DE667529C

DE667529C - Verfahren zur Erzeugung eines massiven elektrischen Kondensators

Info

Publication number: DE667529C
Application number: DEF70251D
Authority: DE
Original assignee: Dipl-Ing Dr Alexander Fekete
Current assignee: Dipl-Ing Dr Alexander Fekete
Priority date: 1931-02-11
Filing date: 1931-02-11
Publication date: 1938-11-14

Description

Verfahren zur Erzeugung eines massiven elektrischen Kondensators Es ist bekannt, die leitenden Belegungen elektrischer Kondensatoren, die aus Metallfolien bestehen, einem Oxydationsprozeß zu unterwerfen, so daß die dabei entstehenden nichtleitenden Oxydationsprodukte das Dielektrikum des Kondensators bilden. Diese Oxydation wurde auch versucht, um andere bekannte Dielektriken, wie Wachspapier oder äquivalente Stoffe, deren Beschaffenheit eventuell Fehlerquellen bildet, durch das isolierende Oxyd bzw. dessen Verbindungen in der isolierenden Wirkung zu verstärken.
Alle diese Konstruktionen haben, insofern es sich um Wickelkondensatoren handelt, den großen Nachteil, nicht berücksichtigt zu haben, daß die krystallinischen, nichtleitenden Verbindungeh, die der Isolation dienen, den dabei aufzuwendenden mechanischen Beanspruchungen durchaus nicht gewachsen sind und bei den nötigen Biege- und Zugbeanspruchungen durch ihr loses Haften an der Oberfläche des Metallbelages solche Fehlerquellen erhalten, die den Wert des Kondensators stark verringern.
Die bei Wickelkondensatoren verminderte Druckmöglichkeit läßt andererseits noch genügend große Luftzwischenräume zwischen den einzelnen Metallbelegungen, um für Glimmerscheinungen sowie große Ungenauigkeiten in der Bemessung der Kapazitäten freies Spiel zu lassen. Handelt es sich jedoch um Schichtkondensatoren, so ist auch durch beiderseitige Verwendung der Belegungsplatte bei beiderseitiger Oxydation äußeren mechanischen Einflüssen, wie Druck, Stoß, ebenso wie den chemischen Einwirkungen der. Umgebung durch Wasserdampf, Gasen usf., endlich den Temperatureinflüssen kein Einhalt geboten, abgeseben davon, daß zwischen den einzelnen Platten, selbst bei evtl. erfolgter mechanischer Zusammenfügung, noch hinreichend viel Luftzwischenraum verbleibt, welcher bei Bemessung der Kondensatoren und bei der Betriebssicherheit eine ausschlaggebende, ungünstige Rolle spielen muß.
Um große Durchschlagsfestigkeiten zu erreichen, wurde- auch angeregt, das Dielektrikum mittels sehr hoch gespannter Ströxhe von ioooo Volt und mehr einer Polarisation zu unterziehen. Die dabei notwendige Einhaltung von sehr dünnen Schichten unter o,oi mm und die nötigen Hochspan.nungeai zur Polarisierung, die tatsächlich bis zu ioo KV betragen dürften, können jedoch nur wissenschaftlich-Iaboratorischen Zwecken dienen, ohne jedoch für eine wirtschaftliche Verwendung industriell geeignet zu sein.
Gegenstand dieser Erfindung ist, einen Kondensator massiver Bauart und großer Wirtschaftlichkeit herzustellen, der bei der Benutzung von unverbrennbarer, anorganischen Dielektriken, wie Aluminiumoxyd; Aluminiumverbindungen und die Verbindungen äquivalenter Metalle, wie oben geschildert, die bisherigen konstruktiven und wirtschaftlichen Nachteile vermeidet.
Ein solcher kompakter Kondensator kann erfindungsgemäß dadurch erhalten werden, daß eine leitende Belegung aus Aluminium bzw. einem äquivalenten Stoff mittels elektrolytischer oder chemischer Prozesse oxydiert wird, bis eine praktisch genügend durchschlagsichere Isolierschicht von über o,oi mm entsteht, dieses so erhaltene Dielektrikum durch nachfolgende elektrolytische oder chemische Behandlung mit einer Aluminiumbelegung überzogen wird und dieses Verfahren sq oft wiederholt wird, bis das entsprechen Produkt einen kompakten Körper von der.;'. forderlicher. Kapazität darstellt. Man erhgf' so praktisch die möglichen kleinsten Abmessungen, die beste Widerstandsfähigkeit gegen Temperatureinflüsse und ein Maximum der Wirtschaftlichkeit.
