DE821246C - Gestapelter Eisenelektrolytkondensator - Google Patents

Description

• Gestapelter Eisenelektrolytkondensator Eisenelektrolytkondensatoren, bei denen die Belegungen aus mit Umsetzungsschichten versehenem Eisen und der 1?lektrolyt aus einer alkalischen Lösung, beispielsweise Natronlauge besteht, haben in jüngster Zeit wegen ihrer extrem großen Volumenkapazität besonderes Interesse gefunden. Infolge der geringen Spannungsfestigkeit einer einzelnen Zelle ist für die Praxis eine Hintereinanderschaltung mehrererZellen erforderlich. DieseTatsache bedingt gewisse Konstruktionseigenarten, die bei den üb- lichen Aluminiumelektrolytkondensatoren nicht erforderlich sind und die daher aus diesem nahe verwandten Gebiet nicht übernommen werden können. Die bisher praktisch verwendeten Ausführungsformen benutzten verhältnismäßig starke Blechelektroden, die gleichzeitig als Scheidewand zwischen den einzelnen Zellen dienten. Der Gesamtkondensator war dabei in der Art eines Stapelkondensators aufgebaut. Durch die zwischen den einzelnen Elektroden notwendigen Dichtungseinlagen, die sowohl ein Austreten des Elektrolyten an sich als auch eine elektrische Verbindung zwischen den Zellenelektroden außerhalb der Zelle verhindern sollen, ist nun aber die Stapelzahl der Elektrodenplatten begrenzt, weil sich die einzelnen Platten nicht so zentrieren lassen, daß bei dem auf den Stapel ausgeübten Druck an allen Stellen jeder einzelnen Zelle ausreichender Dichtungsdruck vorhanden ist.
• Auf Grund der großen Flächenkapazität würde jedoch die Hintereinan.derschaltung einer größeren Anzahl von Elektrodenplatten und damit auch die Erzielung eines Kondensators höherer Betriebsspannung ohne weiteres @möglich sein, wenn nicht die eben erwähnten Schwierigkeiten bestehen würden. Durch eine Abänderung der an sich bisher benutzten Aufbauweise ist es jedoch möglich, diesem Wunsche Rechnung zu tragen.
• Entsprechend der Erfindung ist jede Elektrodenplatte längs ihres Randes derartig treppenförmig durchgekröpft ausgebildet, daß der eingelegte, abstandhaltende, endlose Dichtungsstreifen zentriert wird und seinerseits die nachfolgende Elektrodenplatte zentriert. Das Prinzip dieser Aufbauweise ist also eine Selbstzentrierung der aufeinandergestapelten Elektrodenplatten und- Dichtungseinrichtungen, so daß mit Sicherheit selbst bei großer Stapelzahl eine einwandfreie Dichtung jeder einzelnen Elektrolytkammer automatisch gegeben ist. Zur besseren Erläuterung des Erfindungsgedankens sei gleich auf die Abbildungen Bezug genommen. In der Fig. i sind runde Elektrodenplatten a mit entsprechenden kreisförmigen Dichtungselementen b im Schnitt wiedergegeben. Die Elektrodenplatten a sind längs ihres Randes treppenförmig abgestuft ausgebildet und weisen jede einen Rand c, eine Fläche d und einen weiteren Rand e auf. Der Dichtungsring b wird von dem Rand' c der Platte zentriert. Die nachfolgende Elektrodenplatte a wird durch den Rand e in .dehn Dichtungsring b zentriert, während die Flächen d die Dichtungsflächen des Stapelpaketes sind. In dieser Weise sind beliebig große Stapelzahlen möglich.
• Der Aufbau des Kondensators erfolgt nun zweckmäßigerweise in der Art, daß man die Elektrodenplatten mit den Dichtungsringen und den elektrolytgetränkten Zwischenlagen, die sich in den Hohlräumen zwischen den Elektrodenplatten a befinden, aufeinander stapelt. Darauf bringt man das Stapelpaket beispielsweise unter leichtem Federdruck, um ein Auseinan.derfallen zu verhindern, in einen abgeschlossenem. Raum und entlüftet. Normalerweise reicht dann der Luftdruck aus, um das Stapelpaket ohne zusätzliche Druckeinrichtungen dicht zu verschließen. Es zeigte sich jedoch, daß es zweckmäßiger ist, um gewisse undichte Stellen, die sich gegebenenfalls erst im Laufe der Zeit betmerkbar machen, sicher zu verschließen, das Stapelpaket mit einer Lackumhüllung oder ähnlichem zu versehen. Diese Lackumhüllung wird in der Weise aufgebracht, daß man das entlüftete Stapelpaket noch unter Vakuum in Lack eintaucht und dann erst normale Druckverhältnisse sehafft. Hierdurch wird erreicht, daß der Lack an nicht eindeutig gedichteten Stellen eindringt und einen sicheren Verschluß schon wegen seiner Viskosität bildet.
