DE667134C

DE667134C - Method of manufacturing an electrolytic capacitor

Info

Publication number: DE667134C
Application number: DES119777D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Herrmann; Paul Werner
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-09-15
Filing date: 1935-09-15
Publication date: 1938-11-04

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators Es ist bekannt, als Elektrolyte für elektrolytische Kondensatoren pastenförmige Elektrolyte zu verwenden, die im allgemeinen unter Benutzung von kolloidalen Stoffen, wie Traganthgummi oder Bentonit hergestellt werden. Solche Pastelektrolyte werden im Gegensatz zu den gebräuchlichen Imprägnierverfahren bei halbflüssigen Elektrolyten, welche ungefähr die Konsistenz von käuflichem Bienenhonig besitzen, durch Einstreichen von Hand mittels eines geeigneten Spachtels in den Abständhalter (z. B. Gewebe) eingebracht. -Es ist aber sehr schwierig, die Paste in gleichmäßiger und dünner Schicht auf das ganze Gewebe zu verteilen. Wird zu dünn aufgetragen, so bleibt das Gewebe stellenweise unbenetzt, was zu Durchschlägen und Kapazitätsverlust führt. Ein zu dicker Auftrag führt zu Einbauschwierigkeiten und erhöht den Elektrolytverbrauch.Method of making an electrolytic capacitor It is known as electrolytes for electrolytic capacitors, paste-like electrolytes to use, generally using colloidal substances, such as gum tragacanth or bentonite. Such paste electrolytes are in contrast to the usual impregnation methods for semi-liquid electrolytes, which are approximately have the consistency of commercial bee honey, by brushing it by hand into the spacer (e.g. fabric) using a suitable spatula. -But it is very difficult to apply the paste in an even and thin layer on the to distribute whole tissues. If it is applied too thinly, the tissue remains in places unwetted, which leads to breakdowns and loss of capacity. Too big a job leads to installation difficulties and increases electrolyte consumption.

Weiterhin entsteht ein beträchtlicher Abfall an Elektrolyt, da immer ein Überschuß auf das Gewebe aufgetragen werden muß und der dabei entstehende Abfall sich nicht vollständig wiederverwenden läßt.Furthermore, there is a considerable waste of electrolyte as always an excess has to be applied to the tissue and the resulting waste cannot be fully reused.

Da außerdem während des Pastvorganges der Elektrolyt eine große Oberfläche darbietet, wird er durch den Einfluß der Luftfeuchtigkeit ungünstig verändert.Since the electrolyte also has a large surface during the pasting process presents, it is changed unfavorably by the influence of the air humidity.

Der Elektrolyt erfährt auch noch unerwünschte Temperaturänderungen infolge der verschiedenen Temperaturen im Aufbewahrungsgefäß und beim Pastvorgang.The electrolyte also experiences undesirable temperature changes as a result of the different temperatures in the storage vessel and during the pasting process.

Da das Handpasten nicht an endlosen Bändern vorgenommen werden kann und demnach kein kontinuierliches Verfahren darstellt, können nur zugeschnittene Bahnen gepastet werden, was aber einen sehr großen Zeitverlust in der Herstellung solcher Kondensatoren bedeutet.Since hand pasting cannot be done on endless belts and therefore not a continuous process, can only be tailored Lanes are pasted, which, however, results in a very large loss of time in production such capacitors means.

