DE647242C - Electrolytic capacitor with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyte - Google Patents
Electrolytic capacitor with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyteInfo
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Description
Elektrolytischer Kondensator mit einer oder mehreren in einen Elektrolyten eingetauchten Deckschichtelektroden Die Erfindung betrifft elektrolytische Kondensatoren mit einer oder mehreren in einen Elektrolyten eingetauchten Deckschichtelektroden.Electrolytic capacitor with one or more in an electrolyte Immersed Cover Electrodes The invention relates to electrolytic capacitors with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyte.
Während bei den bekannten Kondensatoren die Elektrolyte vorwiegend aus wässerigen Lösungen von Ionogenen bestanden, kennzeichnet sich der elektrolytische Kondensator nach der Erfindung durch einen Elektrolyten, dessen hinsichtlich der elektrolytischen Wirkung wesentlichen Bestandteile ein Alkohol und ein in ihm gelöstes Ionogen sind.While with the known capacitors the electrolytes predominantly Consists of aqueous solutions of ionogens, the electrolytic one is characterized Capacitor according to the invention by an electrolyte, which in terms of electrolytic effect essential constituents an alcohol and a dissolved in it Are ionic.
Ein bevorzugter Alkohol für den Zweck der Erfindung ist ein polyhydrischer wie Glycerin. Es ist zwar bereits bekannt, in elektrolytischen Kondensatoren Elektrolyte zu verwenden, die aus einer Lösung des Ionogens in Wasser mit Zusatz einer gewissen Menge von Glycerin bestehen, jedoch weist ein solcher Elektrolyt noch die Kennzeichen eines wässerigen Elektrolyten zum Unterschiede von dem Elektrolyten der Erfindung auf. Erfindungsgemäß besteht der Elektrolyt aus einem Alkohol und einem in diesem gelösten Ionogen, und ist das Ionogen und der Alkohol und daher auch der daraus gebildete Elektrolyt wasserfrei oder besitzt höchstens einen Wassergehalt von Der elektrolytische Kondensator nach der Erfindung weist folgende Vorteile auf: Der Elektrolyt verdampft nicht oder kriecht nicht, so daß der Kondensator unbegrenzt lange ohne Wartung im Dienst sein kann.A preferred alcohol for the purpose of the invention is a polyhydric one like glycerin. Although it is already known to use electrolytes in electrolytic capacitors to use that from a solution of the ionogen in water with the addition of a certain amount Amount of glycerin exist, however, such an electrolyte still has the characteristics an aqueous electrolyte as different from the electrolyte of the invention on. According to the invention, the electrolyte consists of an alcohol and one in this dissolved ionogen, and is the ionogen and the alcohol and therefore also the one from it The electrolyte formed is anhydrous or has a maximum water content of Der electrolytic capacitor according to the invention has the following advantages: The Electrolyte does not evaporate or creep, leaving the capacitor indefinitely can be in service for a long time without maintenance.
Die Deckschicht ist gegen Rückbildung in den Zeiten des Nichtgebrauchs geschützt, d. h. eine nichtwässerige Lösung löst nicht die Deckschicht, so daß der Kondensator lange Zeit außer Betrieb stehen kann, ohne einer Neuformierung zu bedürfen.The top layer is against regression when it is not in use protected, d. H. a non-aqueous solution does not dissolve the top layer, so that the Capacitor can be out of service for a long time without having to be reformatted.
Die Stabilität der Zelle über lange Perioden ist erhöht.The stability of the cell over long periods is increased.
Der Undichtstrom während der entgegengesetzten Halbperiode ist verringert.The leakage flow during the opposite half cycle is reduced.
Der Gefrierpunkt ist erniedrigt.The freezing point is lowered.
Der Elektrolyt kann ein großes Volumen von Gasen absorbieren, so daß die Wirkung des Kondensators nicht durch Gasentwicklung gestört wird.The electrolyte can absorb a large volume of gases, so that the effect of the condenser is not disturbed by the development of gas.
