-
Elektrolytischer Kondensator Die Erfindung betrifft einen elektrolytischen
Kondensator, der einen flüssigen oder halbflüssigen Elektrolyt beliebiger Beschaffenheit
enthält.
-
Solche Kondensatoren sind mit einer oder mehreren Elektroden versehen,
die mit einer dielektrischen Schicht versehen sind, welche auf elektrochemischem
oder sonstigem Wege erzeugt ist. Die mit dieser Schicht versehene Elektrode wirkt
als Anode und gleichzeitig als die eine Belegung des Kondensators, die Schicht als
Dielektrikum und der Elektrolyt als die andere Belegung des Kondensators. Zur Stromableitung
steht eine Elektrode, die Kathode, in Berührung mit dem Elektrolyt. Es hat sich
nun gezeigt, daß der innere Widerstand der Kondensatoren im Betrieb allmählich ansteigt.
Eine Ursache hierfür scheint zu sein, daß sich an der Kathode, die regelmäßig aus
filmbildendem Material besteht, allmählich ein dielektrischer Film bildet, der einen
elektrischen Widerstand darstellt, der mit der Stärke dieses Films steigt.
-
Bei einem Elektrolytkondensator mit nassem oder halbflüssigem Elektrolyt,
in welchen eine oder mehrere mit dielektrischer Schicht versehene Elektroden (Anoden)
eintauchen und in dem sich eine oder mehrere blanke Elektroden (Kathoden) befinden,
wird
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die mit künstlich vergrößerter Oberfläche
versehene Kathode als besondere Einsatzelektrode ausgebildet ist und/oder aus der
Innenfläche eines Metallteils des Gehäuses besteht. Der große Vorteil einer derartigen
Ausbildung besteht darin, daß durch die Aufrauhung die Filmbildung auf der Kathode
vermieden wird und die Stromdichte an der Kathode sowie die damit verbundene Wärmeentwicklung
im Kondensator erheblich herabgesetzt wird. Diese Vorteile werden bei der vorliegenden
Erfindung außerdem unter gleichzeitiger Beibehaltung der an sich bekannten, fertigungsmäßig
vorteilhaften Ausbildung des Kondensators erzielt, bei der die Einsatzelektroden
oder die Innenwandung des Gehäuses selbst als Kathoden dienen. Durch die Erfindung
wird es daher möglich, trotz Beibehaltung der genannten Kathodenformen mit verhältnismäßig
kleiner ebener Oberfläche Anoden sehr hohen Aufrauhgrades zu verwenden, ohne daß
die Wärmeentwicklung an der Kathode zu groß wird bzw. eine stark,- Filmbildung an
der Kathode eintritt.
-
Die Oberflächenvergrößerung kann in jeder beliebigen Weise erfolgen,
also insbesondere durch Aufrauhen, durch mechanische oder chemisch,-Prozesse oder
beides. Die Erfindung ist ferner auch von Vorteil, wenn man Elektroden aus wenig
oder gar nicht filmbildendem Material wählt. In diesem Falle fällt zwar die Gefahr
einer starken Filmbildung durch Verwendung des entsprechenden Materials weg. Jedoch
bleibt die Herabsetzung der Stromdichte an der Kathode durch ihre Aufrauhung sehr
vorteilhaft. Sofern es sich um eine Einsatzkathode handelt, erreicht man ein Maximum
an Oberflächenvergrößerung, wenn gemäß der weiteren Erfindung die Einsatzelektrode
mit feinsten Löchern versehen wird, welche die Kathode vollständig durchdringen
und deren Durchmesser zweckmäßig kleiner ist als die doppelte Wandstärke der Kathode.
-
Die Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnung erläutert,
in welcher Fig. i einen Längsschnitt durch einen Kondensator, Fig, z eine Aufsicht
auf diesen Kondensator, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 des Kondensators
nach Fig. i, Fig. d schaubildlich eine Kathode und Fig.5 einen waagerechten Schnitt
durch eine andere Ausführung zeigt.
-
Im Beispiel der Fig. i bis 4. ist in das Gehäuse i, das etwa aus Aluminium
besteht, eine Kathode 9 eingesetzt, deren Oberfläche mechanisch und/oder chemisch
künstlich vergrößert ist. An der Kathode befindet sich, wie aus Fig. 4 ersichtlich
ist, ein ebenfalls aufgerauhter Anschlußstreifen io, der an der Oberkante des Gehäuses
i (Fig. i) mit diesem elektrisch einwandfrei verbunden ist, indem er zusammen mit
der Deckplatte 7 und dem Rand 8 des Gehäuses i eingebördelt ist. Der Einsatzzylinder
i i mit den Durchbrechungen 12 besteht aus Isoliermaterial und hat die Aufgabe,
die Kathode 9 von der Anode d. zu trennen. Diese Anode besteht beispielsweise aus
einem Aluminiumblech, das viereckig zugeschnitten und in zahlreiche Falten gelegt
ist (s. Fig. 3). Die Anode ist ungefähr in der Mitte an einem Träger 5 befestigt,
und zwar im gezeigten Beispiel durch Niete 6. Sie füllt den Rauminhalt des Einsatzzylinders
weitgehend aus.