Der Handpastvorgang und der sich anschließende Wickelprozeß verläuft ferner in zwei Arbeitsgängen. Es entstehen dadurch zeitliche Differenzen, in denen Beschädigungen der gepasteten Bahnen eintreten können.The hand paste process and the subsequent winding process are ongoing also in two steps. This results in time differences in which The pasted webs can be damaged.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von elektrolytischen Kondensatoren bekanntgeworden, bei denen die mit Elektrolyten zu tränkenden Abstandhalter im wesentlichen nur waagerecht durch die Elektrolytsubstanz zwecks Imprägnierung durchgezogen werden. Ein derartiges Verfahren besitzt aber, insbesondere bei der Verwendung von hochviscosen Elektrolyten, Nachteile, da ein solcher Elektrolyt nicht genügend in die Abstandhalter bei der waagerechten Durchführung eindringen kann. Diese Nachteile machen sich vor allen Dingen bei solchen Elektrolyten bemerkbar, die infolge der Zugabe kolloidaler Stoffe thixotrope Eigenschaften aufweisen.There are already methods of manufacturing electrolytic capacitors became known in which the spacers to be soaked with electrolytes essentially only be pulled horizontally through the electrolyte substance for the purpose of impregnation. However, such a method has, especially when using highly viscous ones Electrolytes, disadvantages, as such an electrolyte does not get enough into the spacers can penetrate the horizontal duct. These disadvantages are fooling themselves all things noticeable in such electrolytes as a result of the addition of colloidal Substances have thixotropic properties.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung von elektrolytischen Kondensatoren und bezweckt, die angeführten Übelstände zu vermeiden unter gleichzeitiger Verbilligung des Pastverfahrens an sich.The present invention now relates to a method of manufacture of electrolytic capacitors and aims that cited To avoid inconveniences while at the same time making the paste process cheaper themselves.

Gemäß der Erfindung wird zum Einbringen. eines zähflüssigen, insbesondere pasten ` förmigen Elektrolyten in den aus Papier, G webe o. dgl. bestehenden und zwischen deh: Elektroden befindlichen Elektrolytträger, dieser zusammen mit einer oder mehreren Elektroden oder gleichartigen Begleitbändern ganz oder annähernd senkrecht durch den Elektrolyten und durch eine Paßöffnung hindurchgeführt, die sich am Boden eines annähernd trichterförmigen Elektrolytbehälters befindet.According to the invention, for introduction. a viscous one, in particular pasty `` shaped electrolytes in those made of paper, tissue or the like and existing between deh: electrodes located electrolyte carrier, this together with a or several electrodes or similar accompanying bands wholly or approximately perpendicularly passed through the electrolyte and through a passport opening at the bottom an approximately funnel-shaped electrolyte container is located.

Die Anordnung und die Herstellungsweise nach der Erfindung zeigen wesentliche Vorteile gegenüber dem bisher bekannten Verfahren des Handpastens. Insbesondere liegen diese darin, daß infolge der lockeren Hindurchführung der Bänder durch den Elektrolyten dieser von den Bändern ergriffen und mitgerissen wird, so daß ein einwandfreies Einpressen des Elektrolyten in den Abstandhalter durch die weiterhin vorgesehene Abstreifeinrichtung gewährleistet ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die im Querschnitt keilförmige, zwischen Abstandhalter und Metallfolie befindliche El.ektrolytmenge nicht seitlich entweichen kann, da sie von der Metallfolie festgehalten wird und daher zwangsläufig in die Maschen des Abstandhalters eintreten muß. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Show the arrangement and the method of manufacture according to the invention significant advantages over the previously known method of hand pasting. In particular are these in the fact that as a result of the loose passage of the bands through the Electrolyte this is grabbed by the tapes and carried away, so that a flawless The electrolyte is pressed into the spacer by the spacer that is still provided Stripping device is guaranteed. It has been shown that the cross-section wedge-shaped amount of electrolyte located between spacer and metal foil cannot escape laterally because it is held in place by the metal foil and therefore must inevitably enter the mesh of the spacer. In the drawing embodiments of the invention are shown.