Die Erfindung besteht ferner in einem Verfahren zum Formieren der Deckschichtelektroden für den Kondensator. Während früher die Deckschichtelektroden in wässerigen Elektrolyten formiert wurden, wird erfindungsgemäß die Formierung der Elektrode bewirkt in einem Elektrolyten, wie er in dem fertigen Kondensator verwendet wird. Die Formierung der Deckschicht kann aber auch in einem wässerigen Elektrolyten begonnen werden. Ferner wird die Formierung vorzugsweise so ausgeführt, daß man die Elektrode und den Elektrolyten, in dem sie formiert wird, erst eine Zeitlang mit den Polen einer Wechselstromquelle und dann mit den Polen einer Gleichstromquelle verbindet. Dieses Vorgehen kann einmalig oder mehrfach wiederholt werden. Durch das neue Formierungsverfahren wird eine sehr feste und dauerhafte dielektrische Deckschicht auf der Elektrode gebildet. Ein weiterer Vorteil des Formierens der Elektrode in einem Elektrolyten von derselben Beschaffenheit wie der im Kondensator verwendete ist, daß besonders bei viscosen Elektrolyten, z. B. einer..-Lösung des Ionogens in Glycerin, die for=:`~ mierte Elektrode nach dem Herausnehmg-tt;_ aus dem Forlnierbade ohne Entfernen der anhaftenden Formierungsbadschicht unmittelbar in den Elektrolyten im Kondensator eingesetzt werden kann. Wäre die Elektrode in einem Elektrolyten zu formieren, der wesentlich verschieden von dem im Kondensator verwendeten ist, und würde sie vom Formierungsbade unmittelbar in den Elektrolyten im Kondensator gebracht «erden, so könnte ein anhaftender Überzug von Formierungsbadbeträchtliche Störungen in Form von hohen Undiclitströmen verursachen. Würde der anhaftende Überzug von Formierungsbad entfernt «-erden, so bestände große Gefahr, daß Luftblasen zwischen den Platten der Elektrode sitzenbleiben.The invention also consists in a method for forming the Cover electrodes for the capacitor. While earlier the top layer electrodes have been formed in aqueous electrolytes, the formation according to the invention the electrode acts in an electrolyte like it does in the finished capacitor is used. The formation of the top layer can, however, also be carried out in an aqueous manner Electrolytes are started. Furthermore, the formation is preferably carried out in such a way that that the electrode and the electrolyte in which it is formed are first one For a while with the poles of an AC power source and then with the poles of a DC power source connects. This procedure can be repeated once or several times. By the new formation process becomes a very strong and durable dielectric Cover layer formed on the electrode. Another benefit of forming the Electrode in an electrolyte of the same quality as that used in the capacitor is that especially with viscous electrolytes, e.g. B. a ..- solution of the ionogen in glycerine, the shaped electrode after removal; _ from the forming bath without removing the adhering forming bath layer can be used in the electrolyte in the capacitor. If the electrode were in to form an electrolyte, which is essentially different from that in the capacitor is used, and it would be immersed in the electrolyte directly from the formation bath placed in the condenser, an adhering coating of the forming bath could be considerable Cause disturbances in the form of high undiclite currents. Would the adhesive coating removed from the forming bath, there would be a great risk of air bubbles between remain seated on the electrode plates.
Der Ausdruck Ionogen soll hier allgemein Säuren, Basen, Salze und andere chemische Verbindungen bezeichnen, die in gewissen Lösungen und bzw. oder fluiden Zuständen ionisieren und elektrisch leitfähige Medien bilden.The term ionogen is intended here to generally include acids, bases, salts and denote other chemical compounds in certain solutions and / or ionize fluid states and form electrically conductive media.
Der neue Kondensator hat zahlreiche neue :Merkmale in Ausbildung und Zusammenbau, so daß er eine stärkere und einfachere Ausführung aufweist und billigere Herstellung und Montage ermöglicht.The new capacitor has many new features: features in training and Assemble so that it is stronger, simpler and cheaper Manufacture and assembly enables.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines elektrolytischen Kondensators nach der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing are exemplary embodiments of an electrolytic Capacitor according to the invention shown schematically.
Abb. i ist ein senkrechter Schnitt eines Kondensators, Abb.2 ein Grundriß einer anderen Ausführung, Abb.3 ein senkrechter Schnitt nach 3-3 der Abb. 2, Abb..I ein waagerechter Schnitt nach 4-d. der Abb. 3, Abb.5 ein Aufriß der Deckschichtelektrode nach Abb. i.Fig. I is a vertical section of a capacitor, Fig. 2 is a plan view Another embodiment, Fig.3 a vertical section according to 3-3 of Fig. 2, Fig..I a horizontal cut after 4-d. Fig. 3, Fig.5 an elevation of the top layer electrode according to fig. i.
Das Gehäuse io ist z. B. aus gezogenen Stahl, der gegen Rosten außen mit Cadmium plattiert ist. Das Gehäuse könnte natürlich auch aus anderem leitenden Werkstoff bestehen.The housing io is z. B. made of drawn steel, against rusting outside is plated with cadmium. The housing could of course also be made of other conductive material Material.
Das Gehäuse enthält einen Elektrolyten i i, der dadurch hergestellt ist, daß man wesentlich trockenes, chemisch reines Glycerin (spez. Gewicht nicht unter 1,252 bei 20° C) auf etwa 89° C erhitzt und 31/2 Gewichtsprozent Natriumbicarbonat Na HCO, einrührt. Etwa 20 Minuten genügen gewöhnlich zum vollständigen Auflösen, worauf man das Glycerin auf Zimmertemperatur abkühlen läßt. Man kann natürlich verschiedene Mengen von Glycerin und Natriumbicarbonat verwenden und/oder andere Säuren, Basen oder Salze statt Natriumbicarbonat.The housing contains an electrolyte i i, which is produced thereby is that you get essentially dry, chemically pure glycerine (specific weight not below 1.252 at 20 ° C) heated to about 89 ° C and 31/2 percent by weight sodium bicarbonate Na HCO3, stir in. About 20 minutes are usually enough to completely dissolve whereupon the glycerin is allowed to cool to room temperature. Of course, you can have different ones Use amounts of glycerin and sodium bicarbonate and / or other acids, bases or salts instead of sodium bicarbonate.
. Der Elektrolyt kann auch in nichtflüssiger Forrn hergestellt werden. Man kann z. B. <frei Gewichtsteile Gelatine in einem Teil Glycerin auf dem Dampfbade auflösen und die heiße Lösung mit Natriumbicarbonat sättigen. Andere Ionogene können auch für die nichtflüssige Elektrolytform benutzt werden. Durch Zusatz einiger Tropfen Formaldehyd erhärtet die Gallerte rasch und wird durch spätere Erhitzung unverflüssigbar.. The electrolyte can also be made in a non-liquid form. You can z. B. <free parts by weight of gelatin in one part of glycerine on the steam bath Dissolve and saturate the hot solution with sodium bicarbonate. Other ionogens can can also be used for the non-liquid electrolyte form. By adding a few drops Formaldehyde hardens the jelly quickly and becomes non-liquefiable when it is heated later.
