Elektrolytischer Kondensator mit Metallgefäss, das durch einen scheibenförmigen ]Körper aus Isolierstoff abgedichtet ist. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrolytischen Kondensator, der in einem Metallgefäss untergebracht ist, das durch einen scheibenförmigen Körper aus Isolier stoff abgedichtet ist, wobei diese Scheibe eine Öffnung besitzt, durch welche eine Elektrode flüssigkeitsdicht und gegen das Gefäss isoliert nach aussen geführt ist.
Zur Abdichtung des metallenen Konden- satorgefässes sind bereits verschiedene Bau anordnungen bekannt geworden. Im allgemei nen wurde dazu eine Scheibe aus Isolierstoff, z. B. ein Kondensationsprodukt von Phenol oder ein anderes Kunstharz verwendet, wobei der Durchführungsleiter, manchmal gleich- zeitig Tals Unterstützung für die innerhalb des Gefässes angeordnete Elektrode dienend, durch die zentrale Öffnung dieser Scheibe geführt wurde.
Die Abdichtung erfolgte zum Beispiel mittels einer Gummischeibe, die so wohl zwischen dem Durchführungsleiter und der Innenfläche der Scheibe bei. der Durch- führungsöffnung als auch am Umfang der Scheibe zwischen der Scheibe und der Gefäss wand abdichtend eingeklemmt wurde. Eine solche Bauart ist zum Beispiel im Schweizer Patent Nr. 192681 beschrieben worden.
Die Verwendung von Gummi hat Nach teile, unter anderem weil er häufig Spuren von Schwefel enthält. Auch in der Herstel lung gibt es Verwicklungen bei der Anord nung der Gummischeibe.
Die vorlmegende Erfindung hat den Zweck, einen elektrolytischen Kondensator mit einem Abschluss zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile beseitigt und einfach, billig und trotzdem sehr zuverlässig ist.
Die Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Scheibe aus Isolierstoff schalenför mig ausgebildet ist, wobei die Aussenseite des Schalenrandes metallisiert und metallisch mit dem Gefäss verbunden ist, und dass die Scheibe um die Durchführungsöffnung herum metal- lisiert und mit dem Durchführungsteil ver bunden ist.
Die sehr einfach ausgestaltete Abdich tungsscheibe ist in Massenfertigung leicht und billig herstellbar. Durch die Schalenform ist die Kriechstrecke zwischen den metalli sierten Teilen gross, und Versuche haben dar getan, dass ein Leckstrom auf diesem Wege nicht zu befürchten ist.
Die Scheibe kann weiter einfach am metal lenen Kondensatorgefäss flüssigkeits- und gasdicht befestigt werden. Man kann dazu den Rand zwischen den beiden Teilen mit einer metallischen Masse mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Lötmaterial, ausfüllen.
Um eine vorzügliche Abdichtung zwischen der Scheibe und der durch deren Öffnung hindurchgeführten Elektrodendurchführung zu erhalten, wird vorzugsweise derart vorge gangen, dass in die Durchführungsöffnung der Scheibe eine Büchse aufgenommen ist, die einen Flansch aufweist, der metallisch mit der metallisierten Fläche der Scheibe (dem Boden der Schale) verbunden ist, und dass der Durchführungsleiter durch eine Schmelzverbindung metallisch mit der Buchse verbunden ist.
Diese Bauart ist besonders vorteilhaft, weil der mit einer ebenen Fläche der schalen förmigen Scheibe verbundene ebene Flansch eine grosse Tragfläche liefert; ausserdem hat es sich gezeigt, dass eine Befestigungsanord nung gemäss dieser Ausführungsform beson ders widerstandsfähig gegen Temperaturände rungen und die dabei auftretende Ausdeh nung und Schrumpfung der Werkstoffe der Scheibe und der Durchführung ist.
Vorzugsweise ist die Verbindung zwi schen der Buchse und dem Durchführungs leiter an der gegenüberliegenden Seite der Stelle hergestellt, wo die Verbindung zwi schen Buchse und Scheibe liegt.
Diese Ausführungsform ist insbesonders bei Verwendung einer Lötverbindung vorteil haft, weil sich die beiden Lötbearbeitunben nicht schaden und ereil die Buchse nament- iich bei dieser Ausführungsform einen nach giebigen Zwischenteil zwischen Durchfüh- rungsleiter und Scheibe bildet, der Form änderungen durch Temperaturänderungen leicht aufzunehmen vermag.
