DE3843653A1 - Elektrolytkondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einem aus einer Anodenfolie, einer Kathodenfolie und zumindest einer Zwi­ schenlage aus Papier oder dergleichen bestehenden, mit einem Elektrolyten getränkten Wickel, einem diesen Wickel aufneh­ menden, durch ein Deckelteil verschließbaren Becher sowie mit der Anodenfolie und der Kathodenfolie einerseits und Außenanschlüssen andererseits verbundenen Anschlußfahnen.

Bei bekannten Elektrolyt-Kondensatoren dieser Art muß zum Zwecke der erforderlichen Induktivitätsverringerung eine Mehrfachbefahnung erfolgen, d.h. es muß eine Mehrzahl von Ka­ thoden- und Anodenanschlußfahnen während des Wickelvorgangs in den Gesamtwickel eingebracht werden. Dies hat nicht nur zur Folge, daß der Wickelvorgang zum Zwecke des Einbringens dieser Anschlußfahnen mehrfach unterbrochen werden muß und sich damit unerwünscht lange Wickelzeiten ergeben, sondern es sind auch aufwendige und damit eine unvermeidbare Stö­ rungsanfälligkeit besitzende Wickelautomaten erforderlich. Die Zusammenfassung der einzelnen Anschlußfahnen führt zu einem weiteren Aufwand und vor allem auch dazu, daß die Ge­ fahr des Auftretens von Kurzschlüssen und Fahnenabrissen ent­ steht. Überdies wird für diese Anschlußfahnen im Becher des Kondensators mehr Wickelraum benötigt, insbesondere unter­ halb des Wickels, wo die Kathodenanschlußfahne gefaltet wer­ den muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektrolytkondensator der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß die Mehrfachbefahnung entfällt und der Scheinwiderstand her­ abgesetzt wird. Außerdem soll die Kompaktheit von Wickel und zugehörigen Anschlußfahnen erhöht und damit eine optimale Be­ cherraumausnutzung gewährleistet werden.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die Anodenfolie mit einem vorgebbaren Axialver­ satz bezüglich der Kathodenfolie gewickelt ist, und daß so­ wohl die Anodenfolie als auch die Kathodenfolie jeweils an einer Wickelstirnfläche über die Zwischenlage überstehen.

Aufgrund des Axialversatzes von Anodenfolie und Kathodenfo­ lie und des stirnseitigen Überstands jeweils einer Folie über die Zwischenlage werden an den beiden Wickelstirnflä­ chen Kontaktflächen für Anschlußfahnen geschaffen, die flach auf die von Oxidationsschichten freien Folienschnittflächen aufgebracht und mit einer Vielzahl von Folienwindungen und vorzugsweise mit allen einzelnen Folienwindungen ver­ schweißt, insbesondere laserverschweißt, werden können.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß Wickel gemäß der Erfin­ dung auf einfachen Wickelmaschinen kontinuierlich, d.h. ohne den Wickelvorgang unterbrechende Stillstände, wie sie bisher zur Befahnung erforderlich waren, gewickelt werden können, wodurch sich die Wickelzeiten erheblich verkürzen und sogar halbieren lassen.

Die becherbodenseitige Kathoden-Anschlußfahne erstreckt sich vorteilhafterweise diagonal über die Wickelstirnfläche und damit auch über das Dornloch, wobei es nicht nur möglich ist, diese Anschlußfahne mit den überstehenden Kathodenfo­ lienrändern zu verschweißen, sondern gleichfalls eine Ver­ schweißung dieser Anschlußfahne mit dem Becherboden über das Dornloch vorzunehmen, und zwar insbesondere dann, wenn vom Prinzip der Laserschweißung Gebrauch gemacht wird.

Diese Technik der unmittelbaren Verschweißung der Kathode­ nanschlußfahne mit dem Becherboden führt dazu, daß im Becher mehr Wickelraum zur Verfügung steht, da die Anschlußfahne nicht mehr in der herkömmlichen Weise im Becher unter dem Wickel gefaltet werden muß. Als Folge davon können auch Aus­ fälle durch Kurzschluß oder Fahnenabriß weitestgehend ausge­ schaltet werden.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung des Aufbaus eines Wickels für einen Kondensator nach der Erfindung, und

Fig. 2 einen fertigen Wickel nach Fig. 1 mit Anschlußfah­ nen.

Nach Fig. 1 besteht ein Wickel 4 aus einer Anodenfolie 1, einer Kathodenfolie 2 und einer dazwischen angeordneten Pa­ pierlage 3. Diese Folien bzw. Lagen werden kontinuierlich auf einen Dorn gewickelt, wobei nach Entfernung dieses Dorns das übliche Dornloch 7 vorhanden ist.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Folien bzw. Lagen nicht gegenseitig ausgerichtet, sondern vielmehr axial zuein­ ander versetzt gewickelt werden.

Demgemäß ist die Anodenfolie 1 bezüglich der Kathodenfolie 2 axial um einen bestimmten Betrag, vorzugsweise um etwa 1 mm versetzt gewickelt, und die sich dazwischen befindende Pa­ pierlage 3 weist wiederum einen solchen Versatz bezüglich der Anodenfolie 1 und der Kathodenfolie 2 auf, daß diese bei­ den Folien jeweils an einer Stirnseite des Wickels 4 um einen vorgebbaren Betrag über die Papierlage vorstehen. Die­ ser Überstand beträgt vorzugsweise etwa 0,5 mm.