Die Deckschichtelektrode 12 wird in Abstand vom Gehäuse durch einen Deckel 13, aus einem Isolierstoff gehalten, der chemisch inert ist, wie z. B. ein Phenolkondensationsprodukt.The cover layer electrode 12 is spaced from the housing by a Lid 13, held from an insulating material that is chemically inert, such as. B. a Phenol condensation product.
Die Deckschichtelektrode besteht aus mehreren gestanzten Aluminiumscheiben 14 von im wesentlichen konischer Form bzw. Becherform (Abb. i), deren Seitenflächen aufwärts ragen, so daß etwaige Luftblasen entweichen können. Diese Aluminiumscheiben werden durch Zwischenscheiben 15 in Abstand gehalten. Die Scheiben sind auf eine Aluminiumstange 16 aufgereiht und werden in Stellung durch eine Scheibe 17 gehalten, die an der Stange durch den Kopf 18 festgehalten wird. Die obere Scheibe liegt gegen einen Bund i9 der Stange.The top layer electrode consists of several stamped aluminum disks 14 of essentially conical shape or cup shape (Fig. I), the side surfaces protrude upwards so that any air bubbles can escape. These aluminum discs are held at a distance by spacers 15. The discs are on one Aluminum rod 16 lined up and held in position by a washer 17, which is retained on the rod by the head 18. The upper disc is against a bunch of the rod.
Eine untere Hülse 22 des Deckels 13 umgibt den oberen Teil der Stange 16. Um chemische oder elektrolytische Wirkung dort zu verhindern, wo das Aluminium den Deckel unterhalb der Oberfläche des Elektrolyten berührt (z. B. bei 20), ist eine Glimmerscheibe 2i vorgesehen. Diese ist für erfolgreichen Betrieb bei hohen Spannungen äußerst wichtig. Kommt die Aluminiumelektrode mit einem Phenolkondensat bei 2o in Berührung, so scheint sich in diesem eine chemische Veränderung zu vollziehen, die seine Oberfläche carbonisiert und leitend macht, so daß ein Undichtstrom bei 2o auftritt. Dieser verursacht Funkenbildung, welche die Haut dort weiter zerstört und schließlich den Kondensator unbrauchbar macht. Die Erfahrung des Erfinders hat gezeigt, daß, wenn nicht eine Scheibe aus Glimmer, Celluloid oder sonstiger inerter Isoliermasse die mit Häutchen bekleidete Oberfläche von dem Phenolkondensat trennt, die Kondensatoren an diesem Punkt unverrneidlich versagen, wenn sie hohen Spannungen ausgesetzt werden. Die Wichtigkeit des Hinunterragens der Hülse unter den Spiegel des Elektrolyten ist bekannt, insofern dadurch Oberflächenwirkung durch den vereinten Einfluß der f_uft, der Funkenbildung, des Elektrolyten und der elektrolytischen Gase an diesem Punkte verhindert wird.A lower sleeve 22 of the cover 13 surrounds the upper part of the rod 16. To prevent chemical or electrolytic effects where the aluminum touches the lid below the surface of the electrolyte (e.g. at 20) a mica disk 2i is provided. This is for successful operation at high levels Tensions are extremely important. The aluminum electrode comes with a phenolic condensate at 2o in contact, a chemical change seems to take place in this, which carbonizes its surface and makes it conductive, so that a leakage current occurs 2o occurs. This causes sparks, which further destroy the skin there and ultimately renders the capacitor unusable. Has the experience of the inventor shown that, if not a disk of mica, celluloid, or other inert Isolation compound separates the skin-clad surface from the phenol condensate, the capacitors at this point will inevitably fail if they are high voltages get abandoned. The importance of sticking the sleeve under the mirror of the electrolyte is known insofar as it results in surface effect through the combined Influence of the air, the spark formation, the electrolyte and the electrolytic Gases at this point is prevented.
Das Gehäuse io hat oben eine Ringeinziehung 24, so daß ein Rundsitz 25 für den auswärts ragenden Ringflansch 26 des Dekkels 1,3 gebildet wird. Letzterer wird durch aufragende Wände 27 zentriert und trägt einen Dichtring 28, über den die Wände 2,7 bei 29 umgefalzt werden, um die Teile fest zusammenzuhalten und den Dichtring zu verdecken. Die Wand 29 liegt vorteilhaft gegen die senkrechte Wand 3o des Deckels 13 an. Der Dichtring 28 besteht vorzugsweise aus Asbest mit etwa io °/o Gummi oder aus anderem inerten Isolierstoff.The housing io has an annular recess 24 at the top, so that a round seat 25 is formed for the outwardly protruding annular flange 26 of the cover 1,3. The latter is centered by upstanding walls 27 and carries a sealing ring 28 over the the walls 2,7 at 29 are folded over to hold the parts firmly together and the To cover sealing ring. The wall 29 is advantageously against the vertical wall 3o of the lid 13. The sealing ring 28 is preferably made of asbestos with about 100% rubber or other inert insulating material.