Es können nach der Erfindung die die Belegungen des Kondensators bildenden Metallschichten aus mehreren Metallen kombiniert werden, um denHerstellungsprozeß zu erleichtern. Der Überzug des isolierenden Dielektrikums mit einer neuen Belegungsschicht von Metall, insbesonders wenn dies mittels elektrolytischen Verfahrens erfolgt, ist ohne-Anwendung eines zweiten Metalles für den Fall der Verwendung der Metallverbindungen als Dielektrikum mit Schwierigkeiten . verbunden.
Versuche haben gezeigt, daß insbesondere bei elektrolytischem Metallüberzug der Elektrolyt meistens durch das krystallinische Gefüge des Dielektrikums durchsickert und das Verfahren unsicher macht und insbesondere bei anodischer Oxydation von Aluminium eine sichere Gewähr dafür, wie weit die Oxydation der Aluminiumschicht während des Prozesses an jeder Stelle fortgeschritten ist, nicht besteht. Insbesondere wäre dies der Fall bei einer serienmäßigen Herstellungsart.
Durch Kombination einerAluminiumschicht mit einer weiteren Schicht aus einem vom Aluminium verschiedenen Metall entsteht jedoch ein Schutzmantel auf der Diejektrikumschicht und erhalten die kristallinischen @Srhichten einen bessereh Hält, zumal wenn eine solche Kombination von Metallen durch Prozesse wie Elektrolyse oder chemische Verfahren vor sich geht.
Voraussetzung für dieses Verfahren ist stets ein Dielektrikum von solcher Stärke (über o,oi mm), daß es der darauffolgenden Belegungsfläche vom Standpunkt der Isolationsfähigkeit praktisch genügenden Isolationswiderstand entgegensetzt.
Die Herstellung der Oxydschichten selbst bzw. der nichtleitenden Metallverbindungen auf elektrolytischem Wege kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung durch das bekannte Verfahren von Shoji Saton mittels anodischer Oxydation durch kombinierten Gleich- und Wechselstrom erfolgen. (Veröffentlicht im Bulletin of the Institute of Physical and Chemical Research, Tokyo, Volume 8, number i i, November 1929, Seite iog und Volume 12, number 227, Seite 268-2p. vom 2o. Februar I930).
: Der nach dem angegebenen Verfahren er-Retigte massive Kondensator kann jede beige Gestalt annehmen, rund, zylindrisch, ....1 1, plattenförmig oder drahtförmig, die #Aluminiumschicht kann durch gleichwertige andere Metalle ersetzt sein, die bei der Kombination verwendbaren anderen Metalle können beliebige leitende Stoffe sein.
Auch die äquivalente Herstellungsart von elektrischem Leitungsmaterial, das als Kondensator aufgefaßt werden kann, wobei zwischen einem oder mehreren Belegungen von Leitermetall isolierende Schichten von Aluminiumoxyd bzw. deren äquivalente Stoffe aufgebracht sind, wird als Erfindungsgegenstand bezeichnet.
Das Verfahren nach der Erfindung kann sinngemäß bei elektrischen Maschinen und Transformatoren Anwendung finden, um den Eisenkörper dieser Maschinen und Apparate die Eigenschaft eines elektrischen Kondensators zu verleihen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung eines massiven elektrischen Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitende Belegung aus Aluminium bzw. einem äquivalenten Stoff mittels elektrolytischer oder chemischer Prozesse oxydiert wird, bis eine praktisch genügend durchschlagssichere Isolierschicht von über o,oi mm entsteht, dieses so erhaltene Dielektrikum durch nachfolgende elektrolytische oder chemische Behandlung mit einer Aluminiumbelegung überzogen wird und dieses Verfahren so oft wiederholt -wird, bis das entstandene Produkt einen kompakten Körper von der erforderliclien Kapazität darstellt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Belegung ein von Aluminium verschiedenes Metall elektrolytisch oder chemisch mit einer Alutniniumschicht überzogen und dieser Überzug sodann elektrolytisch oder chemisch oxydiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Oxydation des Aluminiums bzw. des äquivalenten Stoffes die nach Shoji Setoh bekannte anodische Oxydation mittels kombinierten Gleich- und Wechselstromes verwendet wird. q.. Ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch i oder 2 oder 3 hergestellter mas siver elektrischer Kondensator.