Bei elektrolytischen Kondensatoren muss beachtet -erden, dass an den Verbindungs stellen zwischen den Kondensatorelektroden und den Zaführtuigsleitern keine Korrosion . auftritt; dies erfolgt wenn ein filmbildendes Metall, z. B. Aluminium mit einem andern Metall, z. B. Kupfer verbunden und diese Verbindung in den Bereich des Elektrolyten gebracht wird. Trotzdem wird auf die Ver wendung eines 3letalles wie Kupfer Wert ge legt, weil es die Herstellung einer Lötverbin- dung leicht ermöglicht.
Zum Zwecke den vorgenannten Nachteil der Korrosion zu verhüten, besteht. die Buchse vorzugsweise aus zwei zusammenhängenden Schichten aus verschiedenen Stoffen, von denen der eine leicht lötbar ist, während der andere aus dem bleichen Material wie die an zuschliessende Kondensatorelektrode besteht.
Im folgenden sind an Hand der beiliegen den Zeichnung Ausführungsbeispiele des Er- findungsgegenstandes näher beschrieben.
Fig. 1 zeiht ein erstes Ausführungsbei spiel, bei dem das Gefäss im Schnitt darge stellt ist.
Fig. ? ist ein ähnlicher Schnitt einer andern Ausführungsform.
In dem. aus Aluminium hestehenden Ge fäss 1, das ein Ventil \? aufweist, ist das ge wickelte Elektrodengebilde 3 untergebracht. Zur Befestigung dieses Gebildes im Gefäss sind Gummiringe 4 vorhanden. Die beiden aus Aluminium bestehenden Anschlussfahnen der Elektroden sind mit 5 und 6 bezeichnet. Der negative Anschluss ist metallisch, z. B. durch Punktschweissen, bei A mit dem Ge fäss verbunden.
Zur Abdichtunb ist die keramische, scha lenförmige Scheibe 7 vorhanden, die an den durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Stellen 8 und ? metalliiert ist. Die Abdich tung der Scheibe in bezug auf das Gefäss wird dadurch erhalten. dass man den Rand 10 mit Lötmaterial vollgiesst. Bei 15 wird darauf der untere Rand des Gefässes umgebördelt. In der Scheibe 7 ist eine Buchse 11 ange ordnet, die aus zwei Schichten, das heisst eine Kupferschicht und eine Aluminiumschicht besteht.
Die Herstellungsart eines solchen ge schichteten Metalles ist in der Technik be kannt. Die Kupferschicht liegt an der metal lisierten Fläche 9 und ist an ihr durch Löten befestigt. Die Elektrodenfahne 6 ist durch Punktschweissen bei B mit der Aluminium schicht des Flansches verbunden. Weil es sich um eine Schweissstelle zwischen Alumi nium und Aluminium handelt, besteht keine Gefahr des Angriffes des elektrischen Kon taktes durch Korrosionserscheinungen.
Anderseits wird die Kupferschicht des Flansches zur mechanischen Verbindung, mit Hilfe von Lötmaterial, mit der Metallschicht 9 der Scheibe 7 verwendet. Diese Verbindung ist vorzüglich vor dem Elektrolyten geschützt und ausserdem ist Korrosion dort weniger ge fährlich, weil an dieser Stelle kein Strom übergang stattfindet. Die beiden Schichten der Buchse erfüllen also eine verschiedene Aufgabe, wobei der Umstand benutzt wird, dass Kupfer sich vorzüglich löten lässt.
In die Buchse 11 ist die metallene Durch führung 12 aufgenommen, die eine Lötzunge 13 aufweist. Zur Abdichtung der Öffnung, in der sich der Durchführungsleiter 12 befin det, ist am Aussenrande der Buchse bei 14 eine Lötverbindung hergestellt. Die Buchse 11 wird also als Zwischenglied in der Ver bindung zwischen dem Durchführungsleiter 12 und der Scheibe 7 benutzt, wobei die bei den Lötstellen unabhängig voneinander an einer günstigen Stelle angeordnet sind, und trotzdem Raumverlust vermieden wird. Die schalenförmige Aushöhlung der Scheibe ist mit einem Isolierstoff gefüllt, dessen Erweichungspunkt unterhalb dem Schmelzpunkt des benachbarten Lötmaterials liegt, so dass ein zusätzlicher Schutz für die darinliegenden Verbindungsstellen erzielt wird.