Oben hat der Deckel mehrere Rippen 3i, 31' und dazwischen Ringnuten 32, 32', um die Oberflächenleitung zu erschweren und Kurzschluß des Kondensates durch das Kriechen des Elektrolyten über die Oberseite des Kondensators zu verhindern. Sollte also Flüssigkeit durch die Fugen um die Glimmerscheibe 21 oder den Ring 28 hindurchdringen, so würde sie sich in den Nuten 32, 32' sammeln, bevor sie vom Gehäuseteil 29 zur Aluminiumstange 16 kriechen kann, so daß elektrische Undichtheit vermieden wird.At the top, the cover has several ribs 3i, 31 'and annular grooves in between 32, 32 'to complicate the surface conduction and short-circuit the condensate by preventing the electrolyte from creeping over the top of the capacitor. So should liquid flow through the joints around the mica disk 21 or the ring 28 penetrate through it, it would collect in the grooves 32, 32 'before it is removed from the housing part 29 can crawl to the aluminum rod 16, so that electrical leakage is avoided will.
Der Deckel hat vorzugsweise eine kleine Bohrung 33 unter dem Ring 28 (Abb. i), so daß irgendwelche Gase durch den Dichtring hindurch diffundieren bzw. unter ihn und um ihn entweichen können. Dadurch wird das Auftreten übermäßigen Druckes im Kondensator und auch das Ausfließen von Elektrolyt beim Umkehren des Kondensators verhindert.The lid preferably has a small bore 33 under the ring 28 (Fig. I) so that any gases diffuse through the sealing ring or can escape under and around him. This makes the occurrence excessive Pressure in the capacitor and also the outflow of electrolyte when reversing the Condenser prevented.
Ein Klemmpfosten 34 mit gelochtem waagerechten Teil 35 ist an der Aluminiumstange vorzugsweise durch Überkümpelung der letzteren (Abb. i) befestigt und ist vorzugsweise aus Aluminium, um elektrolytische Wirkung bei etwaigem Entweichen von Elektrolyt zu verhindern. Verschiedene Metalle würden ein galvanisches Element bilden und dann Korrosion verursachen. Um das Anlöten von Drähten zu erleichtern, wird eine verzinnte Messingkausche 3,7 in dem Loche 38 der Klemme 34 befestigt.A clamping post 34 with a perforated horizontal part 35 is on the Aluminum rod preferably attached by dumping the latter (Fig. I) and is preferably made of aluminum in order to have an electrolytic effect in the event of leakage of electrolyte to prevent. Different metals would make a galvanic element and then cause corrosion. To make the soldering of wires easier, a tin-plated brass thimble 3.7 is attached in the hole 38 of the clamp 34.
Bei der Ausführung nach Abb.2 bis 4 sind statt der Deckschichtelektrode 12 der Abb. i drei kleinere Elektroden in einen Kondensator eingesetzt. Sie bestehen aus abgedrehten Aluminiumstangen 16' mit einer Schulter ig' und mehreren in Abstand angeordneten und ein Stück mit der Stange bildenden Scheiben i4' (Abb. 5). Diese Elektrode kann sehr billig auf einer Drehbank oder selbsttätigen Schraubenschneidmaschine hergestellt werden. Der Deckel 13' dieser Ausführung hat drei abwärts ragende Buchsen 22, deren jede eine Aluminiumstange umgibt und durch Glimmerscheibe 2i' in Abstand davon gehalten wird. Das Zusammenbauen der Wand 29' und Klemme 34' usw. entspricht Abb. i.In the embodiment according to FIGS. 2 to 4, three smaller electrodes are used in a capacitor instead of the cover layer electrode 12 in FIG. They consist of turned aluminum rods 16 'with a shoulder ig' and several disks i4 'arranged at a distance and forming a piece with the rod (Fig. 5). This electrode can be made very cheaply on a lathe or automatic screw cutting machine. The cover 13 'of this embodiment has three downwardly projecting sockets 22, each of which surrounds an aluminum rod and is held at a distance therefrom by mica washer 2i'. The assembly of the wall 29 'and clamp 34' etc. corresponds to Fig. I.
Die Deckschichtelektrode, die aus den abwechselnd auf der Stange nach Abb. i angeordneten gestanzten Scheiben und Abstandshaltern oder dem gedrehten Aluminiumkörper nach Abb.5 besteht, wird zunächst mit Alkalilösung gereinigt und dann in saurer Lösung behandelt. Die Elektroden werden in eine 5prozentige Lösung von Natriumcarbonat bei etwa 70° C eingetaucht. Dabei werden die Elektroden hin und her bewegt, um die Luft zwischen den Platten zu entfernen und die Natriumcarbonatlösung gut auf alle Oberflächen einwirken zu lassen. In wenigen Sekunden sind alle Fettspuren entfernt, und die Oberfläche des Aluminiums zeigt ein leicht geätztes oder mattiertes Aussehen, wobei eine schäumende Gasentwicklung eintritt. Die Arbeit geschieht vorzugsweise in Eisengefäßen und erfordert io oder i-5 Sekunden. Praktisch kann dieser Schritt entfallen, da die Säurebehandlung gewöhnlich ausreicht, um alle Verunreinigungen zu entfernen und die Oberfläche für wirksame Deckschichtbildung herzurichten.The top layer electrode, which is made up of alternately on the rod after Fig. I arranged punched discs and spacers or the turned aluminum body according to Fig.5, it is first cleaned with an alkali solution and then in an acidic one Solution treated. The electrodes are placed in a 5 percent solution of sodium carbonate immersed at about 70 ° C. The electrodes are moved back and forth in order to achieve the Remove air from between the plates and apply the sodium carbonate solution well to all Allow surfaces to act. All traces of fat are removed in a few seconds, and the surface of the aluminum shows a lightly etched or matt appearance, a foaming gas evolution occurs. The work is done preferentially in iron vessels and requires io or i-5 seconds. This step can be practical omitted as the acid treatment is usually sufficient to remove all impurities to remove and to prepare the surface for effective topcoat formation.
