DE684521C

DE684521C - Anordnung zur fortlaufenden Formierung von Metallfolien fuer elektrolytische Kondensatoren

Info

Publication number: DE684521C
Application number: DEJ57885D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Berthold Springer
Original assignee: RICHARD JAHRE SPEZIALFABRIK FU
Current assignee: RICHARD JAHRE SPEZIALFABRIK FU
Priority date: 1937-05-01
Filing date: 1937-05-01
Publication date: 1939-11-30

Description

Anordnung zur fortlaufenden Formierung von Metallfolien für, elektrolytische Kondensatoren Die Erfindung richtet sich auf eine Anordnung zur fortlaufenden Formierung von Metallfolien, insbesondere Aluminiumfolien, für elektrolytische Kondensatoren. Unter einem Formieren von Aluminiumfolien o. dgl. versteht maue bekanntlich das Überziehen der Folien mit einer dünnen, möglichst gleichmäßigen Sc'hic'ht von Aluminiumoxyd.
Es ist bereits bekannt, eine fortlaufende Formierung in .der Weise vorzunehmen, daß die Folien nacheinander durch eine Reihe von elektrolytischen Bädern geführt werden, von denen sich jedes in einem Aluminiumgefäß befindet. Die zu formierende Aluminiumfolie wird hierbei an den positiven Pol einer Stromquelle gelegt, während die Elektrolyte in den einzelnen Aluminiumgefäßen mit von Gefäß zu Gefäß zunehmenden negativen Spannungen verbunden werden. Derartige Anlagen haben jedoch einen außerordentlich großen Raumbedarf, sind infolge der vielen Gefäße Lind der nötigen Führungen kostspielig und bedürfen einer ständigen sorgfältigen tiberwachung. Außerdem ergeben sie auch keine technisch einwandfreie Formierung, da die Oxydbildung von Gefäß zu Gefäß zu sprungweise verläuft.
Es ist ferner bekannt, Metallfolien in der Weise fortlaufend. zu formieren, daß sie durch ein elektrolytisches Bad geführt werden, -dessen Potential in der Bewegungsrichtung zunimmt. Die bekannte Einrichtung enthält Blenden aus nichtleitendem Werkstoff, durch die die Stromdichte zwischen Kathode -und den als Anode das Bad durchlaufenden Streifen so geregelt wird, daß seine praktisch gleichbleibende Schicht auf der ganzen Streifenoberfläche erzeugt werden soll. Die Vorrichtung arbeitet mit einer einzigen negativen Elektrode. Der angewandte Elektrolyt hat einen verhältnismäßig kleinen Widerstand, und die obererwähnten Blenden haben den Zweck, diesen Widerstand zu vergrößern. Die Verteilung des in der Bewegungsrichtung zunehmenden Potentials kann bei dieser Einrichtung nach einer sehr komplizierten Funktion verlaufen, die mit :den gegebenen Mitteln auch nicht nach Gesichtspunkten der Zweckmäßigkeit beeinflußt werden kann.
Es wurde nun gefunden, .daß eine wes,ent-: liehe Verbesserung der bekannten Anordnv'g:@ zur fortlaufenden Formierung von Metall? Folien für elektrolytische Kondensatoren, wo*'-,7 bei die zu formierende Folie an den positiven Pol :einer Stromquelle angeschlossen und durch ein elektrolytisches Bad geführt wird, das mit :dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch erreicht werden kann, daß mit einer Mehrzahl von Elektroden mit negativer Spannung gearbeitet wird, die über die Länge der durch das Bad geführten Folie verteilt sind und deren negative Spannung in Richtung der Folienbewegung bis zur Erreichung der gewünschten Formierungsendspannung zunimmt. Durch diese Anordnung -wird ermöglicht, den Potentialverlauf längs der Folie so einzustellen, daßeine praktisch gleichbleibende Schicht auf der ganzen Streifenoberfläche erzeugt wird und so :einwandfrei formierte Folien @erhalten werden. Die Erzeugung ist dabei mit einem Mindestaufwand an Arbeit möglich und wird dadurch merklich verbilligt.
Das elektrolytische Bad, in dem die Formierung stattfindet, wird in einem Behälter aus nichtleitendem Werkstoff, vorzugsweise Quarz, untergebracht.
Die Verwendung einer Mehrzahl von Elektroden mit negativer Spannurig, die sich über die Länge :der im Bad befindlichen Folie verteilen und deren negative Spannung in Richtung der Folienbewegung bis zur Erreichung der gewünschten Formierungsendspannung zunimmt, ergibt, wie schon erwähnt, den Vorteil der zuverlässigen Regelung des Potentials.
Zur Erzielung einer einwandfreien Formierung ,gehört, daß Formierungsendspannung, Stromaufnahme und Foliengeschwindigkeit in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Konstanthaltung der Spannungen. an den Elektroden bietet keine Schwierigkeiten; anders ist es mit der Stromaufnahme. Wird beispielsweise die Folie schneller durch .das Bad geführt, so läuft mehr blanke Folie ein. Dies hat ein Steigen der Stromaufnahme zur Folge. Um .nun sicherzustellen, daß die Folie immer mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, wird gemäß der weiteren Erfindung eine in Abhängigkeit von der Stromaufnahme gesteuerte elektrische Bremseinrichtung, z. B. eine Wixbelstrombremse, vorgesehen, welche die Geschwindigkeit der Folie auf :einen konstanten Wert einregelt.
Die optimale Höhe dieses Wertes kann durch Rechnung und Versuch ermittelt werden. Sobald die Folie aus dem elektrolytiscben Bad ausläuft, wird sie in üblicher Weise ge-.waschen und getrocknet. Um nun die Forrnierungsanlage noch geschlossener zu ge-.`s,'ta@ten, wird zweckmäßig das die Wasch-,üüssigkeit für die Folie :enthaltende Gefäß oberhalb des Behälters für das elektrolytische Bad ,angeordnet, und zwar derart, daß sein Boden gleichzeitig als Abschluß des Radbehälters und als gekühlte Kondensationsfläche für die aus dem Badbehälter verdunstende Flüssigkeit dient.
Als Elektrolyt wird vorteilhaft Ammoniumborat in wässeriger Lösung verwendet. Es wurde nämlich festgestellt, daß bei Anwendung von Ammonilumborat die Mängel verschwinden, die bei dem üblichen NTatriumborat ständig ;aufgetreten sind. Diese Mängel bestanden darin, @daß sich an den negativen Elektroden unlösliche Aluminiumverbindungen bildeten, die unter Umständen abbröckelten und auf die Folie fielen und diese mechanisch verletzen können. Bei Anwendung von Ammoniumborat bilden sich zwar auch derartige Verunreinigungen, sie haften aber nicht an :den Elektroden, sondern sinken. staubförmig in :den Elektrolyten und sammeln sich auf dem Boden des Badbehälters.
Die Abbildung stellt -eine praktisch brauchbare Anordnung dar.
Es ist i die blanke Aluminiumfolie, die von einer Vorratsrolle 2 abgewickelt wird. 3 ist ein geg en die Kanten :oder die Stirnseite der Vorratsrolle schleifendes Kontaktblech, das über die Leitung q. an den positiven Pol einer Stromquelle angeschlossen ist. Von der Rolle 2 wird die blanke Folie über die Leitrolle 6 in die Wanne 5 geleitet. In dieser sind drei Elektrodenpaare 7 aus Aluminium oder anderem anodisch oxydierharen Material untergebracht, die durch Leitungen 8 über geeignete Meßinstrumente an dem negativen Pol der Stromquelle liegen. Die an die Elektrode 7 angelenkten negativen Spannungen sind in Richtung der Bewegung der Folie zunehmend. abgestuft. Die links gezeichnete Elektrode 7 befindet sich somit auf der Formierungsendspannung, während der rechts gezeichneten Elektrode die niedrigste Spannung aufgedrückt wird. Die Wanne 5 besteht aus Quarz oder einem anderen nichtleitenden Werkstoff. Als Elektrolyt wird eine wässerige Lösung von - Ammoniumborat benutzt; selbstverständlich können aber auch andere Elektrolyte Anwendung finden, falls sich dies als. zweckmäßig erweisen sollte. 9 ist eine Gasheizung, die dazu dient, bei Arbeitsbeginn das Elektrolytbad auf -die erforderliche Temperatur zu bringen und ges such auf dieser zu halten, falls die Wärme durch den Formierungsstrom hierzu nicht ausreicht. Oberhalb der Wanne 5 ist ein eine Waschflüssigkeit, z. B. Leitungswasser, enthaltender Bottich io gelagert, durch welchen die Folie nach Verlassen des elektrolytischen Bades mit Hilfe von Rollen geleitet wird. Mit Hilfe des Rohres 15 kann das Wasser in diesem Spülbottich ständig erneuert werden. Der Boden des Spülbottichs ist derart ausgebildet, daß @er gleichzeitig als Abschluß-und Kondensationsfläche für die aus dem Badbehälter verdunstende Flüssigkeit dient. Man braucht daher in die Wanne 5 nur in geringem Maße destilliertes Wasser nachfüllen, was mit Hilfe einer Fülleinrichtung 16 geschehen kann. Nach Verlassen des Spülbades wird .die formierte Folie zwischen beheizten Trockenplatten i i .durchgeführt und dann auf einer Vorratsrolle i z wieder aufgewickelt.
Unter Umständen ist @es vorteilhaft, die Folie mehrmals nach Einschaltung einer Lagerzeit durch das Formierungsbad zu schicken. Hierdurch werden die Härte und Gleichmäßigkeit :des Films verbessert.
Der Antrieb der Folie erfolgt finit Hilfe eines Motors 13. Wenn ,nun dieser Motor die Folie etwas schneller durch das Bad zu ziehen beginnt, läuft mehr Folie sein, d. h. .die Stromaufnahme steigt. Hierdurch kann die Bildung der Formierungsschicht ungünstig beeinflußt ;und die Badtemperatur zu hoch werden. Um ,nun ein Schneller- :oder auch Langsamerlaufen zu vermeiden, ist in den Stromkreis q. die Erregerspule einer Wirbelstrombremse 14 :eingeschaltet. Diese Bremse wird starker erregt, sobald die Stromaufnahme über die Leitung q. steigt, und bremst daher den Motor 13 stärker ab. Umgekehrt bremst sie ihn schwächer, wenn die Stromaufnahme sinkt. Die Wirbelstrombremse i q. regelt also konstante Geschwindigkeit ein.
Bei geeigneter Anordnung der stromführenden Teile und Schalteinrichtungen kann seine einzige Arbeitskraft ohne weiteres ;eine Vielzahl von Formierungsapparaten überwachen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur fortlaufenden Formierung von Metallfolien für elektrolytische Kondensatoren, in der die zu formierende Folie, an den positiven Pol einer Stromquelle angeschlossen, durch ,ein elektrolytisches Bad geführt wird, das mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bade längs der durch das Bad geführten Folie Beine Anzahl. Elektroden mit negativer Spannung verteilt sind, deren negative Spannung in der Richtung der Folienb.ewegung bis zur Erreichung ,der gewünschten Formierungsendspannung zunimmt. z. Anordnung nach Anspruch i und/ oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit von der mittleren Stromaufnahme über die Folie gesteuerte elektrische Bremseinrichtung, z. B.eine Wirbelstrombremse, vorgesehen ist, welche die Geschwindigkeit des Antriebes für .die Folie konstant hält. ,3. Anordnung nach Anspruch i und/ oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das die Waschflüssigkeit für die Folie enthaltende Gefäß oberhalb des Behälters für das elektrolytische Bad ange-,ordnet und derart ausgebildet ist, daß sein Boden gleichzeitig als Abschluß des Badbehälters und als gekühlte Kondensationsfläche für die aus dem Badbehälter verdunstete Flüssigkeit dient. q.. Anordnung nach Anspruch i und/ oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Elektrolyt aus einer wässerigen Lösung von Ammoniumborat besteht. 5. Verfahren zur Durchführung der Formierung mit einer Anordnung nach Anspruch i und/oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mehrmals in zeitlichen Abständen der Formierungsbehandlung unterworfen wird.