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Elektrolytischer Kondensator mit mit dem Elektrolyt versehenen Faserstoffschichten
zwischen den Belegungen und Verfahren zu seiner Herstellung sowie elektrolytischer
Mehrfachkondensator Elektrolytische Kondensatoren werden derart hergestellt, daß
eine Elektrode aus! einem hautbildenden Material, wie z. B. Aluminium oder Tantal,
. die plattenförmig, aus Blech oder Folie in geeignetem Zuschnitt sein kann, in
einer geeigneten chemischen Flüssigkeit einer Strombehandlung unterworfen wird und
auf ihr auf diesem elektrochernIschenv Wege eine Haut oder Schicht hergestellt wird,
die dielektrische Eigenschaften besitzti. Ernie solche Elektrode wird mit dem. Betriebselektrolyt
in Berührung gebracht, mit dem eine andere Elektrode in Berührung steht, die lediglich
zur Stromzuführung dient. Beide Elektroden werden zweckmäßig durch eine Trennschicht
aus. porösem MateriaL getrennt.
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Ferner soll der Kondensator lange Lebensdauer haben, also auch 2n
der Ruhe, während des Versands-, am Lager oder bei Nichtgebrauch sich nicht abnutzen,
d. h. däß weder der Betriebselektrolyt' verbraucht oder verändert noch das Elektrodenmaterial
und die Leitungen nach außen angefressen werden sollen. SehließlIch sol=l der Kondensator
auch
hohe Temperaturen bei Gebrauch und Nichtgebrauch aushalten
können und bei geringstem Gewicht kleinsten Raum beanspruchen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die imprägnierte Faserstoffschicht,
die die quer zur Längsrichtung der Belegung sich erstreckende Kante überdeckt, um
dies-° Kante umgelegt ist, um solche Kondensatoren auch für höhere Spannungen geeignet
zu machen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Ausführungsbeispiele
der Figuren erläutert.
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Fig. i zeigt eine Elektrodenplatte zwischen den imprägnierten Stofflagen.;
Fig. :2 zeigt die Vorbereitung des Kondensatorwickelns; Fig. 3 zeigt einen aus zwei
Elementen bestehenden unaufgewickelten KondensatorkGrper; Fig. q. zeigt die fertiggestellte
Ralle nach Fig. 3; Fig. 5 zeigt eine mit Faserstoff umwickelte Kondensatorrolle
nach Fig. d.; Fig.6 zeigt die fertiggestellte Rolle nach Fig. 5 ; Fig. ; und S zeigen
in einem Gehäuse eingebaute Kondensatorelemente; Fig. 9 zeigt eine nicht aufgewickelte
Konde.nsatoreinheit mit mehreren Elektroden; Fig. io zeigt die Anordnung einer SchlußfGrmierung.
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Bei der Herstellung des Kondensators wird zweckmäßig von Metallfolien
ausgegangen, welche in geeigneten chemischen Flüssigkeiten bei Strombehandlung eine
dielektrische Schicht oder Haut bilden, die regelmäßig ein Oxyd des Metalls ist.
Als solche Metalle kommen insbesondere Aluminium und Tantal in Betracht.
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Das Verfahren zum Imprägnieren der verwendeten Trennstücke aus Faserstoff
wird wie folgt vorgenommen. Beispiels-,veise wird ein Gazestreifen, der etwa
15 mm breiter als die Folie ist. mit einer Lösung imprägniert und bildet
dann einen getränkten Vorrat. Die Gaze besteht zweckmäßig aus besonders gereinigtem
und dicht gewebtem Stoff, wie er für Verbandstoffe gebraucht wird. Sie wird mit
gewünschter Breite in Länge von etwa ioo m zurechtgeschnitten. Es kann auch irgendein
anderer poröser Stoff gewählt werden.
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Die Bedeckung der formierten Platte ja mit dein imprägnierten Stoff
erfolgt derart, daß die behandelte und getrocknete, mit einer Schicht versehene
Elektrodenplatte ja z"vischen den imprägnierten Stoff 39a eingelegt wird, so daß
letzterer die Platten ja überlappt (Fig. i) und sie mit Ausnahme des vorspringenden
Anschlußstücks 5 bedeckt, wodurch , ' ein wirksamer Kantenschutz erhalten wird.