Die Elektroden werden dann aus der Sodalösung entfernt und in reinem Wasser gespült.The electrodes are then removed from the soda solution and placed in pure Rinsed with water.
Die letzte Reinigungslösung stellt man durch Mischen von z. B. i Volumenteil konzentrierter Salpetersäure mit 3 Teilen Wasser her. Die gespülten Platten werden 2 oder 3 Stunden in diese kalte Lösung getaucht. Der Hauptzweck hierbei liegt im Entfernen metallischer Oberflächenverunreinigungen vom Aluminium.' Die chemische Wirkung ist aber gewöhnlich sehr gering.The last cleaning solution is made by mixing z. B. i part by volume concentrated nitric acid with 3 parts of water. The rinsed plates are Immersed in this cold solution for 2 or 3 hours. The main purpose here is Removing metallic surface contaminants from aluminum. ' The chemical However, the effect is usually very small.
Die Elektroden werden dann gründlich in reinem Wasser und dann in destilliertem Wasser gespült, da es absolut wesentlich ist, daß alle Säurespuren vor Weiterbehandlung entfernt werden. Hierzu wird vorzugsweise das restliche Wasser durch Preßluft ausgeblasen. Die Platten sollten auf dieser Stufe des Verfahrens eine gleichförmige silbergraue Farbe zeigen. Eine zu lange Eintauchung erzeugt ungleichförmiges Aussehen.The electrodes are then rinsed in pure water and then in Rinsed with distilled water as it is absolutely essential that all traces of acid be removed removed before further treatment. The remaining water is preferably used for this purpose blown out by compressed air. The plates should be at this stage of the procedure show a uniform silver-gray color. Too long immersion creates irregularities Appearance.
Nachdem das Scheibenaggregat gereinigt ist, wird der Deckel 13 und der Aluminiumansatz 34 an das andere Ende der Scheibe 16 angekümpelt; wobei dafür gesorgt wird, eine Verunreinigung des Aggregates auszuschließen.After the disk unit has been cleaned, the cover 13 and the aluminum lug 34 butted to the other end of the disk 16; being for that care is taken to rule out contamination of the unit.
Der nächste Schritt ist die Wechselstromformierung, bei welcher die Platten mittels einer Klemme vollständig in eine Lösung von chemisch reinen :@atriuiiicarbonates in destilliertem Wasser untergetaucht «-erden. Die Konzentration dieser Lösung kann je nach der Formierungsspannung schwanken. Die verdünnten Lösungen werden für höhere Spannungen verwendet. Alle Metalle, die nicht Aluminium sind, müssen den Platten während der Formierung ferngehalten werden, und besonders muß man auf Fernhaltung der Korrosionsprodukte von Kupfer und Messing hinsichtlich der Platten und des Bades achten. Das Bad ist vorzugsweise in einem Stahlgefäß, und die Platten werden in zwei Gruppen eingeteilt, deren jede einen Pol der Wechselstromquelle bildet. Der Elektrolyt steht etwa 3 inin über der obersten Scheibe.The next step is the alternating current formation, in which the Plates completely in a solution of by means of a clamp chemically pure: @atriuiiicarbonates submerged in distilled water «-erden. The concentration this solution can vary depending on the forming voltage. The diluted solutions are used for higher voltages. All metals that are not aluminum must be kept away from the panels during formation, and especially must to keep away the corrosion products of copper and brass with regard to the Pay attention to plates and the bath. The bath is preferably in a steel vessel, and the plates are divided into two groups, each of which has one pole of the alternating current source forms. The electrolyte is about 3 inches above the top disk.
Die Wecliselstroinzufuhr wird so geregelt, da.ß etwa 1/2 Ampere auf das große Scheibengebilde (etwa 38 Scheiben von 25,4 mm Durchmesser) entfällt und ein entsprechender Strom für Elektroden von anderen Größen. Das Anfangspotential ist etwa So Volt und wird während etwa 5 Minuten auf 29o Volt erhöht. Während dieser Zeitspanne fällt der Strom auf einen wesentlich konstanten Wert. Das Fortschreiten der Formierung kann durch Widerstand oder Reaktanz in Reihe mit der Stromquelle geregelt «erden. Vorzugsweise werden die 29o Volt in etwa 4 Minuten erreicht und innegehalten, bis der Strom konstant ist, was in der Regel r oder 2 Minuten länger dauern wird. Die anfäng -liche Formierung mit Wechselstrom ist wichtig, weil sie ein robusteres Häutchen ausbildet, das weniger zu Fehlstellen oder schwachen Punkten neigt.The alternate supply is regulated so that about 1/2 ampere the large disk structure (about 38 disks with a diameter of 25.4 mm) is omitted and a corresponding current for electrodes of other sizes. The initial potential is about 50 volts and is increased to 29o volts over about 5 minutes. During this During this period, the current falls to a substantially constant value. The progression The formation can be through resistance or reactance in series with the power source regulated «earth. Preferably, the 29o volts are reached in about 4 minutes and pause until the current is constant, which is usually r or 2 minutes longer will take. The initial formation with alternating current is important because it forms a more robust membrane that is less prone to imperfections or weak points tends.
