halber das Rohr 9 als ein Stab dargestellt ist. Fig. 4b zeigt die auf tretenden 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 nun vorher den Stab bereits auf Druck belastet, so tritt bei Durchbiegung die Druckverteilung gemäss Fig. 4c auf, welche die Überlagerung der Fig. 4a und 4b bildet.
Es ist ersichtlich, dass ausschliesslich Druckkräfte auftreten, wenn die vorher erfolgte Druckbelastung hinreichend gross gemacht worden ist.
Eine solche Druckbelastung kann das er findungsgemässe Rohr leicht aushalten.
Fig. 1 zeigt auch den untern Teil des Kondensators. Bei der endgültigen Anord nung des Kondensators in einem Apparat wird diese untere Seite zu der obern ge macht. Der Boden wird durch eine Alumi niumplatte 15 gebildet, die in einer Öffnung ein pilzförmiges Ventil 16 trägt, dessen Kappe 17 die Öffnungen 16a bedeckt, durch die gegebenenfalls entwickelte Gase entwei chen können. Die Bodenplatte<B>15</B> hat einen umgebogenen Rand 15a, um den das etwas verbreiterte untere Ende des Kondensator gefässes 1 herumgreift.
Innerhalb dieses um gebogenen Randes ist ferner eine Kappe 19 angeordnet. Durch Umfalzen des untern Randes 19a des Kondensatorgefässes kann das Gefäss flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden. Die durch die Ventilöffnungen aus tretenden Gase entweichen durch ein oder mehrere im Deckel 19 angeordnete, im ge zeichneten Durchschnitt nicht sichtbare Löcher.
Bei der Ausführungsform nach Fig. dient ausschliesslich das Durchführungsrohr 9 als Elektrodenträger. Dieses Rohr ist ent sprechend auwsg ebildet und gemäss Fig. 1 be festigt.
Der Zuführungsleiter wird hier aber durch einen schlaffen Draht 20 gebildet,, dessen unteres Ende in den Boden der Boh rung 8 eingedrückt oder geschraubt ist, wäh rend das obere Ende durch eine Öffnung 21 einer Metallkappe 22 gezogen, ist, die das obere Ende des Durchführungsrohres. 9 ab schliesst. Der Draht 20 ist auf der Kappe 22 festgelötet, die mit einer Lötzunge 2'3 zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses versehen ist.
Au.s .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.
In der Ausführungsform nach Fig. 5 er streckt :sich dejs Porzellanrohr 24, das, den Stift 6 umschliesst, nur bis halbwegs in den Hals 10 des Gefässes 1, was aber zur Zen trierung der Elektrode 3: hinreicht.
Auf der obern Fläche des Rohres 24 ist eine Gummipackung 25 angeordnet, auf der wieder ein ebenfalls bis in den Hals 1-0 ein- greifendes Porzellanröhrchen 26 angeordnet ist, das die gute Zentrierung der Elektrode 3 fördert. Beim Andrehen der untern Mut ter 13- wird die Packung .fest an die Wände des Raumes angedrückt, in dem sie ange bracht ist.
Auf diese Weise erhält man eine grössere Sicherheit gegen Auslecken des Elektrolyten und trotzdem wird eine Be- rührung zwischen Gummiteilen. und der Fül lurig des Gefässes vermieden. Auch am Unterende des Rohres 2e4, wo dieses in die Vertiefung 8 der Elektrode reicht, ist eine Gummiabdichtung 2e7 zwi schen den Wänden der Aushöhlung 8 und des Rohres 24 angebracht.
Da diese Ab dichtung nur aus einem dünnen Gummihüt- chen besteht, isst die gute, Zentrierung hier durch nicht gefährdet, und es ist nur ein ganz kleiner Teil der Gummioberfläche mit dem Elektrolyten in Berührung, so dass die Gefahr einer Verunreinigung des Elektro lyten äusserst gering ist.
In der Figur ist unten ersichtlich, dass auch der Abschluss des Gefässes von. .dem nach Fig. 1 verschieden ist.
Der aufwärts gerichtete Randr 28 des Deckels 15 ist nämlich viermal rechtwink- lig umgebogen und umfasst den zweimal rechtwinklig umgebogenen Rand; des: Ge fässes 1.
Dies wird von, dem umgebogenen Rand ,des Deckelfis 19 umschlossen. Die derart ge bildete Naht wird ringsum fest angefalzt.
Die durch die Ventilöffnungen: austreten- ,den Gase gelangen in einen von den 'Wän- den 15 und 19 gebildeten Raum, der vor teilhaft mit einem flüesigkeitsabsorbieren- .dienStoff gefüllt sein kaum,
damit die even tuell mit dem Gasstrom mitgeführten Elek- trolyttröpfehen in diesem Raum zurückge- halten werden, wodurch nur die Gase durch ein oder mehrere im Deckel 1,9 angeordnete,
in dem gezeichneten Durchschnitt nicht $r- sichtliche Löcher entweichen. können.
Mancherlei Änderungen der verschiede nen Teile sind möglich, ohne dass vom Er- findungsprinzip@ abgewichen wird. Die Elek troden im Gefässe können anders als die in .der Zeichnung dargestellten ausgebildet sein und auch vielerlei andere Elektrolyten neben dem beispielsweise oben genannten können Anwendung finden.
Die Elektrodendurchführung kann ausser aus Porzellan, auch aus andern 1,solierstof- fen, zum Beispiel Steatit, Glas, Quarz oder dergleichen bestehen.