DE677287C - Elektrolytischer Kondensator - Google Patents

Description

Es ist üblich, elektrolytische Kondensatoren derart auszubilden, daß der Elektrolytbehälter selbst, sofern er aus leitendem Stoff besteht, die Kathode bildet.
S Man ist auch bestrebt, eine möglichst große Kapazität in einem bestimmten Raum unterzubringen, weshalb man sich bemüht, der Anode: eine möglichst große Oberfläche zu geben.

Es sind bisher verschiedene Anodenarten entwickelt worden, die den großen Nachteil · haben, daß die Entfernung der Punkte der Anode zur Kathode große Unterschiede aufweist, so daß der Reihenwiderstand des Systems auf die Stromverteilung einen ungünstigen Einfluß ausübt.

Es ist daher von großer Wichtigkeit, den Reihenwiderstand in einem elektrolytischen Kondensator von jedem Teilchen der formierten Elektrode in bezug auf die Gegenelektrode möglichst gleich und so gering wie möglich zu machen.

Man hat bereits vorgeschlagen, trockene elektrolytische Kondensatoren derart auszubilden, daß die Elektroden aus zwei Streifen bestehen, die von einem den pastenartigen Elektrolyten absorbierenden Gewebe getrennt sind. Diese Kondensatoren haben aber gegenüber den Kondensatoren mit nassen Elektrolyten den Nachteil, daß bei etwaigem Durchschlag die Oxydhaut sich schwieriger und unter Umständen gar nicht selbsttätig wieder herstellt, so daß Kurzschluß zwischen den Elektroden bestehen bleibt.

Auch ist ein elektrolytischer Kondensator mit meanderförmiger Anode bekannt, um welche ein Gehäuse derart herum angeordnet ist, daß der Abstand zwischen der Anode und dem als Gegenelektrode dienenden Gehäuse gleichbleibend ist. Eine solche Bauart besitzt aber nur geringe mechanische Festigkeit. Diesem Übelstand kann zwar durcti Anbringung einer beträchtlichen Anzahl von Befestigungen und Stützpunkten abgeholfen werden, aber in diesem Fall wird die Bauart umständlich und kostspielig, so daß sie sich weniger gut zur Massenfabrikation eignet. • Auch hat man schon vorgeschlagen, die Anode in einem Elektrolytkondensator becherförmig auszugestalten. Dieser Kondensator weist aber den Nachteil auf, daß der Innenoberfläche hierbei ein großer Serienwiderstand infolge der Flüssigkeitssäule von der betrachteten Oberfläche zum Kathodengefäß vorgeschaltet ist. Der große Serienwiderstand im Kondensator bewirkt eine starke Abhängigkeit seines Verhaltens von der Temperatur und der Frequenz der angelegten Spannung.

Zur Beseitigung des Nachteiles einer umständlichjen, unstabilen und kostspieligen Bauart ist der elektrolytische Kondensator nach

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Cornells de Lange und Dr. Anthony Frederik Peter Johannes Ciaassen in Eindhoven, Holland.

der Erfindung dadurch gebildet, daß die Anode im Boden des als Kathode dienenden Gefäßes befestigt ist und der Gefäßdeckel einen in die Anode hineinragenden Teil besitzt, welcher praktisch den Raum innerhalb der Kathode einnimmt, so daß der Abstand von der Anode zum Gefäß und zum hineinragenden Teil an jeder Stelle der Anöde gleich groß ist.

ίο Wo in der Beschreibung von Deckel und Boden die Rede ist, müssen diese Begriffe nicht im strengen Sinne aufgefaßt werden. Sie¹ beabsichtigen lediglich, eine Benennung für die beiden einander gegenüberliegenden Endwände zu geben, ohne dabei eine bestimmte Stellung für die Endwände anzudeuten.

Es ist hier vor allem der Vorteil einer einfachen Bauart und ein geringer und konstanter Reihenwiderstand vorhanden. Der erfindungsgemäße Kondensator ist in hohem Maße temperatur- und frequenzunabhängig. Die becherförmige Anode kann leicht mittels des an sich bekannten Kaltspritzverfahrens hergestellt werden, ebenso wie das Kathodengefäß. Aber nicht nur die Herstellung, sondern auch die Montage der verschiedenen Unterteile des erfindungsgemäßen Kondensators ist leicht durchführbar.

Die vorgeschlagene Anordnung bringt des 3ο weiteren noch den Vorteil mit sich, daß im Innern des Kondensators ein Raum frei gehalten wird, in welchem ein zweiter Kondensator angeordnet werden kann. Zweckmäßig ist der zweite Kondensator an der den Innenraum des äußeren Kondensators abschließenden Deckplatte befestigt.