Die Gruppen aus mit Wechselstrom formierten Platten erhalten dann eine Gleichstromformierung, wobei man vorzugsweise den Stahlbehälter als negativen Pol und alle Aluminiumplatten als positiven Pol verwendet. Diese Formierung geschieht ohne Störung der Platten im selben Gefäß, indem man von Wechselstrom auf Gleichstrom umschaltet. Die Gleichstrombehandlung erfordert 21/, bis 3 Stunden in der 2prozentigen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat. Die Temperatur sollte unter 40° C gehalten werden, da sonst Schlierenbildung auf den Platten leicht eintritt.The groups of panels formed with alternating current then receive a direct current formation, preferably using the steel tank as negative Pole and all aluminum plates used as positive pole. This formation happens without disturbing the plates in the same vessel by switching from alternating current to direct current switches. The direct current treatment requires 21 /, to 3 hours in the 2 percent aqueous solution of sodium carbonate. The temperature should be kept below 40 ° C otherwise streaking can easily occur on the panels.
Statt die Wecliselstroinformierung vor Beginn der Gleichstromformbildung zu beenden, kann man beides abwechseln lassen, indem man fortschreitend die Spannung für Wechselstrom und Gleichstrom bei der Behandlung erhöht und den Strom wesentlich konstant hält, bis die Spannung einen Höchstwert erreicht hat, worauf man den Strom bis zu einem Mindestwert sinken läßt. Durch diese abwechselnde Behandlung erzielt man einen sehr robusten und widerstandsfähigen Hautbelag auf der Aluminiumelektrode.Instead of the Wecliselstroinformierung before the beginning of the DC waveform formation To finish, one can alternate the two by progressively reducing the tension for alternating current and direct current in the treatment increases and the current significantly holds constant until the voltage has reached a maximum value, whereupon the current is applied drops to a minimum value. Achieved by this alternating treatment you have a very robust and resistant skin covering on the aluminum electrode.
Die Elektroden werden dann behutsam aus dein Formierungsbehälter entfernt und durch einen Preßluftstrahl gründlich getrocknet. Dabei und bei allen späteren Behandlungen ist es sehr wichtig, daß die Elektrodenaggregate mit möglichst wenig mechanischer Reibung behandelt werden. Eine Durchbrechung des Häutchens macht den Kondensator unbrauchbar oder verlängert doch sehr die Zeit für die nötige letzte Formierung.The electrodes are then carefully removed from the formation container and dried thoroughly with a jet of compressed air. There and with all later It is very important that the electrode aggregates with as little as possible treatments mechanical friction are treated. A break in the membrane does that Capacitor unusable or it increases the time for the last necessary one Formation.
Diese geschieht in einer wesentlich trockenen Lösung von 3'1201, Natriumbicarbonat in Glycerin. In der Regel ist es nötig, das Glycerin etwas zu erwärmen, um das Auflösen zu bewirken. Meist ist eine Temperatur von 8o° C auf etwa 20 Minuten nötig. Man sollte sehr darauf achten, das Glycerin von der Oberfläche des Deckels 13 fernzuhalten, da es sehr schwer zu entfernen ist und Stromschluß verursachen sowie den Kondensator verderben kann. Die getrockneten Elektroden taucht man in diese Glycerin-Natriumbicarbonatlösung und läßt sie mehrere Stunden stehen, um die Luft aus den Zwischenräumen der Platten entweichen zu lassen. Dann wird die Gleichstromspannung angelegt, und die Elektroden werden 250 Volt ausgesetzt, bis die Undichtheit den gewünschten 1linimalwert erreicht.This takes place in a substantially dry solution of 3,1201 sodium bicarbonate in glycerine. Usually it is necessary to warm the glycerin a little to cause it to dissolve. Usually a temperature of 80 ° C is necessary for about 20 minutes. Great care should be taken to keep the glycerin away from the surface of the lid 13 as it is very difficult to remove and can short-circuit and spoil the capacitor. The dried electrodes are immersed in this glycerol-sodium bicarbonate solution and left to stand for several hours in order to allow the air to escape from the spaces between the plates. The DC voltage is then applied and the electrodes are exposed to 250 volts until the leakage reaches the desired linear value.
Die formierten Elektroden werden dann sorgsam aus dem Bade gehoben, ohne den von den Scheiben festgehaltenen Elektrolyten zu entfernen, und «-erden dann in das Gehäuse ro gesteckt, das vorher mit derselben Glycerinlösung so hoch gefüllt wurde, daß der Elektrolytspiegel schließlich etwa 3 mm über der obersten Platte des Aggregates steht. Dabei muß man besonders sorgfältig die Elektrode an der Berührung mit der Seite des Gehäuses oder sonstigen Gegenständen verhindern.The formed electrodes are then carefully lifted out of the bath, without removing the electrolyte held by the panes, and «-grounding then put into the housing ro, which was previously so high with the same glycerine solution was filled so that the electrolyte level was finally about 3 mm above the top Plate of the unit is in place. You have to be particularly careful with the electrode prevent contact with the side of the housing or other objects.