Gemäß Fig. i treten die Anode i und die Kathode 2 sowie das als Abstandhalter und Elektrolytträger dienende Gewebe 3, von entsprechenden Vorratsrollen 4, 5, 6 kommend, durch einen trichterförmigen, mit Elektrolyt 7 gefüllten Behälter 8, der an seinem unteren Ende eine vorzugsweise mit Gummi 9 abgedichtete Öffnung io besitzt. Beim Durchlaufen des Behälters bedecken sich die Elektroden i und 2 sowie das Gewebe 3 mit Elektrolyt 7, und durch das Durchlaufen durch die Öffnung io wird der Elektrolyt 7 in den Abstandhalter 3 stark eingepreßt. Durch Einstellung der Öffnungsweite in Verbindung mit dem pastenförmigen Zustand des verwendeten Elektrolyten läßt sich jede gewünschte Schichtstärke des aufgetragenen Elektrolyten erzielen.According to FIG. I, the anode i and the cathode 2 and also act as spacers and electrolyte carrier tissue 3, from respective supply rolls 4, 5, 6 coming through a funnel-shaped container 8 filled with electrolyte 7, the has an opening io preferably sealed with rubber 9 at its lower end. When passing through the container, electrodes i and 2 and the tissue are covered 3 with electrolyte 7, and by passing through the opening io the electrolyte becomes 7 strongly pressed into the spacer 3. By setting the opening width in Connection with the pasty state of the electrolyte used can be achieve any desired layer thickness of the applied electrolyte.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. i wird eine Gewebebahn verwendet, die zwi schen Anode und Kathode läuft. Da sich im Elektrolytwickel zwischen Anode und Kathode je eine Lage Abstandhalter (z. B. Gewebe) befinden soll, wird beim ersten Arbeitsvorgang das Gewebeband gemeinsam mit der Kathode durch den Behälter bewegt, während das Anodenband in Ruhe bleibt. Kathode und Gewebe werden auf die erforderliche Länge zugeschnitten. Anschließend wird im zweiten Arbeitsvorgang das Gewebe nach der anderen Seite gemeinsam mit der Umode herausgeführt und ebenso auf die er-,;.i'erliche Länge zugeschnitten, wobei vor $et'Zuschneiden die Bänder nach links oder -rechts abgelenkt werden, wie in Fig. i gestrichelt dargestellt. Aus beiden Teilen (Kathode + i Lage Gewebe und Anode -j- i Lage Gewebe) wird der Wickel hergestellt. Das Gewebe wird also im fortlaufenden Verfahren mit dem Elektrolyten versehen.In the embodiment according to FIG. 1, a fabric web is used, which runs between the anode and cathode. Since in the electrolyte coil between the anode and cathode should each have a layer of spacer (e.g. tissue), is used in the first Work process moves the fabric tape together with the cathode through the container, while the anode band remains at rest. Cathode and tissue are made to the required Cut to length. Then, in the second work process, the fabric is after the other side brought out together with the Umode and also to the er -,;. i'erliche Cut to length, before cutting the ribbons to the left or right be deflected, as shown in dashed lines in FIG. From both parts (cathode + i layer of fabric and anode -j- i layer of fabric) the winding is produced. The mesh is thus provided with the electrolyte in a continuous process.

In .der Fig. 2 ist eine andere Form des Verfahrens angegeben. Der Behälter i i enthält hier zwei Öffnungsschlitze r2 und 13 und entsprechend zwei Lagen Gewebe 14 und 15, die von Vorratsrollen 16 und 17 abgezogen werden und die mit Hilfe der von der Vorratsrolle i8 kommenden Anode i9 und der von der Vorratsrolle 2o kommenden Kathode 21 gleichzeitig gepastet und sofort anschließend gemeinsam mit den Elektroden über den Wickeldorn 22 gewickelt werden können. Mit 23 ist der Elektrolyt bezeichnet und mit 24, 25, 26 die Gummiabstreifer bzw. Dichtungen.Another form of the method is indicated in FIG. Of the Container i i here contains two opening slots r2 and 13 and two accordingly Layers of fabric 14 and 15, which are withdrawn from supply rolls 16 and 17 and the with the help of the anode i9 coming from the supply roll i8 and that of the supply roll 2o coming cathode 21 pasted at the same time and immediately afterwards together can be wound with the electrodes over the winding mandrel 22. At 23 he is Electrolyte and with 24, 25, 26 the rubber wiper or seals.