Da an der einen Wickelstirnseite die Anodenfolie 1 und an der anderen Wickelstirnseite die Kathodenfolie 2 übersteht, lassen sich diese beiden Folien in vorteilhafter Weise mit den zugehörigen Anschlußfahnen 5 bzw. 6 verbinden.

Fig. 2 zeigt wiederum in stark schematisierter Weise einen zum Einsatz in einen passenden Becher vorbereiteten Kondensa­ torwickel, der mit einer Anoden-Anschlußfahne 5 und einer Ka­ thoden-Anschlußfahne 6 versehen ist.

Die Kathoden-Anschlußfahne 6 erstreckt sich diametral über die becherbodenseitige Stirnfläche des Wickels 4 und über­ deckt dabei das Dornloch 7. Die Verbindung der Kathodenfolie mit der Kathoden-Anschlußfahne erfolgt durch Laserschwei­ ßung, wobei die Schweißspuren insbesondere so gelegt werden, daß möglichst alle Einzelwindungen der Kathodenfolie elek­ trisch mit der Anschlußfahne verbunden und damit diese Ein­ zelwindungen kurzgeschlossen sind. Dazu kann es zweckmäßig sein, mehrere ggf. unterschiedliche Verläufe aufweisende La­ serschweißspuren zu legen.

Die Anoden-Anschlußfahne 5 wird in gleicher Weise wie die Ka­ thoden-Anschlußfahne 6 verschweißt. Obwohl auch für die An­ oden-Anschlußfahne 5 eine sich über den Wickeldurchmesser erstreckende, im Dornlochbereich ausgesparte Fahne verwendet werden könnte, genügt es in den meisten Fällen, eine An­ schlußfahne anzubringen, die sich ausgehend vom Dornloch ra­ dial nach außen erstreckt und im Bereich zwischen Dornloch und Wickelrand mit der Anodenfolie verschweißt ist.

Während das freie Ende der Anoden-Anschlußfahne 5 mit einem Außenanschluß verbunden werden muß und dies beispielsweise durch eine Ultraschallverschweißung erfolgen kann, ist es möglich, die Kathoden-Anschlußfahne 6 nach dem Einsetzen des Wickels in den zugehörigen Becher unmittelbar mit dem Becher­ boden durch eine über das Dornloch 7 erfolgende Laserschwei­ ßen zu verbinden. Diese Vorgehensweise führt zu einer Verein­ fachung der Fertigung, zu einer bestmöglichen Ausnutzung des Becherraums sowie zu einer Erhöhung der Funktions- und Be­ triebssicherheit, da Ausfälle durch Kurzschlüsse und Fahnen­ abrisse, wie sie bei herkömmlichen Kondensatoren dieser Art in Kauf genommen werden mußten, praktisch nicht mehr auftre­ ten.

Claims (11)

1. Kondensator mit einem aus einer Anodenfolie, einer Katho­ denfolie und zumindest einer Zwischenlage aus Papier oder dergleichen bestehenden, mit einem Elektrolyten getränk­ ten Wickel, einem diesen Wickel aufnehmenden, durch ein Deckelteil verschließbaren Becher sowie mit der Anodenfo­ lie und der Kathodenfolie einerseits und Außenanschlüssen andererseits verbundenen Anschlußfahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenfolie (1) mit einem vorgebbaren Axialver­ satz bezüglich der Kathodenfolie (2) gewickelt ist und daß sowohl die Anodenfolie (1) als auch die Kathodenfolie (2) jeweils an einer Wickelstirnfläche über die Zwischen­ lage (3) überstehen.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Axialversatz von Anodenfolie (1) zu Kathodenfolie (2) größer ist als der stirnseitige Über­ stand dieser Folien über die Zwischenlage (3).

3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialversatz zwischen Anodenfolie (1) und Katho­ denfolie (2) etwa 1 mm, und der stirnseitige Folienüber­ stand bezüglich der Zwischenlage (3) etwa 0,5 mm beträgt.

4. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Anschlußfahne (5) und die Kathoden-An­ schlußfahne (6) mit den stirnseitig über die Zwischenlage (3) vorstehenden Folienrändern flach aufliegend elek­ trisch leitend verbunden sind.

5. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flach auf den überstehenden Folienrändern auflie­ genden Anschlußfahnen (5, 6) mit einer Vielzahl von Wick­ lungswindungen und vorzugsweise allen Wicklungswindungen der zugehörigen Anoden- oder Kathodenfolie (1, 2) durch Laserschweißung verbunden sind.

6. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlußfahne (5, 6) mit der zugehörigen Anoden- oder Kathodenfolie (1, 2) durch eine Laser-Mehrspur- Schweißung verbunden ist.

7. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Becher bodenseitig gelegene Anschlußfahne (6) sich zumindest im wesentlich diametral über die Wickel­ stirnfläche erstreckt und mit der Kathodenfolie (2) ver­ schweißt ist.

8. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die deckelseitig gelegene Anoden-Anschlußfahne (5) unter Aussparung des Dornlochs (7) mit der Anodenfolie (1) verschweißt und zumindest im wesentlichen diametral ausgerichtet ist.

9. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anoden-Anschlußfahne (5) ausgehend vom Dorn­ loch (7) radial nach außen bis in den Nähe des Wicklungs­ randes erstreckt und in diesem Bereich mit der Anodenfo­ lie verschweißt ist.

10. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Befestigungsbereiche von Anoden-An­ schlußfahne (5) und Kathoden-Anschlußfahne (6) an den Wickelstirnseiten im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

11. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden-Anschlußfahne (6) im Dornlochbereich mit dem aus Aluminium bestehenden Becher verschweißt, insbesondere durch Laserschweißung verbunden ist.