In einer Vorrichtung zum Abflachen von pulsierendem Gleichstrom wird der Kondensator in der zuletzt beschriebenen Ausführungsform so verwendet, daß die beiden Kathoden elektrisch miteinander verbunden und nach außen geführt sind, und die becherförmige Anode vor, die Anode des zweiten Kondensators hinter 'einer Drosselspule bzw. der Erregerwicklung eines Lautsprechers geschaltet ist.

Die Zeichnungen veranschaulichen eine

Ausführungsform des Kondensators nach der Erfindung bzw. eine Verwendung einer solchen Ausführung in einer Vorrichtung zum Abflachen pulsierenden Gleichstroms.

Fig. ι stellt einen becherförmigen Kondensator dar.

Fig. 2 veranschaulicht die Anordnung des Kondensators mit einem in seinem Innern enthaltenden zweiten Kondensator.

Fig. 3 zeigt die Verwendung einer Einheit in einer Abflachvorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte becherförmige

f)o Anode 1 ist zwecks Oberflächenvergrößerung

z. B. gebeizt. Dieser Becher weist an der Unterseite einen zylinderförmigen Teil 2 auf, der als Trägerfuß des Bechers auf dem Boden 3 aus Kunstharz dient. Es ist hierbei zwischen Fuß 2 und Bodenstück 3 eine Weichgummiplatte 4 zwecks Abdichtung eingefügt. Der Becherfuß hat in der Mitte einen verjüngten zylindrischen Teil 5, der teilweise hohl ist, wodurch der Becher an den Boden 3 in dessen Zentralbohrung mittels eines Falzrandes 6 unter Zwischenfügung einer Lötlippe 7 als Anodenanschluß befestigt ist.

Das Bodenstück kann derart ausgestaltet werden, daß es an seinem Ende einen Hohlraum mit an der Außenseite befindlichem Schraubengewinde 8 aufweist.

Die Kathode des Kondensators wird durch das Gefäß gebildet, dessen Außenwand 9 an das Bodenstück 3 mittels Rillen befestigt ist, indem die Weichgummiplatte 4 die Flüssigkeitsab dichtung bildet.

Die Innenwand 10 des Gefäßes ist ebenfalls becherförmig ausgestaltet. Dieser Becher hat in der Nähe seines offenen Endes eine Einschnürung, in der sich eine oder mehrere Öffnungen 1.1 befinden. Diese Öffnungen werden mittels eines Weichgummibandes 12 abgedeckt. Es ist hiermit eine Ventilvorrichtung gebildet.

Die beiden Gefäßwände 9 und 10 werden go bei 13 mit ihren Rändern zusammengerollt, so daß ein flüssigkeitsdichter Verschluß des Gefäßes erhalten wird. Der Hohlraum 14 ist mittels einer Platte 15, welche nach Belieben aus einem Isolierstoff oder Metall bestehen kann, abgeschlossen. Diese Platte ist z. B. mittels eines Falzrandes 16 an dem Hals des Gefäßes befestigt.

Daß die Wirkung eines erfindungsgemäßen Kondensators tatsächlich vorteilhaft und der beanspruchte Raum der Bauart sehr beschränkt ist, ergibt sich aus folgenden Daten.

Die Abmessungen der becherförmigen Anode sind: Durchmesser 30 mm und Höhe 80 mm; die Kapazität beträgt je nach der angewendeten Oberflächenvergrößerungsbe handlung 8 bis.iöfjtF, und zwar bei einer Betriebsspannung von 550 Volt.

Der Serienwiderstand ist sehr gering (in der Größenordnung von 3λλ) infolge des sehr niedrigen Abstandes zwischen Anode und Kathode (2 mm). Der Verlustwinkel ist also unter 0,1.

Als Elektrolyt wird z. B. eine Lösung von 1000gGlycerin, 240gBorsäure, 10cm³ 13N Ammonia und 30'cm³ Wasser verwendet.

Im Betrieb ist auch der Leckstrom sehr günstig, nämlich nur o, 1 mA pro μ.¥.

Infolge des konstanten geringen Abstandes zwischen Anode und Kathode und des geringen Serienwiderstandes ist auch die Frequenzabhängigkeit der Kapazität sehr gering.