Gemäß der Fig. 3 sind die Öffnungen 27 und 28 für die gepasteten Gewebebänder 29, 3o, die von den Vorratsrollen 34 32 kommen und für die Elektroden - Anode 33 und Kathode 34 - die von Vorratsrollen 35 und 36 abgezogen werden, an dem trichterförmigen, mit Elektrolyt 37 gefüllten Behälter 38 etwas seitlich versetzt angeordnet, wodurch die Bauhöhe .der Vorrichtung gegebenenfalls verringert werden kann. Mit 39 ist der Wickeldorn bezeichnet.According to FIG. 3, the openings 27 and 28 are for the pasted fabric tapes 29, 3o, which come from the supply rolls 34, 32 and for the electrode - anode 33 and cathode 34 - which are withdrawn from supply rolls 35 and 36, at the funnel-shaped, with electrolyte 37 filled container 38 arranged somewhat laterally offset, whereby the overall height of the device can be reduced if necessary. At 39 he is Winding mandrel.

Wie in der Fig. 4 angedeutet, läßt sich der Behälter 40 zweckmäßigerweise mit einem Heizmantel 41 umgeben, der sich um den ganzen Trichter zieht, um den Elektrolyten auf einer gewünschten Temperatur halten zu können. Als Heizflüssigkeit dient z. B. Wasser, Glycerin oder Glykol. Mit 42 und 43 sind die Abdichtungen bezeichnet.As indicated in FIG. 4, the container 40 can expediently surrounded by a heating jacket 41, which extends around the entire funnel, around the electrolyte to be able to keep at a desired temperature. As a heating fluid z. B. water, glycerine or glycol. With 42 and 43 the seals are designated.

Um die erforderlichen Längen der Anoden-und Kathodenzuleitungen zu messen, wird, wie in Fig. 2 angedeutet, ein Zählwerk angebracht, das direkt die abgewickelte Elektrodenmenge angibt oder Markierungen in der Elektrode in gewünschtem Abstand anbringt.To get the required lengths of the anode and cathode leads measure, a counter is attached, as indicated in Fig. 2, which directly the Indicates the amount of unwound electrodes or markings in the electrode in the desired Spacing.

Als Material für-den Behälter dient zweckmäßigerweise Reinaluminium oder andere vom Elektrolyten nicht angreifbare Materi-. alien. Das Verfahren läßt sich naturgemäß für alle .gebräuchlichen. Abstandhalter und Elektrolytträger für elektrolytische Kondensatoren verwenden, wie insbesondere Gewebe, gestärkt und ungestärkt oder paraffiniert, Papier, Cellophan, Gelatine oder ähnliches. Auch ist es von Vorteil, in dem Elektrolyten, wie in Fig. 2 angegeben, ein Rührwerk 45 vorzusehen.Purely aluminum is expediently used as the material for the container or other materials that cannot be attacked by the electrolyte. alien. The procedure leaves naturally for all common ones. Spacers and electrolyte carriers for Use electrolytic capacitors, such as fabrics in particular, strengthened and unstiffened or paraffin, paper, cellophane, gelatin or the like. Even it is advantageous to have an agitator 45 in the electrolyte, as indicated in FIG to be provided.

