DE748705C - Elektrolyt fuer elektrolytische Kondensatoren - Google Patents

Description

• Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren Bei der Herstellung von trockenen oder halbtrockenen elektrolytischen Kondensatoren ist,es bisher schwierig gewesen, den Kondensator richtig zu imprägnieren, um unter Ver- meidung von Hohlräumen alle Vorteile der gesamten Kapazität zu erhalten.
• Gemäß der Erfindung wird der Elelcro,lyt atis einem Ansatz in der `Värtne bereitet, der außer Borsäure (einer schwachen Säure) und Glycerin (einem mehrwertigen Alkohol) auch Harnstoff und/öder Anilin (eine organische mehrwertige Stickstoffverbindung, welche eine Aminogruppe aufweist) enthält. Als Alkali kann, falls erforderlich, Ammoniak in geeigneter Lösung (oder Kaliumhydroxyd) zugesetzt werden. Es ist bekannt, daß Harnstoff (:in Amid der Kohlensäure ist, während Anilin ein Amin der aromatischen Reihe darstellt, beide Stoffe also eine organische Stickstoffverbindung darstellen, welche die Aminogruppe enthalten. Diese Stoffe haben außerdem schwach alkalischen Charakter. Anilin ist 1füssig, Harnstoff hingegen fest bei Raumtemperatur. Durch richtige Abstimmung der Anwendung solcher Substanzen ist man darum in der Lage, einen Elektrolyten gewünschter physikalischer Beschaffenheit, also mehr oder minder fest oder flüssig, herzustellen. Da außerdem Anilin eine schwächere alkalische Reaktion aufweist als z. B. Ammoniak, so kann durch Zusatz von Anilin der Säuregrad des Elektrolvten in anderer und oft vorteilhafterer Weise beeinflußt werden, als dies durch den Zusatz von Ammoniak möglich ist. Wird Ammoniak benutzt, so erlaubt wiederuni die Verwendung von Harnstoff neben einer schwachen Säure, wie Borsäure, die feinere Abstimmung des Etektrolvten Hinsichtlich saurer oder alkalischer Reaktion, und insbesondere ist auch die Neutralisierung der Elektrolvtlösung, die sehr oft erwünscht ist, hierdurch erleichtert. Der gekennzeichnete Elektrolyt'ist, wenn er auf bestimmte Temperatur erhitzt ist, zunächst flüssig oder wenig zähe. 1n diesem Zustand kann mit ihm der Kondensator irnprägniert «-erlen. Wenn der Elektrolvt sich abkühlt, so wird er fest oder halbfest und verbleilit (Iahen in dein Kondensatorelement, und das bei anderen Llektrolytlösungen, z. l3. aus der Aminoaiiuln-Gl#,-cerol-1 ,orat-Gruppe.manchmal beabsichtigte Auslaufen tritt nicht ein.
• Falls aber einige kleine Hohlräume beim Imprägnieren vorhanden geblieben sein sollten. so liegt ein weiterer Vorteil der gekennzuichneten ElektroNtniasse darin, daß sie sich während des Abkiihlens ausdehnt und daher solche liolil-r<iunie ausfüllt. Wenn der Kondensator fertiggestellt wird, entsteht ein ausreichend festes Kondensatorelement, das leicht und ohne Gefahr von Beschädigungen gebraucht und zu größeren Einheiten zusammengesetzt werden kann. Es ist dann möglich, das oder die Elemente in einem sehr leichten und eng umschließenden Rehälter unterzubringen, so daß die fertige Einheit viel weniger Raum einnimmt, als dies nach bisheriger Praxis möglich war.