• Darüber ,hinaus kann man nun das Stapelpaket noch unter zusätzlichen Druck setzen, um ein Schaltelement :höchster Sicherheit zu schaffen. Unter Benutzung der durch die Konstruktion gegebenen Verhältnisse läßt sich dies in besonders einfacher Weise so durchführen, wie es die Fig. 2 und 3 der Abbildungen wiedergeben. Das in der Fig. 2 schematisch wiedergegebene Stapelpaket f enthält am Boden und am Deckel je einen entsprechend der Elektrodenform ausgebildeten Isolierstoffring g und h, die einen größeren Durchmesser als. das Kondensatorpaket aufweisen. Die ganze Anordnung wird in ein rohrförmiges Gehäuse i geschoben und mit Hilfe einer Druckvorrichtung in Form eines Stempels zusammengedrückt. Durch L"mbördeln des oberen Gehäuserandes oder auch durch andere Maßnähmen können dann die Druckverhältnisse. unter denen sich der Stapel f befindet, auch nach Entfernung des Druckstempels aufrechterhalten werden. In dem gezeigten Beispiel wird dies dadurch erreicht, daß, wie besonders auch aus der Fig. 3, die eine Draufsicht auf die Fig. 2 darstellt, zu ersehen ist, der Isolierstoff druckring h beispielsweise an drei Stellen Einschnitte k besitzt, die über nasenähnliche Eindrücke L in der Gehäusewand übergeschoben werden, wonach durch Verdrehen des Isolierstoffringes 1i diese Nasen l den Stapel f laufend unter Druck halten.
• Durch den größeren Durchmesser der Boden- und Deckelringe g und 1i ist der Kondensatorstapel gleichzeitig von der `'Wandung des Gehäuses i isoliert. Der Zwischenraum m zwischen Gehäuse i und dem Kondensatorkörper f kann dann noch durch vorgesehene Ausschnitte in dem Isolierstoffring li mit einer Vergußmasse ausgefüllt werden, die noch eine weitere Sicherheit gegen Elektrolytaustritt gewährt. Das Aufbauprinzip des erfindungsgemäßen Kondensators ist auch anwendbar, wenn die Elektrodenplatten nicht kreisförmige Gestalt aufweisen. Diese ist vielmehr der einfacheren Darstellung wegen in den Abbildungen gewählt worden. Grundsätzlich ist es auch möglich, in der gleichen Weise rechteckig geformte Elektrodenplatten zu benutzen. Die große Volumenkapazität der Kondensatoren ermöglicht trotz der Hintereinanderschaltung einer Vielzahl von Elektrodenplatten Kondensatoren herzustellen, die volumenmäßig noch wesentlich kleiner als Aluminiumelektrolytkondensatoren sind. So hat z. B. ein nach dem Prinzip der Fig. 2 und 3 aufgebauter Kondensator mit den Abmessungen 25 mm 0, 22 mm Höhe eine Kapazität von iooo/,uF für eine Betriebsspannung von 15 V. Hierbei ist noch ein verhältnismäßig großer Aufwand .durch das Gehäuse i und die dazwischen angeordnete Vergußmasseschicht betrieben worden, denn das eigentliche Kondensatorpaket besitzt lediglich einen Durchmesser von 2o mm und eine Höhe von 16 mm.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gestapelter Eisenelektrolytkondensator, insbesondere für höhere Betriebsspannungen, der aus mehreren hintereinandergeschalteten Zellen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrodenplatte längs ihres Randes derart treppenförmig durchgekröpft ausgebildet ist, daß der eingelegte, Abstand haltende, endlose Dichtungsstreifen zentriert ist und seinerseits die nachfolgende Elektrodenplatte zentriert.
2. 2. Eisenelektrolytkondensator nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel durch Evakuierung derHohlräume zwischen denElektrodenplatten dicht zusammengehalten ist.
3. 3. Eisenelektrolytkondensator nachAnspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel durch ein umklammerndes Gehäuse unter Druck gehalten ist. .f.
4. Eisenelektrolytkondensator nachAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel durch zentrierende Deck- undBodenplatten aus Isolierstof isoliert vom Gehäuse gehalten ist.
5. 5. Eisenelektrolytkondensator nachAnspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen Kondensatorstapel und Gehäuse durch Vergußmasse ausgefüllt ist.
6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Eisenelektrolytkondensators nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die benötigte Anzahl der Elektrodenplatten mit den elektrolytgetränkten Zwischenlagen und den Abstand haltenden Dichtungseinlagen zusammen aufeinandergeschichtet wird und daß der Stapel in einen evakuierten Raum gebracht und unter Vakuum in Lack getaucht wird, worauf normale Druckverhältnisse hergestellt werden, und daß der Stapel nach Trocknung bzw. Härtung des Lacküberzuges in ein Gehäuse eingesetzt, durch Umbördeln der Gehäuseränder auf den Stapel o. dgl. unter zusätzlichen Druck gesetzt wird.