Die Trichterform des Behälters für den Elektrolyten hat den Vorteil, daß der Elektrolyt vollkommen ausgenutzt wird. Das Einbringen der Paste in das Gewebe kann so lange erfolgen, bis auch der letzte Rest Elektrolyt im Behälter verbraucht ist. Bei nicht trichterförmigen Behältern, also bei solchen mit einem verhältnismäßig großflächigen Boden, würde sich seitlich der Ausgangsöffnungen für die Elektroden und die Gewebebänder stets eine gewisse Menge Elektrolyt befinden, die für den Pastvorgang nicht unmittelbar zur Verfügung steht. Es werden also bei dem Erfindungsgegenstand sog. tote Zonen vermieden.The funnel shape of the container for the electrolyte has the advantage that the electrolyte is fully utilized. The introduction of the paste into the tissue can continue until the last remaining electrolyte in the container is used up is. In the case of non-funnel-shaped containers, i.e. those with a relatively large floor area, would be at the side of the exit openings for the electrodes and the fabric tapes always have a certain amount of electrolyte, which is necessary for the pasting process is not immediately available. So it will be with the subject matter of the invention so-called dead zones avoided.

Für elektrolytische Kondensatoren sind bereits Elektrolyte vorgeschlagen, die infolge von Zugaben kolloidaler Stoffe thixotrope Eigenschaften aufweisen. Unter Thixotropie bei Kolloiden versteht man bekanntlich die Erscheinung, daß ein Gel sich durch starkes Schütteln oder andere mechanische Einwirkung, z. B. erhöhten Druck, zu einem Sol verflüssigen läßt, das in der Ruhe wieder zu einem Gel erstarrt. Insbesondere für solche Elektrolyte, die im Ruhezustand nahezu fest sind, eignen sich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung. Der thixotrope Elektrolyt steht infolge der Trichterform des Behälters an der Ausgangsstelle für die Elektroden und Gewebebänder stets unter dem Druck, der von seinem. eigenen Gewicht an den Ausgangsstellen ausgeübt wird. Der Elektrolyt befindet sich also an dieser Stelle in einem Zustand, der das Einbringen der pastenförmigen Elektrolyten in das Gewebe gestattet. Mitunter ist es vorteilhaft, ein Rührwerk 45 im Elektrolyten vorzusehen, mit dem der thixotrope Elektrolyt auf einem gewünschten Flüssigkeitsgrad .gehalten werden kann.Electrolytes have already been proposed for electrolytic capacitors, which have thixotropic properties as a result of the addition of colloidal substances. Under Thixotropy in colloids is known to mean the phenomenon that a gel vigorous shaking or other mechanical impact, e.g. B. increased Pressure, liquefied into a sol that solidifies again into a gel at rest. Particularly suitable for electrolytes that are almost solid in the resting state the method and the device according to the invention. The thixotropic electrolyte is due to the funnel shape of the container at the starting point for the electrodes and fabric tapes always under the pressure of his. own weight at the starting points is exercised. The electrolyte is in a state at this point which allows the paste-like electrolytes to be introduced into the tissue. Sometimes it is advantageous to provide a stirrer 45 in the electrolyte, with which the thixotropic Electrolyte can be kept at a desired level of fluidity.

Der eigentliche Pastvorgang, d. h. das .Einbringen des Elektrolyten in die Maschen des Abstandhalters, erfolgt durch an den Ausgangsstellen angebrachte Abstreifer. Diese können z. B. aus feststehenden Walzen mit Gummiauflage bestehen. Die Austrittsöffnungen sind so breit gehalten, daß gerade die Elektroden und die Gewebebänder aus dem Elektrolyten ins Freie treten können. Der Elektrolyt kann also nicht hindurchtreten und wird daher zwangsweise von dem Abstreifer in die Maschen des Gewebes eingedrückt. Auch ist es möglich, mindestens einen Abstreifer als bewegliche Walze oder Rolle auszubilden, wodurch der Pastvorgang noch erleichtert wird. In diesem Falle muß aber die Drehbewegung der Walze entgegengesetzt der Bewegung der Elektroden und derGewebebänder sein, damit mit Sicherheit kein Elektrolyt aus dem Behälter heraustreten kann. Statt besonderer als Walzen oder Rollen ausgebildeter Abstreifer kann der Behälter selbst, z. B. wie in Fig. 5 im Schnitt dargestellt, an der Ausgangsöffnung für die Elektrode und Gewebebänder eine Gestalt aufweisen, die das Einbringen der Paste in die Maschen des Gewebes bewirkt.The actual pasting process, i.e. H. introducing the electrolyte into the mesh of the spacer, is done by attached to the starting points Scraper. These can e.g. B. consist of fixed rollers with rubber pads. The outlet openings are kept so wide that just the electrodes and the Tissue strips from the electrolyte can enter the open air. So the electrolyte can does not pass through and is therefore forced into the mesh by the scraper pressed into the fabric. It is also possible to use at least one wiper as a movable one To form a roller or roller, which makes the pasting process even easier. In In this case, however, the rotation of the roller must be opposite to the movement of the Electrodes and the tissue tapes, so that no electrolyte from the Container can emerge. Instead of special ones designed as rollers or rollers The container itself, e.g. B. as shown in Fig. 5 in section, have a shape at the exit opening for the electrode and tissue strips, which brings about the introduction of the paste into the mesh of the fabric.