• Weiter hat es sich herausgestellt, daß es manchmal nicht' notwendig ist. diese Kondensatoren in einem äußeren Behälter zu montieren. Vielmehr kann man sie z. B. in einer kleinen (Guß-) Form abkühlen lassen, dann das oder die Kondensatorelemente herausnehmen und mit einem geeigneten Lack überziehen, worauf inan diese Elemente auch ohne den bisher üblichen Außenbehälter aus Pappe oder Metall verwenden kann. Der verfestigte Elektrolyt bildet selbst die äußere Umhüllung für den Kondensator. Als weitere Abänderung kann man auch an Stelle des den Raune tun den Kondensator in der (Guß-) Form ausfüllenden festen Elektrolyten einen anderen bildsamen (gießbaren) Stoff, vorzugsweise mit isolierenden Eigenschaften, verwenden.
• Ire Abb. i ist ein Querschnitt des gekennzeichneten Kondensators dargestellt.
• Abb.2 zeigt eine perspektiviscbe Vorderansicht.
• Abb.3 zeigt eine andere perspektivische Vorderansicht, bei der die beiden Klemmen an einem Ende des Kondensatorkörpers herausgeführt sind.
• In den Zeichnungen ist mit i ein fertiger Kondensator dargestellt, hei dem der gerollte oder #re@vicl:elte Kondensatorkörper 2 in der Substanz 3 eingeschlossen ist. Diese Masse kann den zur' Imprägnierung des Kondensatorkörpers verwendeten Stoff enthalten bzw, aus ihm bestehen, wenn dieser für diesen Zweck ausreichende mechanische Starrheit besitzt. Die aus Gewebe oder Gaze bestehende Trennschicht -. ist über die Folie oder Platte an jedem Ende des Kondensatorkörpers vorgezogen bzw. herausgeführt )Abb. i ). #t'I;er ihren Stirnenden sind Scheiben; v(>rtrilhaft aus Isoliermaterial angeordnet. Ein l,'c.rtsatz oder eine Verbindung der Kondensatorfolien oder -platten ist bei f; dargestellt. Sie ist über dein Kopfende des Kondensatorkörpurs umgebogen und in ihrer Lage festgchalten sowie mit den Polfahnen 5 mittels eines Niets oder anderer Befestigungsmittel verbunden.
• hin solcher Kondensatorkörper : mit Verbindungen 6, Dichtungsscheiben ;7, Anschlul1)-stiicken 8 und Anschlußstücken @ wird im-und in der Isoliermasse 3 eingekettet. Ist der einschließende Körper bzw. Masse 3 durch den Elektrolvten bzw. die elelctrolytlialtige liitpr.,igniermasse gebildet, so kann er nuilmeIii- mit einer Schicht aus isolierendem undioder schützendem Lack o;ler älinlichern Stoff überzogen werden. Es kann aber auch der Teil 3 rings um den Kondensatorkörper 2 aus irgendeinem anderen geeigneten, hild--samen (gießbaren) und vorteilhaft elektrisch isolierenden Stoff gebildet werden.
• Ini folgen<-1-en werden Beispiele für die Zusanillicnsetzung eines Elektrolyten angegeben, der beirr Abkühlen sich verfestigt und als Schutzschicht dient. Ein mit diesem Elektroivten versehener Kondensator braucht also licht irr einem anderen Behälter dicht eingeschlossen zu «-erden.
• Die Bestandteile des E1ektrolvten sind: Harnstoff (das ist eine organische mehrwertige Stickstoffverbindung, wzlclie eine Aminogruppe aufweist), Borsäure, Glycerin und :Ammoniak. Eine Lösung, die zufriedenstellende Ergebnisse liefert, weist etwa die folgende Zusammensetzung auf. Harnstoff ...... -h.6 °/". Borsäure ...... -12. i °@o. Arnmoniaklösung 6.5 o,)o (Dichte o,9io ), Glycerin ....... .'-u Die Bestandteile werden zusammengemischt und durch Erwärmen zum Schmelzen gebracht. Die Temperatur der entstehenden i.c.sunh wird so lange erhöht. bis die Zähflüssig der 1_ösung für die Imprägnierung der trockenen, in üblicher Weise hergestellten U'ickel geeignet ist. Die Wickel werden dann etwa lotrecht in die Lösung eingebracht. -Man l:ilit sie nun frei unter zunehmender Aufnahme der Lösung absinken. Die Imprägnierung wird bei geigneter Temperatur w<ilirend etwa = Stunden vorgenommen. Die Wickel werden dann entfernt und abkühlen gelassen; hierb:i wird der Elektrolyt hart. Die Abkühlungsdauer beträgt etwa 3 Stunden. Eine andere geeignete Zusammensetzung des Elektrolyten ist dann z. B. folgende: Harnstoff ..... 46,1411/0, Borsäure ..... 42,1 %> Anilin . . . . . . . . 9,5 0/0, Glycerin ...... . 2,66 0/0.