Mittels der hochstehenden Ränder der Schale ist eine hinreichende Isolierlänge zwi schen den leitenden Teilen mit verschiedenem Potential und also eine grosse Kriechstrecke erzielbar.
Dies wird gleichzeitig durch die Wahl der Stelle, an der die Verbindungen der Scheibe 7 mit der Hülle 1 einerseits und mit dem Durchführungsleiter 12 anderseits her gestellt sind, und durch die Art dieser Ver bindungen gefördert.
Durch, diese Bauanordnung wird also in ,der Ta;b ein festes, dichtes und zusammenge- drängtes Ganzes erhalten, ohne die vorzüg liche Isolierung zu gefährden.
In Fig. 2 sind entsprechende Teile nach Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen. Das Gefäss 1 ist in diesem Falle als eine zylindrische Büchse ausgebildet. An der einen Seite besteht der Abschluss aus einer Metallscheibe 16, die einen Befestigungsstift 17 für den Kondensator trägt. Durch Löten bei 18 ist dieser Deckel mit der Hülle 1 ver bunden. Der Abschluss- des Gefässes an der andern Seite erfolgt durch den schalenförmi gen keramischen Körper 7.
Die Schale weist bei der Metallisierung 8 einen einspringenden Teil auf, wodurch nach Festlöten an der Hülle 1 ein glattes Ganzes erhalten wird.
In dieser Ausführungsform erfolgt die Abdichtung zwischen dem Deckel und der Durchführung vollständig ausserhalb des Ge fässes. Um den Durchführungsbolzen 12 an dem Deckel 7 festzuheften, wird eine Buchse 11 mit trichterförmigem Ende 19 verwendet, das also einen Raum zwischen sich selbst und dem Bolzen bezw. der Fläche 9 freilässt.
Ein solcher Verbindungsteil nimmt die bei Tem peraturänderungen eintretenden Kräfte völlig auf und hat ausserdem den Vorteil, dass die Lötverbindung mit einem Mal hergestellt und ohne weiteres auf Dichtigkeit geprüft werden kann, weil die Lötmassen 14 und 20 bleibend sichtbar sind.
Gegebenenfalls kann auch die Wand 21 der Durchführungsöffnung metallisiert sein, so dass auch eine Lötverbin dung zwischen dieser Wand und der Büchse 11 hergestellt werden kann, wodurch ein et waiger Bruch zwischen Deckel und Durch führungsbolzen infolge der auf den letztge nannten ausgeübten Kräfte vollkommen ver- hütet wird. Der Anschluss der Elektroden- ausführungsteile 5 und 6 findet wie folgt statt.
Der aus Kupfer bestehende Streifen oder Draht 5 ist bei 22 durch Punktschweissen mit der betreffenden Kondensatorelektrode verbunden und weiter durch eine Öffnung 23 der Hülle gezogen und dort festgelötet. Diese Lötstelle dient gleichzeitig als Schmelzsiche rung für den Kondensator. Wird dieser näm lich überlastet, so nimmt die Temperatur stark zu, und es tritt Gasentwicklung ein.
In folge der grossen Hitze schmilzt der Löt- pfropfen, und es kann das Gas ohne Gefahr einer Explosion aus der Kondensatorhülle entweichen.
Der durch Einschneiden eines Elektroden endes gebildete Elektrodenstreifen 6 ist durch eine Niete oder durch Punktschweissen bei 24 mit dem Durchführungsdraht 25 verbunden. Dieser Draht ist durch die Lötmasse 26 flüs sigkeitsdicht am Bolzen 12 verbunden. Um Korrosion zwischen den Verbindungen zweier Metalle bei 22 und 24 zu verhüten, sind diese Stellen von einer Wachs- oder Kompound- masse 27 bezw. 28 umschlossen. Letztere ist in die schalenförmige Aushöhlung 29 des Deckels gegossen, dessen Höhe durch eine Wand 30 vergrössert ist.