Die Wandung des trichterförmigen Behälters 46 ist in Richtung der Austrittsöffnung für die Elektroden, z. B. Anode 47 und Kathode 4S, sowie für das Gewebeband 49 kurvenförmig ausgebildet und besitzt am unteren Rand eine Einlage 5o, die zweckmäßig in sich nachgiebig ist, also z. B. aus Gummi besteht, und die entsprechend der Stärke der Metall-und Gewebebänder einstellbar ist.The wall of the funnel-shaped container 46 is in the direction of Outlet opening for the electrodes, e.g. B. anode 47 and cathode 4S, as well as for the Fabric tape 49 is curved and has an insert on the lower edge 5o, which is expediently yielding in itself, so z. B. consists of rubber, and the is adjustable according to the strength of the metal and fabric straps.

Claims

PATEN APPLICABLE: i. Method of making an electrolytic Capacitor, characterized in that for introducing a viscous, in particular Pasty electrolytes in the paper, fabric or the like. Existing and between the electrodes located electrolyte carrier together with one or more Electrodes or similar accompanying bands completely or approximately vertically through the electrolyte and through a pass opening which is located at the bottom an approximately funnel-shaped electrolyte container is located.

2. Procedure according to Claim i, characterized in that the electrolyte carrier and the accompanying bands be guided radially through the electrolyte to the passport opening (Fig. i).

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the electrolyte carrier between the two accompanying bands.

4. The method according to claim i to 3, characterized in that the pass opening the electrolyte carrier and the accompanying bands compresses.

Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized in that characterized in that the approximately funnel-shaped containing the electrolyte Container - several openings .besitzt, which are offset at the bottom and / or to the side are appropriate.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by a z. B. the entire container surrounding heating jacket, with a heating fluid, preferably Glycerin or glycol.

7. Device according to claims 5 and 6, characterized by an agitator that the electrolyte in the container emotional. B.

Device according to claims 5 to 7, characterized by counters, the marks on the electrodes according to certain lengths for the purpose of identifying the desired Attach blanks.

9. Device according to claims 5 to 8, characterized by a stripping device that introduces the electrolyte into the mesh of the electrolyte carrier, which is located at the exit openings of the approximately funnel-shaped container. ok

Stripping device for a device according to Claims 5 to 9, characterized by z. B. fixed, occupied rollers, rollers or the like. Their mutual spacing can be adjustable. i i.

Stripping device for a device according to claims 5 to 9, characterized by .at least one rotatable roller or roller, whose Movement is opposite to the movement of the electrodes and / or spacers, which are passed through the container provided with the stripping device.

12th Stripping device according to claims io and i i, characterized in that the Rolling or rolling with an elastic material, e.g. B.

Rubber, are coated. 13. Stripping device for a device according to claims 5 to 9, characterized in that the outlet opening itself serves as a scraper, in such a way that the wall of the opening is curved and preferably has inserts made of an elastic material, such as rubber, which can be adjustable according to the strength of the electrodes and / or spacers.