• Der Harnstoff, die Borsäure und das Glycerin werden auf geeignete Temperatur erhitzt. Hierauf wird das Anilin heiß hinzugefügt und gut eingerührt. Die Imprägnierung der Rollen und das Abkühlen erfolgt dann in der gleichen Weise, wie bereits beschrieben.
• Ein weiteres Beispiel für einen geeigneten Elektrolyten ist z. B. das folgende, bei welchem die Ammoniaklösung durch Kaliumhydroxyd ersetzt ist: Harnstoff . . . . . . . . . . 49,20/0, Borsäure . . . . . . . . 43,5 °/o, Kaliumhv dröaxyd .... 4,26141 Glycerin' ............ 0/ .
• 3,03 0 Die Bestandteile werden in der gleichen Weise gemischt und zum Schmelzen gebracht, die erhaltene Lösung gegebenenfalls auf eine für die Imprägnierung geeignete Temperatur erhitzt und die Wickel, wie bereits beschrieben, imprägniert.
• Eine weitere Abänderung des ursprünglichen Verfahrens ist der Ersatz von Harnstoff und der Ammoniaklösung durch. Anilin. Ein geeigneter Elektrolyt hat etwa folgende Zusammensetzung: Borsäure . . . . . . . . . . . 31,7 0/0, Glycerin ...... ... 47,611/0, Anilin . . . . . . . . . . . . . 2o,60/,.
• (Das ist eine organische mehrwertige Stickstoffverbindung, welche eine Aminogruppe aufweist.) Das Glycerin wird auf geeignete Temperatur erhitzt, hierauf die Borsäure hinzugefügt. Wenn diese sich gelöst hat, wird das Anilin zugesetzt und die Wickel hierauf imprägniert und abkühlen gelassen, wie bereits beschrieben.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren, welcher aus einem Borsäure und Glycerin enthaltenden Ansatz in der Wärme gewonnen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz als elektrolytisch wirksamen Bestandteil außerdem mindestens eine organische, mehrwertige Stickstoffverbindung, welche eine Amiriogruppe aufweist, nach Art von Harnstoff bzw. Anilin enthält.
2. 2. Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren nacht' Anspruch i,y gekennzeichnet durch einen Alkalizusatz, beispielsweise in Form einer anorganischen Stickstoffverbindung nach Art des Ammoniaks.
3. 3. Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einem Ansatz gewonnen ist, der aus etwa 48,6 11, Harnstoff, 42,1 % Borsäure, 6,5 0/0 Ammoniak und 2,8% Glycerin besteht.
4. 4. Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der' Elektrolyt aus einem Ansatz gewonnen ist, der aus ungegefällr 46,1401" Harnstoff, 42,1% Borsäure, 9,51110 Anilin'und 2.66°;o Glycerin-besteht.
5. 5. Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer Mischung gewonnen ist, welche im wesentlichen aus 49,2% Harnstoff, 43,50/0 Borsäure, 4,26% Kaliumhydroxyd und 3,03 0l0 Glycerin besteht. l!. Elektrolyt für elelctrolvtische Kondensatoren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer Mischung gewonnen ist, welche aus 3i,711/0 Borsäure, 47,6% Glycerin und 20.60(o Anilin besteht.