Nach dem Einsetzen der Scheibenaggregate in das Gehäuse ro wird der Dichtring 28 eingesetzt, und das Gehäuse wird verschlossen, indem inan den oberen Rand 29 über den Dichtring falzt. Die Kondensatoren werden dann an 25o Volt Gleichstrom angeschlossen und sollten eine Undichtheit von weniger als r Milliampere je Aggregat zeigen. Die Spannung von 2,50 Volt wird aufrechterhalten, bis der Strom auf weniger als 0,2 Milliampere sinkt. Fehlerhafte Kondensatoren findet man durch ihre hohe Undichtheit heraus.After inserting the disk units into the housing ro, the Sealing ring 28 inserted, and the housing is closed by inan the upper Edge 29 folds over the sealing ring. The capacitors are then connected to 25o volts DC connected and should have a leak of less than r milliamps per unit demonstrate. The voltage of 2.50 volts is maintained until the current drops to less drops than 0.2 milliamps. Defective capacitors can be found by their high Leak out.
Kondensatorplatten, die man in wässerigen Lösungen formiert und dann in Glycerinelektrolvten eingeführt hat, können Störungen durch Streustrom verursachen. Dadurch, daß man die Deckschichtbildung in der Glycerinlösung vornimmt, wird diese Schwierigkeit vermieden. Die dünne, der Platte beim Entfernen aus dem Formierungsglycerin anhaftende Glycerinschicht dient auch dazu, besseren Kontakt mit dem Elektrolyten in der Kondensatorzelle zu gewährleisten, d. h. es ist dann geringere Neigung zur Bildung von Luftsäcken vorhanden.Capacitor plates that are formed in aqueous solutions and then introduced into glycerin electrolvten can cause interference due to stray current. Through this, that the top layer is formed in the glycerine solution, this difficulty is avoided. The thin, the plate when removed from the Forming glycerin adhering glycerin layer also serves to better contact to ensure with the electrolyte in the capacitor cell, d. H. it is then there is less tendency to form air sacs.
Der so hergestellte Kondensator ist etwa 5o mm hoch bei 32 mm Durchmesser, hat eine Kapazität von ro Mikrofarad, eine Undichtheit von o,2 Milliampere bei 25o Volt Gleichstrom, ist wesentlich stabil, d. h. erfordert keine Nachformierung nach einer Periode des Nichtgebrauchs, leidet nicht über Gebühr durch Alter oder Gebrauch und ist billig herstellbar.The capacitor made in this way is about 50 mm high and 32 mm in diameter, has a capacity of ro microfarads, a leak of 0.2 milliamps at 25o Volts DC, is substantially stable; H. does not require any reforming a period of non-use, does not suffer unduly through age or use and is cheap to manufacture.
Es wurde zwar ein Kondensator mit einer Aluminiumelektrode in einem Elektrolyten von Natriurnbicarbonat in Glycerin oben beschrieben, doch könnte auch jede andere geeignete Deckschichtelektrod'e, wie Tantal o. dgl., statt Aluminium verwendet werden. Auch könnte man andere Alkohole, besonders polyhydrische Alkohole wie Äthylenglycol u. dgl. statt Glycerin benutzen. jedes im wesentlichen trockene Ionogen, wie z. B. im wesentlichen trockene Schwefelsäure, kann statt Natriumbicarbonat verwendet werden, und man kann im Rahmen der Erfindung Gelatine oder sonstige Stoffe dem Elektrolyten zusetzen.It was indeed a capacitor with an aluminum electrode in one Sodium bicarbonate electrolytes in glycerin are described above, but could also be any other suitable cover layer electrodes, such as tantalum or the like, instead of aluminum be used. You could also use other alcohols, especially polyhydric alcohols like ethylene glycol and the like use instead of glycerine. each essentially dry Ionic, such as B. essentially dry sulfuric acid can be used instead of sodium bicarbonate can be used, and gelatin or other substances can be used in the context of the invention add to the electrolyte.
Ein sehr wichtiges Merkmal des Kondensators nach der Erfindung ist seine Stromundichtheit bei hohen Spannungen. Bekanntlich ist bei gewöhnlichen Papierkondensatoren der Undichtstrom direkt proportional der angelegten Spannung, d. h. die graphische Darstellung ist eine gerade Linie. Bei dem elektrolytischen Kondensator nach der Erfindung aber erlaubt die Deckschicht eine rasche Zunahme im Undichtstrom, wenn die angelegte Spannung über einen bestimmten Wert wächst, und die Spannung am Kondensator wird-am Anstieg erheblich über den gegebenen Wert hinaus verhindert. Mit anderen Worten, während ein Papierkondensator allgemein gesprochen die Eigenschaften einer reinen Kapazität hat, zu der ein fester Widerstand von hohem Wert im Nebenschluß liegt, hat der Kondensator nach der Erfindung allgemein die Eigenschaften einer reinen Kapazität, zu der ein Widerstand in Nebenschlußanordnung ist, der nach Anstieg der angelegten Spannung über einen bestimmten Punkt sich entgegengesetzt in hohem Verhältnis zur angelegten Spannung ändert. Um eine Analogie zu brauchen, der Kondensator nach der Erfindung wirkt sehr ähnlich einem Drucksicherheitsventil. Wegen dieser Charakteristik findet der Kondensator nach der Erfindung eine wichtige Anwendung bei Filterkreisen für Gleichrichter.A very important feature of the capacitor according to the invention is its current leakage at high voltages. It is well known that ordinary paper capacitors the leakage current directly proportional to the applied voltage, d. H. the graphic Representation is a straight line. In the case of the electrolytic capacitor according to the Invention, however, the top layer allows a rapid increase in the leakage flow, if the applied voltage increases above a certain value, and the voltage across the capacitor is prevented from rising significantly beyond the given value. With others Words, while a paper capacitor is generally speaking the properties of a has pure capacitance, to which a solid resistance of high value in shunt is, the capacitor according to the invention generally has the properties of a pure capacitance, to which a resistor is shunted, which after rise the applied voltage over a certain point is opposite in high Relation to the applied voltage changes. To use an analogy, the capacitor according to the invention acts very similar to a pressure safety valve. Because of these Characteristic, the capacitor according to the invention finds an important application in filter circuits for rectifiers.
