DEP0011352DA - Gestapelter Eisenelektrolytkondensator - Google Patents

Description

Siemens & Halsice Berlin—Siemensstadt, den

Aktiengesellschaft

ρ 11352 VIIIc/21g D PA 13/48 472

Gestapelter Eisenelektrolytkondensator·

Eisenelektrolytkondensatoren, bei denen die Belegungen aus mit IJmsetzungsschichten versehenem Eisen und der Elektrolyt aus einer alkalischen Lösung, beispielsweise Natronlauge besteht, haben in ,jüngster Zeit wegen ihrer extrem grossen Yolumenkapaaität besonderes Interesse gefunden. · Infolge der geringen Soannungsfestigkeit einer einzelnen Zelle ist für die Praxis eine Hintereinanderschaltung mehrerer Zellen erforderlich. Diese Tatsache bedingt gewisse &onstruktionseigenarten, die bei den üblichen Aiuminiumelektrolytkondensatoren nicht erforderlic! sind und die daher aus diesem nahe verwandten Gebiet nicht übernommen werden köniien· ^i e bishex* praktisch verwendeten Ausführungsformen benutzten verhältnismässig starke Bleehelektroden,. die gleichzeitig als Scheidewand zwischen den einzelnen Zellen dienten. Der Gesamtkondensator war dabei in der Art eines Stapelkondensator aufgebaut. Durch die zwischen den einzelnen Elektroden notwendigen Bichtungse.inlagen, die sowohl ein Austreten des Elektrolyten an sich als auch eine elektrische Verbindung zwischen den Zellenelextroden ausserhalb der Zelle verhindern sollen, ist nun aber die Stapelaahl der ülektrodenplatten begrenzt, weil sich die einzelnen Platten nicht so zentrieren lassen, fiaso 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 Hintereinanderschaltung 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 au tragen«

Entsprechend §m&J£mmm^keimm der Erfindung ist ;jede Sie let rodenplatte längs ihres Randes derartig treppenförmig durchgekrö'pft ausgebildet, dass der eingelegte, abstandhaltende, endlose Dichtungsstreifen zentriert wird und seinerseits die nachfolgende -^lektrodenplatte zentrierte X>as Prinzip dieser Aufbauweise iat also eine Selbstzentrierung der aufeinander gestapelten Elektrodenplatten und Di chtungs einrichtungen, so dass mit Sicherheit selbst bei grosser Stapelzahl eine einwandfreie Lichtung jeder einseinen iälektrolytk&miner automatisch gegeben ist. ^ur besoeren Erläuterung des -Erfindunssgedankens sei gleich auf die 2-e=4eteae»i£ Beaug "enommen. In der Figur 1 sind runde Elektrodenplatten a mit entsprechendes kreisförmigen Lictitungselomcnten b im Schnitt wiedergegeben. Die Elelrtrodenplatten a sind längs ihres Randes treppenförmig abgestuft ausgebildet und weisen ;jede einen Hand c_f eine fläche d und einen weiteren ^and e auf» Der Dichtungsring b wird von dem Hand c der Platte zentriert. Die nachfolgende Elektrodenplatte a wird durch den Rand e in uem dichtungsring b aentriert, während die Flachen d die Di chtun^ef liehen des Stapelpaketes sind.» In dieser Weise sind beliebig grosse Btapelaahlen iaöglich*

Aufbau des Kondensators erfolgt nun zweclcmäsrigerweioe in der Art, dass man die ilektrodenplatten Liit den Dichtungsringen und den elektrolytgetränkten Swischenlagen, die sich in den iiohlräumen zwischen den julektrodenplatten a befinden, aufeinander stapelt» darauf bringt man das ^tapelpaket beispielsweise unter leichtem tfederdruck, um ein Auseinanderfallen su verhindern, in einen ao^eschlossenen liaum und entlüftet, lorraalerweise reicht darm der Luftdruck aus, um das öfcapelpaket ohne zusiitzliche Druck einrichtungen dicht zu verDOhliessen. i-s seigte sich jedoch, dass es zweckm'lsci^er ist, um gewisse undichte Stellen, die aich gegebenenfalls erst im Laufe der Zeit bemerkbar machen, sicher zu verschliessen, das Stapelpaket mit einer Lackumhüllung oder Ähnlichem au ve rächen. Diese Lackumhüllung wird in der Weise aufgebracht, dass man das entlüftete Stapelpaket noch unter Vakuum in Lack eintaucht und dann erst normale Druckverh'Tltnisse schafft» Hierdurch r.ird erreicht_s dass dej' Lack

an nicht eindeutig gedichteten Stellen eindringt und einen sicheren Torschluss schon wegen seiner* Viskosität bildete