Um eine gute Bedeckung der Belegungen ja eines Kondensators, insbesondere Hochspannungskondensators,
zu gewährleisten, «-erden zweckmäßig zwei Stofflagen 39a verwendet.
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An Hand der Fig. 2 ist die Vorbereitung ds Kondensatorwickelns beschrieben.
Wenn es sich um polarisierte Kondensatoren für Filterkreise handelt, kann die negative
Elektrode aus weichem Aluminiumblech von etwa o,i @ mm Stärke bestehen und erfindungsgemäß
entweder die gleiche oder eine etwas größere Breite als die Platten ja besitzen.
Letzteres ist zur Verringerung des inneren Widerstands des Kondensators vorteilhaft.
Die Folie .I5 kann auch aus einem anderen Metall bestehen. Die Folie q.5 wird zwischen
Rollen .I6 geglättet und am Ende zu einer Windung.I5a gerollt (vgl. Fig. 9). Eine
Einheit 47, z. B. der in Fig. 2 gezeigten Art, bestehend aus einer positiven Platte
ja, die mit imprägniertem Stoff 39a bedeckt ist, wird in der in Fig. 2 gezeigten
Weise auf die Folie .45 aufgelegt und das Wickeln vom Ende aus begonnen. Das Wickeln
der Folie 45 wird fortgesetzt, nachdem das Element .4,~ aufgerollt ist, so daß die
Folie :a.5 das Element q.; überdeckt. Darauf wird ein zweites Element, ähnlich 47
oder von verschiedener Länge, aufgewickelt, und dies wird fortgesetzt mit einer
gewünschten Anzahl von Elementen.Ij, die alle zu einer Rolle gemäß der Erfindung
vereinigt werden. Eine fertiggestellte Rolle 52, die aus zwei Elementen besteht,
welche in Fig.3 mit 4; bezeichnet sind, ist in Fig. q. dargestellt. Die negative
Elektrode 45 besitzt eine Lasche 4.9, die nach oben vorspringt. Die Laschen 5 und
5a der zwei Elemente .1 .; sind in gewöhnlicher Weise angebracht. Erfindungsgemäß
hält ein Gummiband.IS die Rolle 52 zusammen für die spätere Behandlung. Die im Stoff
39a befindliche Lösung wird in geronnenem Zustand in ihr festgehalten und kann bei
Zimmertemperatur nicht herausfließen.
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Der in Fig. q. dargestellte Kondensator -ist als gewickelter Kondensator
gezeichnet; er kann aber auch flach sein oder irgendeine andere gewünschte Form
besitzen.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, wird die in Fig. 4. veranschaulichte Einheit
52 nunmehr mit einer Lage absorbierenden Faserstoffes, z. B. Löschpapier 53, umwickelt.
Das Löschpapier 53 wird zweckmäßig durch eine Schnur oder durch ein Gummiband festgehalten.
Das Löschpapier soll die gerollte Einheit 52
schützen, wenn sie beim späteren
Vergießen in einem Behälter erhitzt wird, und soll überschüssige Lösung aus dem
imprägnierten Stoff 39a, die an den Rändern des Stoffes austreten kann, aufsaugen.
Der
nächste Schritt bei der Herstellung des Kondensators ist das Wickeln lackierten
Isolierpapiers' um die Einheit 52, wie in Fi:g. 6 gezeigt, so, daß eine gewickelte
Packung entsteht, welche Gummibänder oder Schnüre 56 zusammenhalten. Aus dem Einwickelpapier
sind Polstüdae 5, 5a und 49 heraus, geführt.
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Eine Rolle 52 kann eine oder mehrere positive Elektroden ja besitzen.
In F'ig. 9 ist eine Einheit mit fünf solcher Elektroden beisp;ielsweise dargestellt.