Sehr oft kennzeichnet sich die Spannungswelle des ausgehenden Stromkreises des Gleichrichters durch einen oder mehrere scharfe Anstiege bzw. hohe schmale Spitzen in jeder Halbperiodenwelle der gleichgerichteten Spannung. Diese Spitzen werden durch magnetische und elektrische Eigenschaften des Speisetransformators und Gleichrichters verursacht. Bei 'einem nur Papierkondensatoren verwendenden Filterkreise veranlassen diese Spitzen oder Anstiege Störungen in den Drosselspulen, die zum Filter gehören, und können eine unbefriedigende Filterung verursachen, d. h. es kann zuviel Unruhe im ausgehenden Strome des Filters herrschen. Wird aber der Kondensator nach der Erfindung als erstes Element des Filterkreises 'verwendet, so verhindert er wirksam, daß einen bestimmten Wert überschreitende Schwankungen der Gleichrichterausgangsspannung auf die nachfolgenden Elemente im Filterkreise übertragen werden. Als Resultat wird daher ein sehr gleichmäßig filtrierter Strom von dem Filter erzielt.Very often the voltage wave of the outgoing circuit is characterized of the rectifier by one or more sharp slopes or high, narrow peaks in each half cycle wave of the rectified voltage. These tips will due to the magnetic and electrical properties of the supply transformer and rectifier caused. In the case of a filter circuit that only uses paper capacitors these peaks or rises disturbances in the choke coils belonging to the filter, and can cause unsatisfactory filtering, i. H. there can be too much restlessness prevail in the outgoing stream of the filter. But if the capacitor after the Invention used as the first element of the filter circuit, it effectively prevents that fluctuations in the rectifier output voltage exceeding a certain value can be transferred to the following elements in the filter circuit. As a result, will therefore a very evenly filtered flow from the filter is achieved.
Die Schwankungen in der Gleichrichterausgangsspannung sind je für sichvonkurzer Dauer im Vergleich zur ganzen Halbperiodenwelle bzw. dem Impuls der gleichgerichteten Spannung. In graphischer Darstellung sind sie scharfe Spitzen, die zwar recht hoch, aber relativ schmal sind, so daß die Fläche unter der Spannungskurve des Gleichrichterausgangsstromes nur wenig größer als die Fläche unter einer rektifizierten Sinuskurve ist, die vollständig unter dieser Spannungskurve gezogen wird. Daher verursacht das Entfernen dieser Spitzen oder Anstiege nur ein kleines Opfer an Leistung und eine relativ unbeachtliche Verringerung des Wirkungsgrades.The fluctuations in the rectifier output voltage are each for of a short duration compared to the entire half-period wave or the impulse of the rectified voltage. In graphical representation they are sharp points, which are quite high, but relatively narrow, so that the area under the stress curve the rectifier output current is only slightly larger than the area under a rectified one Is sine wave that is drawn entirely under this voltage curve. Therefore removing these spikes or bumps makes only a small sacrifice in performance and a relatively negligible decrease in efficiency.
Durch Wahl des Metalles für die Deckschichtelektrode, des im Elektrolyten benutzten Ionogens und der Ionogenkonzentration im Elektrolyten kann man der Kondensatorzelle nach der Erfindung die gewünschten Charakteristiken für kritische Spannung und Undichtheit innerhalb gewisser Grenzen geben, um der Anforderung zu entsprechen, daß die Spitzen aus der ausgehenden Spannungswelle eines bestimmten Gleichrichters ausgemerzt werden.By choosing the metal for the top layer electrode, that in the electrolyte The used ionogen and the ionogen concentration in the electrolyte can be found in the capacitor cell according to the invention the desired characteristics for critical stress and leakage give within certain limits to meet the requirement that the peaks be stamped out from the outgoing voltage wave of a particular rectifier.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF66101D DE647242C (en) | 1928-05-22 | 1928-05-22 | Electrolytic capacitor with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF66101D DE647242C (en) | 1928-05-22 | 1928-05-22 | Electrolytic capacitor with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE647242C true DE647242C (en) | 1937-07-03 |
Family
ID=7110365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF66101D Expired DE647242C (en) | 1928-05-22 | 1928-05-22 | Electrolytic capacitor with one or more top layer electrodes immersed in an electrolyte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE647242C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE974289C (en) * | 1951-01-26 | 1960-11-17 | Huels Chemische Werke Ag | Ethylene glycol for the production of electrolytes |
-
1928
- 1928-05-22 DE DEF66101D patent/DE647242C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE974289C (en) * | 1951-01-26 | 1960-11-17 | Huels Chemische Werke Ag | Ethylene glycol for the production of electrolytes |
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