In Fig. 2 ist eine Anordnung einer Einheit veranschaulicht, in der in dem becherförmigen Kondensator ein zweiter angeordnet ist. Dieser Kondensator weist an seiner 5 Oberseite einen Deckel 17 auf, der in der flachen Seite zwei Falzmuttern 18 enthält, so daß er unterhalb einer Platte aufgehängt werden kann. Der Deckel ist mit einer Rille an dem Gefäß 19 befestigt, indem das Ganze mit zwei Schrauben 20 an der Deckplatte 15' aufgehängt ist. Diese Platte ist ihrerseits mittels eines gesonderten metallenen Falzrandes 13' an dem Becherrand befestigt. Der zweite Kondensator ist weiter derart aufgebaut, daß er eine sternförmige Anode

21 aufweist, welche mittels einer Lötlippe

22 nach, außen herausgeführt ist. An diese Lippe ist ein Draht 23 gelötet, und dieser ist durch ein mit einem Isolierring 24 geschütztes (dies aber nur im Falle, daß die Platte aus Metall besteht) Loch 25 in der Deckplatte nach außen gebracht. Ebenso kann das die Kathode bildende Gefäßi 19 mittels einer mit diesem leitend verbundenen Lötlippe 26 mit einem Draht 27 auf eine der Anodenleitung entsprechende Weise ausgeführt werden.

Die Oberseite des Gefäßes ist mit einem Dom 28 ausgestaltet, der um seine Peripherie ein Gummiband 29 trägt, welches ein oder mehrere Gaslöcher 31 abdeckt. Falls die im Betrieb des Kondensators entwickelten Gase etwa noch Flüssigkeitströpfchen mitschleppen, so wird die Gefahr, daß die Flüssigkeit aus dem Gefäß tritt, dadurch behoben, daß der Hohlraum zwischen Deckel 17 und Gefäßoberseite mit einer fLüssigkeitsabsorbierenden Masse30, z.B. Sägemehl, ausgefüllt ist, so daß etwaige Flüssigkeit in dieser Masse zurückbleibt.

Wenn die Platte 15' aus Metall besteht, so ergibt sich die Möglichkeit, die Kathoden der beiden Kondensatoren ohne weiteres elektrisch miteinander zu verbinden.

Dies ist vorteilhaft bei der Verwendung einer derartigen Einheit in 'einer Abflachvorrichtung. Eine Abbildung einer solchen Vorrichtung ist in Fig. 3 gegeben.

An die Klemmen .A und B gelangt ein pulsierender Gleichstrom, welcher abgeflacht von den Klemmen C und D abgenommen wird, z. B. zur Speisung eines Radio- oder Verstärkerapparates.

Die Induktanz in dem Abflachkreis wird durch die Erregerspule 32 eines elektrodynamischen Lautsprechers geliefert. Der becherförmige Kondensator I hat die größte Kapazität und wird daher mit seiner Anode, wie üblich, vor der Induktanz geschaltet. Der Kondensator II wird so bemessen, daß er eine geringere Kapazität und eine geringere Maximalspannung hat und liegt hinter der Induktanz. Die beiden Kathoden sind mittels der Metallplatte 15' elektrisch miteinander verbunden und sind zusammen mit einer Lötlippe an die negative Leitung B₁ D gelegt.

Auch sonstige Anordnungen und Verwendungen sind möglich, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrolytischer Kondensator mit einer becherförmigen Anode, die innerhalb eines becherförmigen, als Kathode dienenden Gefäßes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode im Boden des Gefäßes befestigt ist und der Gefäßdeckel einen in die Anode hineinragenden ebenfalls becherförmigen oder zylindrischen Teil besitzt, welcher prak- ■ tisch den ganzen Raum innerhalb der Anode einnimmt, so daß der Abstand von der Anode zum Kathodengefäß und zum hineinragenden Teil an jeder Stelle der Anode gleich groß ist.

2. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der vertieften Endwand des Gefäßes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein oder mehrere Löcher befinden, die mit einem Weichgummiband, das im Inneren des Gefäßes angeordnet ist, abgedeckt sind.

3. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der vertieften Endwand des Gefäßes ein zweiter Kondensator angeordnet ist.

4. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator an der den Innenraum des äußeren Kondensators abschließenden Deckplatte befestigt ist.

5. Vorrichtung zum Abflachen eines pulsierenden Gleichstromes, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung eine Kondensatoreinheit nach Anspruch 3 oder 4 enthält, deren = beide Kathoden elektrisch miteinander verbunden und zusammen nach außen geführt sind und die becherförmige Anode vor, die Anode des zweiten Kondensators hinter einer Drosselspule bzw. der Erregerspule eines Lautsprechers geschaltet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen