DE724868C

DE724868C - Electrolytic capacitor

Info

Publication number: DE724868C
Application number: DEN42032D
Authority: DE
Inventors: Cornelis De Lange; Johan Dirk De Vries
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1938-05-31
Filing date: 1938-05-31
Publication date: 1942-09-09

Description

Elektrolytischer Kondensator In dem Patent 677 287 ist ein elektrolytischer Kondensator beschrieben, der mit einer als becherförmiges Gefäß ausgebildeten Kathode versehen ist, in deren Boden eine gleichfalls becherförmige Anode befestigt ist, -wobei in das Innere der Anode ein vom Gefäßdeckel getragener, ebenfalls becherförmigeroder zylindrischer Teil hineinragt, so daß drei becherförmige Elektroden wechselnder Polarität einander konzentrisch umfassen. Bei dieser Bauart wird der Reihenwiderstand in erwünschter Weise weitgehend gering gehalten. Der hierbei innerhalb ,des inneren, mit dem Gehäuse verbundenen und deswegen ebenfalls als Stromzuführungsleiter für den Elektrolyten dienenden Kathodenkörpers vorhandene Raum wird jedoch nicht ausgenutzt. Wenn, wie an sich bekannt, innerhalb dieses Raumes ,ein- zweiter Kondensator angeordnet wird, so hat diese Anordnung den Nachteil, daß zwei Einheiten völlig gesondert hergestellt werden müssen, daß die beiden Einheiten je mit einer eigenen Flüssigkeitsabdichtung und einer eigenen Gasauspuffvorrichtung und die beiden Kondensatoren auch gesondert mit dem Elektrolyten gefüllt werden müssen.Electrolytic capacitor In the '677,287 patent is an electrolytic capacitor Capacitor described with a cathode designed as a cup-shaped vessel is provided, in the bottom of which an anode, which is also cup-shaped, is attached, -Within the inside of the anode a cup-shaped or also carried by the vessel lid cylindrical part protrudes, so that three cup-shaped electrodes alternate Polarity concentrically embrace each other. With this type of construction, the series resistance is largely kept low in a desired manner. The one within, the inner, connected to the housing and therefore also as a power supply conductor for However, the space available for the cathode body serving the electrolyte is not used. If, as is known per se, a second capacitor is arranged within this space is, this arrangement has the disadvantage that two units are made completely separately must be that the two units each with their own liquid seal and its own gas exhaust device and the two condensers also separately need to be filled with the electrolyte.

Für verschiedene Zwecke, z. B. Abflac'hvorrichtungen, ist qes nun vorteilhaft, mehrere Kapazitäten in einem Gefäß unterzubringen und dabei die Kathoden mit einem einzigen Leiter zu verbinden und nach außen zu führen, also eine gemeinsame Kathode zu verwenden.For various purposes, e.g. B. Abflac'hvorrichtungen, qes is now advantageous to accommodate several capacities in one vessel and thereby the cathodes to connect with a single conductor and lead to the outside, so a common one To use cathode.

Das Streben nach einer konzentrischen Anordnung zweier Kondensatoren ist zwar an sich bekannt. Brei Wickelkondensatoren z. B. werden einer einzigen Kathode mehrere Anoden zur Bildung mehrerer selbständiger Kondensatoren gegenübergestellt. Hierbei weisen die Elektroden Spiralform auf, und die Herstellung einer solchen Bauart ergibt immer Schwierigkeiten, die zu vermeiden sind, wenn die Elektroden eine geschlossene Form haben, da man sie dann beispielsweise mittels des Kaltspritzverfahrens herstellen kann, alsd@ mittels eines viel leichter ausführbaren Verfahrens, wodurch auch erreicht wird, daß die = betreffenden Elektroden je für sich eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen und ohne weiteres als selbständige Einheit montiert werden können. Außerdem gestattet die Verwendung solcher Elektroden einen guten Zutritt der Elektrol.ytflüssigkeit zu jeder Stelle der Elektrode, und dadurch wird die Haltbarkeit der Kondensatoren erheblich besser.The pursuit of a concentric arrangement of two capacitors is known per se. Pulp wound capacitors z. B. be a single cathode several anodes to form several independent ones Capacitors juxtaposed. Here, the electrodes have a spiral shape, and the manufacture Such a design always results in difficulties which are to be avoided when the Electrodes have a closed shape because they can then be used, for example the cold spray process can produce than d @ by means of a much more easily executable Method, whereby it is also achieved that the = relevant electrodes each for have sufficient mechanical strength and are easily independent Unit can be mounted. It also permits the use of such electrodes good access of the electrolyte liquid to every point of the electrode, and this significantly improves the durability of the capacitors.

Die Bauart nach dem Patent 677 237 wird nun dadurch verbessert und es werden dadurch in einem Gefäß mehrere Kapazitäten untergebracht, daß erfindungsgemäß innerhalb der inneren Kathode -eine weitere, zur Bildung einer zweiten selbständigen Kapazität dienende, vorzugsweise gleichfalls zylinderförmig ausgestaltete Anode angeordnet ist. Der gekennzeichnete Kondensator besteht dann aus vier konzentrischen Zylindern, wobei zwei Zylinder als Anode und die übrigen als Kathoden wirken. Hierbei ergibt sich gleichfalls im Vergleich zu der bekannten Bauart, nach der mehrere Anoden in einem Gefäl:') und einem Elektrolyten untergebracht sind, wobei die Elektroden lediglich mit ihrer Außenfläche die Kapazitätshöhe bestimmen, die innenliegende Fläche für die Bestimmung der elektrischen Werte jedoch nicht maßgebend ist, der Vorteil der besseren Materialausnutzung, da bei der gekennzeichneten Bauart die innen- und außenliegenden= Flächen gleichmäßig am elektrischen Vorgang beteiligt sind und somit gemeinsam die Kapazitätshöhe bilden; infolge des auf diese Weise erzielbaren geringen gegenseitigen Abstandes zwischen den sich konzentrisch umfassenden Elektroden gelingt es auch, den Serienwiderstand sehr gering zu halten.The design according to patent 677 237 is now improved and several capacities are accommodated in a vessel by the fact that, according to the invention, a further, preferably likewise cylindrical, anode is arranged inside the inner cathode, which serves to form a second independent capacitance. The marked capacitor then consists of four concentric cylinders, two cylinders acting as anode and the others as cathodes. This also results in comparison to the known design, according to which several anodes are housed in a gradient: ') and an electrolyte, the electrodes only determining the capacitance level with their outer surface, but the inner surface is not decisive for determining the electrical values is, the advantage of better material utilization, since in the marked design the inside and outside = surfaces are equally involved in the electrical process and thus together form the capacity level; As a result of the small mutual spacing that can be achieved in this way between the concentrically encompassing electrodes, it is also possible to keep the series resistance very low.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die innere Anode zu einer größtmöglichen Gewichtsbeschränkung und um dessen innere Fläche mit dienstbar zu machen. als Hohlzylinder ausgebildet, dessen Mantel mit Sägeschnitten versehen ist, um den Stromweg von der Kathode durch den Elektrolyten hindurch zu den verschiedenen Teilen dieser inneren Fläche der inneren Anode möglichst klein zu machen.In a preferred embodiment, the inner anode becomes one largest possible weight restriction and around its inner surface with serviceable do. designed as a hollow cylinder, the jacket of which is provided with saw cuts, around the current path from the cathode through the electrolyte to the various To make parts of this inner area of the inner anode as small as possible.

' Der Anschluß und die Befestigung der inneren Anode kann in verschiedener Weise erfolgen. Wenn die äußere Anode durch den Boden des Kondensators nach außen geführt ist, gemäß dem Patent 677 287, empfiehlt es sich, die innere Anode am oberen Ende des @iondensatorgefäßes und isoliert von diesem ztj@ befestigen und dort den Stromanschluß v rzunehmen.The connection and fastening of the inner anode can be done in various ways. If the outer anode is led through the bottom of the capacitor to the outside, according to patent 677 287, it is advisable to attach the inner anode to the upper end of the iondensator vessel and insulated from it and to take the power connection there.

`Die konzentrische Anbringung der zylinderförmig gestalteten Elektroden ermöglicht auf diese Weise eine sehr gedrungene Aufstellung mit getrennten Zuführungsleitern. Für die Befestigung der inneren Anode kann ein domförmig hervorragender Teil benutzt werden, an dem ein Gasauslaßventil angebracht ist.`The concentric attachment of the cylindrical electrodes in this way enables a very compact set-up with separate supply ladders. A dome-shaped protruding part can be used to fasten the inner anode to which a gas outlet valve is attached.

Nachfolgend wird der Aufbau des gekennzeichneten Kondensators an Hand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.The structure of the marked capacitor is illustrated below described in the accompanying drawing.

Das aus Aluminium bestehende Gefäß i ist durch Umbördelung des unteren Endes am mit Schraubengewinde versehenen Boden 2 aus Isoliermaterial, z. B. ein Kunstharzprodukt, befestigt. In diesem Boden ist die zylindrisch@e Anode 3 durch Umbördelung des stielförmigen Endes bei 4 unter Zwischenfügung der Anschlußlippe 5 befestigt. Zur Abdichtung des Bodens in bezug auf die Anode bzw. das' Gefäß ist eine Gummischeibe 6 vorgesehen. Am oberen Ende des Gefäßes ist ein aus Aluminium bestehender zylindrischer Kathodenkörper 7 mittels Nieten angeordnet. Die Nieten 8 können bei der Anfertigung des Gefäßes zugleich als zylindrische hervorstehende Teilchen angespritzt werden. Statt dessen können auch andere Verbindungsteile an das Gefäß angespritzt werden, oder es kann eine Schweißverbindung hergestellt werden.The vessel i, made of aluminum, is flanged over the lower one The end of the screw-threaded bottom 2 made of insulating material, e.g. B. a Resin product attached. In this bottom the cylindrical anode 3 is through Flanging of the stem-shaped end at 4 with the interposition of the connecting lip 5 attached. To seal the bottom with respect to the anode or the 'vessel is a rubber washer 6 is provided. At the top of the jar is one made of aluminum existing cylindrical cathode body 7 arranged by means of rivets. The rivets 8 can also protrude as cylindrical when making the vessel Particles are sprayed on. Instead, other connecting parts can also be used the vessel can be injected, or a welded connection can be made.

Zur Vermeidung von Korrosion der den Elektrolyten berührenden nicht formierten Teile (Kathodenkörper 7 und der innere Teil des Gefäßes i ) sind diese verchromt. In der inneren Anode 9 sind Sägeschnitte io vorgesehen, um den Stromweg vom Kathodenkörper 7 zu der Innenseite zu verkürzen. Diese Anode besitzt einen Stiel i i, der unter Zwischenfügung einer aus einem Isoliermaterial, z. B. Gummi, bestehenden Hülse 12 am Dom 13 durch eine z. B. durch Einrollen erzielte Verengung bei 14 festgeklemmt ist. Es können gegebenenfalls mehrere Verengungen angewendet werden. Der Dom 13 hat auf seinem Umfang eine oder mehrere öfinungen 15, welche bei normalem Druck durch den Gummiring 16 abgeschlossen sind. Auf diese Weise wird ein Ventil gebildet. Zur Aufnahme von bei Überbelastung gegebenenfalls noch heraustretenden Elektrolyten ist eine überwurfliülse 18 vorgesehen, die einen Flüssigkeit absorbierenden Stoff 17, z. B. Sägemehl oder Watte, enthält.To avoid corrosion of the non-formed parts in contact with the electrolyte (cathode body 7 and the inner part of the vessel i), these are chrome-plated. Saw cuts are provided in the inner anode 9 in order to shorten the current path from the cathode body 7 to the inside. This anode has a stem ii which, with the interposition of one made of an insulating material, for. B. rubber, existing sleeve 12 on the dome 13 by a z. B. achieved by curling constriction at 14 is clamped. Multiple constrictions can be used if necessary. The dome 13 has at its circumference one or more öfinungen 15, which are sealed at normal pressure through the rubber ring 1. 6 In this way a valve is formed. To accommodate electrolytes that may still emerge in the event of an overload, a cover sleeve 18 is provided which contains a liquid-absorbing substance 17, e.g. B. sawdust or cotton wool.

Durch diese Bauart wird ein Kondensator mit außerordentlich günstigen elektrischen Eigenschaften erhalten. Da die beiden Elektroden 3 und 9 gebeizt werden, können sie eine äußerst große Kapazität liefern. Die äußere Anode 3 z. B. bat bei einem Durchmesser von 24,5 mm und einer Höhe von 8o mm eine Kapazität von 16 ,uF bei einer Betriebsspannung von 450 Volt, während: die innere Anode 9 bei einem Durchmesser von 17,5 mm und einer Höhe von 8 o mm eine Kapazität von 16 ,uF bei seiner Betriebsspannung von 3oo bis 320 Volt liefert. Da, wie aus den Durchmessermaßen der beiden Anoden hervorgeht, die Abstände der wirksamen Oberflächen sehr gering sind, hat der Reihenwiderstand seinen sehr geringen Wert, so daß die Wechselstrombelastung auf einen hohen Wert gesteigert werden kann. Für den Kondensator, der in einem Abflachsystem unmittelbar hinter dem Gleichrichter geschaltet wird, in diesem Fall derjenige, für den die höchste Betriebsspannung berechnet ist, und die Elektrode 3 als Anode hat, ist eine übergelagerte Wechselspannung von wenigstens 45 Volt zulässig.With this design, a capacitor with extremely favorable electrical properties is obtained. Since the two electrodes 3 and 9 are pickled, they can provide an extremely large capacitance. The outer anode 3 z. For example, with a diameter of 24.5 mm and a height of 80 mm, a capacity of 16. uF at an operating voltage of 450 volts, while: the inner anode 9 with a diameter of 17.5 mm and a height of 8 o mm delivers a capacity of 16. uF at its operating voltage of 300 to 320 volts. Since, as can be seen from the diameters of the two anodes, the distances between the effective surfaces are very small, the series resistance has its very low value, so that the alternating current load can be increased to a high value. A superimposed alternating voltage of at least 45 volts is permissible for the capacitor, which is connected in a flat system directly behind the rectifier, in this case the one for which the highest operating voltage is calculated and has electrode 3 as an anode.

In vorstehendem ist ein Doppelkondensator beschrieben, bei dem die äußere Anode am unteren Ende, die innere Anode am oberen Ende nach außen geführt ist. Es ist aber auch denkbar, die Innenanode derart auszuführen, daß sie einen im Innern der Anode verlaufenden Stiel aufweist, der gleichfalls an dem unteren Ende befestigt wird. In,diesem Fall muß natürlich das untere Ende der Außenanode derart konstruiert sein, daß die Möglichkeit einer isolierten Durchführung der Innenanode durch diesen Boden erhalten bleibt.In the above, a double capacitor is described in which the outer anode at the lower end, the inner anode at the upper end to the outside is. But it is also conceivable to design the inner anode in such a way that it has a has inside the anode extending stem, which also on the lower End is attached. In that case, of course, the lower end of the outer anode must be be constructed in such a way that the possibility of an isolated implementation of the inner anode is preserved by this soil.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrolytic capacitor with a cup-shaped anode, which is arranged within a cup-shaped vessel serving as a cathode and is fastened in the bottom of the vessel, the vessel lid having a cup-shaped or cylindrical part protruding into the anode, which practically fills the entire space inside the anode, that: the distance from the anode to the cathode vessel and to the protruding part is the same at every point of the anode, according to patent 677 287, characterized in that within the inner cathode its further, for the formation of a second independent capacity, preferably also as Hollow cylinder shaped anode is arranged.

2. Electrolytic Capacitor according to Claim i, characterized in that the inner anode has saw cuts is provided.

3. Electrolytic capacitor according to claims i or 2, characterized characterized in that the electrical connection of the inner anode is at the upper end of the condenser vessel and takes place in isolation from this.

4. Electrolytic capacitor according to claim 3, characterized in that a dome-shaped protruding at the upper end of the vessel Part is present that at the same time to accommodate the gas outlet valve and the Anode lead-through is used.