-
Der Träger 5 für die Anode -. ist durch einen Pfropfen 13 aus elastischem
Material, wie z. B. Gummi und Kautschuk, herausgeführt und mit einem Anschluß 14.
beliebiger Art versehen. Das mit dem Elektrolyt gefüllte Gehäuse i ist an seinem
Boden 2 mit einem Ansatz kleinen Durchmessers versehen, der aus einem dickeren Teil
3 besteht, in den außen ein Gewinde eingeschnitten ist, und einem dünneren Teil
(s. Fig. i), der nach Einsetzen des Pfropfens 13 in geeigneter Weise mit den Kreisrillen
3' versehen ist, die den Ansatz flüssigkeitsdicht gegen den Pfropfen und den letzteren
in gleicher Weise gegen den Träger 5 pressen. Mittels des Schraubgewindes auf dem
Teil 3 kann der Kondensator in bekannter Weise an irgendeinem Träger befestigt werden.
-
An Stelle Aluminium kann jedes andere geeignete Material für die Anode
und die Kathode sowie das Gehäuse verwendet «-erden. Es ist nicht notwendig, daß
diese Materialien untereinander gleich sind. Im besonderen kann das Gehäuse auch
ganz oder teilweise aus Isoliermaterial, wie z. B. Phenolharz, bestehen. Dann wird
man zweckmäßig den Deckel aus Metall herstellen, um die elektrische Verbindung zur
Kathode bewerkstelligen zu können. Ebenso kann aber auch die Fahne io der Kathode
9 so lang gemacht «erden, daß sie zwischen dem Gefäß und dem Deckel nach außen herausgeführt
und zu einem elektrischen Anschluß verwendet werden kann.
-
In der dargestellten Ausführung ist die Kathode mit dem metallischen
Gehäuse elektrisch parallel geschaltet. Ist die Kathode mit Löchern versehen, so
kann der Strom mit dem Elektrolvt durch diese Löcher auch zum Gehäuse durchtreten,
so daß also gleichsam zwei Kathoden vorhanden sind. Hierdurch wird eine Filmbildung
noch weiterhin verzögert und verhindert.
-
Wird die Kathode 9 fortgelassen, dann wird das Gehäuse i an der Innenseite
mechanisch und/oder chemisch mit künstlich vergrößerter Oberfläche versehen. Dies
kann auch dann geschehen, wenn eine Kathode gemäß der Erfindung mit künstlich vergrößerter
Oberfläche vorgesehen ist, wodurch die Vorteile der Erfindung fast verdoppelt werden
können.
-
Nun ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Anoden im gleichen Elektrolyt
und im gleichen Gehäuse unterzubringen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Dort sind
im Gehäuse i zwei Anoden 19, 2o grundsätzlich gleicher Art wie im ersten Beispiel
angeordnet und an den dazugehörigen Trägern 21, 22 in geeigneter Weise befestigt.
Jede Anode ist von je einem durchbrochenen Isolierstück 17, 18 umgeben, um die wiederum
je eine Kathode i q, 16 gemäß der Erfindung angeordnet ist. Die Kathoden
können
auch anders ausgebildet werden. So kann beispielsweise das Gehäuse i zum größten
Teil diese Funktion übernehmen, und an Stelle der Kathoden 15, 16 könnte eine einzige
mittlere Scheidewand angebracht werden. In dem in Fig.5 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die eingesetzten Kathoden 15, 16 mit dem Gehäuse i zu verbinden, während die
Träger 21, 22 getrennt voneinander und isoliert aus dem Gehäuse herausgeführt werden,
wie dies beispielsweise in Fig. i für den Mittelträger 5 gezeigt ist.
-
Ein nicht gezeichnetes Ventil einer irgend geeigneten Bauart kann
vorgesehen sein, um Dämpfe ins Freie zu -entlassen, die sich im Betrieb bei Erhitzung
des Elektrolyts manchmal entwickeln.
-
Ein Kondensator gemäß der Erfindung wird mit Vorteil in erster Linie
für Gleichstrom und Gleichstromnetze verwendet.
-
Ein Kondensator nach dem Ausführungsbeispiel der Figur kann beispielsweise
in Filterstromkreisen verwendet werden.