Eine Anzahl getrennter, formierter Platten ja, dienen Länge untereinander verschieden
sein kann, wird zwischen imprägnierte, Stoffstreifen 39a und auf einen gemeinsamen
negativen Alumiin!iumstreifen 45 gelegt, so daß das: Ganze als ein einziger geickelter
Kondensator gerollt werden kann. Erfindungsgemäß können mehrere fertiggewickelte
und zweckmäßig flachgepreßte Kondens.atoorelemente in einem Gehäuse vereinigt werden.
Maxi erhält dann :einen gebrauchsfertigen Kondernsatorblock, wie er in Vig.7 und
8 gezeigt ist. Die, Schaltung ist aus Fig. 7 ersichtlich. Dort ist ein negativer
Pol 53' und drei getrennte positive Pole 54, 55, 56a vorgesehen. Der rechte
gezeichnete Kondensator besteht aus einer negativen Folie, auf der zwei. Kondensato:reinnheiten
getrennt voneinander in der in Fig. 3 gezeigten Weise angebracht und dann. gerollt
sind, während der linke gezeichnete Kondensator 57 aus einer einfachen: Einheit
besteht. Der fertige Kondensatorblock 58 (Fdg. 8) muß dementsprechend vier Heraüsführungen
besitzen, welche zweckmäßig mit verschiedener Farbe gekennzeichnet sind, um den
Anschluß zu erleichtern. Der Raum im Behälter 58 um die Kondensatoreinheiten herum
kann mit Wachs, Paraffin oder anderem Füll, oder Isolierstoff ausgefüllt sein. Der
Deck ed des Behälters schließt zweckmäßig mittels. eines Gummirirnges. 59 an die
Herausführuri,gen an.
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Die Lösung zum Imprägnieren: besteht vorteilhaft aus reinem pulverförmigem
Gummiarabikum, das ,in heißem Glycerin gelöst ist.
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Als zweckmäßige Weise, die Lösung (Mischung) zu kochen, hat sich herausgestellt,
zuerst dien Glycerinbestanrdteil bis auf ungefäh.r ioo"C zu. erwärm, worauf
die richtige Menge Gummiarabikum hinzugefügt und verrührt wird.
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Das Kochen mit gelegentlichem Umrühren wird während geeigneter Zeitdauer
von etwa 30 Minuten fortgesetzt, bis etwa i4o bis i5ö°'C erreicht sind. Um
die Flüssigkeit für Tränkungszwecke wieder verwendungsfähig zu machen, ist es erforderl'ch,
die Mischung allmählich auf etwa 9o bis 95'° zu erwärmen. Sie ist dann in einem
genügend flüssigen Zustand. Das Formieren, der Belegung kann beliebig erfolgen,
vorteilhaft aber unter steigender Klemmenspannung eines Gleich- oder Wechselstromes.
Als chemische Behandlu;ngsflüs:sigkeit dient zweckmäßig eine. klare Lösung von destilliertem
Wasser mit Ammonium-Bittartrat und -Ammonium-Heptam@olybdat.
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Die gewickelten Kondensatorelemente können vor oder nach dem anbau
: in das Gehäuse einer Schlußbehandlung unterworfen werden, die ein Nachformieren
oder Altern darstellen kann.
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Die Behandlung (Altern) des: in F?i.g. 6 gezeigten fertigen Kondensatorelements
52 wird vollendet, wie es in Fig. je dargestellt ist, und erfordert eine
Zeit von etwa 5 Minuten je Kondensator. Ein, in; geeigneter Wise angetriebener Generator
87, der durch einen Widerstand; 89. geregelt wird, speist Sammelschienen 9o und
9i, an; welchen eine größere Anzahl von Widerständen 9.2 von etwa io ooo Ohm liegt.
über Verbindungsstücke) 93 kann eine Kondensatorrolle, deren Kapazität z. B. i Mikrofarad
beträgt, in den Stromkreis der Schienen 9o, 9i in Reihe mit dem Widerstand 9a geschaltet
werden. Ein Strom richtiger Polarität wird; durch Schließen des Schialters 94 für
etwa 5 Minuten, jedoch nicht 1:ängerals-etwa i2 Minuten, hindurchgeschickt.