Darüber hinaus kann man nun das Stapelpaket noch unter zusätzlichen Druck setaen₉ um ein Schaltelement höchster Sicherheit zu schaffen. Unter Benutzung der durch, die Konstruktion gegebenen Verhältnisse lässt sich dies in besonders einfacher leise so durchführen, wi-ε es die 3?isuren 2 und 3 der Abbildungen wiedergeben. Das in dor Pir^r 2 schematisch wiedergegebene Stapelpaket f enthält am -Boden und am Deckel je einen entsprechend der Elektrodenform ausgebildeten Isolierstoffring Q und h_? die einen grosser en Durchmesser als das Kondensatorpake t aufweisen. Die ganze Anordnung wird in ein rohrförmiges Gehäuse i geschoben und mit Hilfe einer Druckvorrichtung in form eines Stempels zusammengedrückt· Durch Umbö'rdeln des oberen GeMuserandes oder auch durch andere Massnahraen können dann die Druckverhältnisse, unter denen sich der Stapel f befindet, auch nach Entfernung des Drucksteinpels aufrecht erhalten werden. In dem gezeigten Beispiel wird dies dadurch erreicht, dass, wie besonders auch aus der Pigur 5, die eine Aufsicht auf die iigur 2 darstellt, zu ersehen ist, der Isolierstoffdruckring h beispielsweise an drei Stellen Einsclinitte k besitzt, die über nasenähnliche Eindrücke 1 in der Gehäusewand übergeschoben v/erden, wonach durch Verdrehen des Isolierstoffringos h diese Hasen 1 den Stapel f laufend unter Druck halten»

Durch den ^rösseren Durchmesser der Boden- und Deckelringe g und h ist der Kondensatorstapel gleichzeitig von der Wandung des Gehäuses i isoliert. Der Zwischenraum m zwischen Gehäuse i und dem Kondensatorkörper f ^wan. dann noch durch vorgesehene Ausschnitte in dem Isoliere to ff ring h mit einer Vors-usemasse ausgefüllt werden, die noch eine weitere Sicherheit cegen Elektrolytaustritt gewährt. Das Aufbauprinzip des erfindungs-Sem-isnen 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 Eloktrodenplatten zu benutzen» Die grosse Volumenkapazität der Kondensatoren ermöglicht trotz der Hintereinanderschaltung einer Tielzahl von

Elektrodenplatten Kondensatoren herausteilen, die volumenm'issig noch wesentlich kleiner als Alurainiumelektrolytkondensatoren sind* So hat z.B. ein nach dem Prinzip der Piguren und 3 aufgebauter Kondensator mit den Abmessungen 25 mm 0_} 22 HUii Höhe eine Kapazität von 1000 jvlF für eine Betriebsspannung von 15 V· Hierbei ist noch ein verhältnismassig groeaer Aufwand durch aas Gehäuse i und die dazwischen angeordnete Verguss— masseschicht betrieben worden, denn das eigentliche Kondensatorpaket besitzt lediglich einen Durchmesser von 20 mm und eine Höhe von 16 mm«

Claims (1)

1. Patentansprüche.

   1» Gestapelter üisenelektrolytkondonsator, insbesondere für höhere Betriebsspannungen, der aus mehreren hintereinanäer geschalteten Zellen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede ^lektrodenplatte längs ihres Bandes derart treppenföraig durchgekröpft ausgebildet int, dass der eingelegte, Abstand haltende, endlose dichtungsstreifen zentriert ist und seinerseits die nachfolgende Elektrodenplatte sentriert«.

   2* Eiseneloktrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel durch Evakuierung der Hohlräume zwischen den Ülektrodenplatten dicht zusamnengehalten ist.

   3» üiseiBLektrolytkcmderisator nach Anapmxch. 1 oder 2_? dadurch fTokennzeichnet, dass der Stapel durch ein umklammerndes GeMuse unter !»ruck gehalten ist»

   4» Msonelektrolytkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekenns ei ohne t, dass der Stapel durch zentrierende Deck- und Bodenplatten aus Isolierstoff isoliert vom Gehäuse gehalten ißt·

   5« Eisenelektrolytkondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Kondensatorstapel und Gehäuse durch Vergussmasse ausgefüllt ist.

   6* Verfahren aur !!einstellung einea Eisenelektrolytkondensators nach den Ansprachen 1 bis S₈ dadurch gekennzeichnet₅ dass die benötigte Anzahl der Blektrodenplstten mit den elektrolyti^etränlcten Zwischenlagen und den Abstand haltenden Dichtungseinlagen zusammen aufeinandergeseliichtet wird und dass der

   Stapel in einen evakuierten Raum gebracht und unter Vakuum in lack getaucht wirdj worauf normale Druckverhältnisse hergestellt werden, und dass der Stapel nach Trocknung üzw« Härtung des liaclcüberauges in ein Gehäuse eingesetzt, durch Umbördeln der Genaue er-äncl er auf den Stapel oder dgl, unter zusätzlichen Druck gesetzt wird.