Elektrolytwickelkondensator mit perforiertem Anodenband. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolytwickelkondensator, bei dem die aus perforiertem Folienband be stehende Anode zusammen mit einer Strom zuführungsfolie zu dem Elektrolyten und mit Elektrolytflüssigkeit durchtränkten Ab standsstücken aufgewickelt ist.
In den Schaltungen, in denen vorwiegend Gleichstrom fliesst, werden vorzugsweise Elektrolytkondensatoren verwendet, da sie gegenüber andern Kondensatoren, wie sol chen mit einem Papierdielektrikum, eine wesentlich grössere Kapazität pro Volumen einheit ergeben. Insbesondere durch Anwen dung eines der vielen bekannten Auf rauhungsverfahren wird die wirksame Ober fläche der Anode, die für die Kapazität des Kondensators massgebend ist, noch wesentlich vergrössert.
Besonders durch Anwendung einer chemischen Behandlung, des sogenann ten Beizens, ergibt sich eine Oberflächen vergrösserung und folglich eine Kapazitäts erhöhung, die viele Male, z. B. achtmal, den Wert einer unbearbeiteten Anodenoberfläche von geometrisch gleicher Grösse beträgt.
Es hat sich erwiesen, dass die Grösse der Oberfläche und somit der Kapazität nicht bis auf einen beliebig hohen Wert gesteigert werden kann. Einerseits muss man dem Um stand Rechnung tragen, dass bei dünnen Folien eine optimale Oberflächenvergrösse rung auftritt, wenn das Anodenmaterial so weit durchgeheizt ist,, dass sich im Material Poren befinden, die sich von einer Seite bis zu andern erstrecken. Anderseits führt die chemische Aufrauhung bei Anoden von grösserer Stärke, wie z.
B. bei profilierten Stäben, ebensowenig zu einer Oberflächen vergrösserung oberhalb einer bestimmten Grenze, da bei einer fortschreitenden Be handlung die vorspringenden Teile der Ober fläche wieder in Lösung gehen.
Um nun trotz der obenerwähnten Be schränkung dennoch eine Vergrösserung der Kapazität pro Volumeneinheit des Konden- sators zu erzielen, besteht nach der Erfindung die Anode aus wenigstens zwei perforierten Bändern, die direkt, also ohne die Zwischen fügung einer Stromzuführungsfolie für den Elektrolyten und von Distanzmaterial, an einander anliegen.
Hierbei ergibt sich daher eine poröse An ode von grösserer Oberfläche und somit von grösserer Kapazität, weil die Höhlungen in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Ma terialschichten angebracht sind. Infolge der Poren in den Bändern kann der Elektrolyt bis zu den einander zugekehrten Seiten der Bänder durchdringen, so dass auch diese Oberflächen an der Kapazitätslieferung teil nehmen.
Die Poren in den die Anode bildenden Bändern werden vorzugsweise durch eine chemische Behandlung des Anodenmaterials erzielt. Durch die Anwendung eines Bein verfahrens werden nämlich Poren von mikro- skopischen Abmessungen gebildet, so dass die wirksame Oberfläche der Anodenbänder an den Stellen, an denen sich die Poren befin den, nicht herabgesetzt wird.
Ausserdem er gibt sich durch das Beizen eine unregel mässige Oberfläche, so dass zwischen den ein ander zugekehrten Oberflächen der Anoden bänder Höhlungen vorhanden sind, in denen die erforderliche Elektrolytmenge unter gebracht werden kann, die sodann durch die Poren hindurch zugeführt wird. Die Unregel mässigkeiten der Oberfläche sind jedoch nicht von solcher Schärfe und Abmessung, dass durch das Anliegen der einander zugekehr ten Seiten der Anodenbänder eine Beschädi gung der dielektrischen Schicht auf diesen Oberflächen zu befürchten ist.
Die endgül tige Kapazitätszunahme hängt daher von zwei Faktoren ab, von denen ersterer das an sich bekannte gründliche Durchbeizen und der zweite das Aufeinanderlegen von wenig stens zwei Anodenbändern ist.
Es ist klar, dass durch diese Massnahme eine wesentliche Ersparnis des von einem solchen Kondensator für eine gegebene Ka pazität eingenommenen Volumens erzielt werden kann. Hieraus ergibt sieh nicht nur eine Ersparnis an Material für das Kondensa- torgehäuse, sondern auch an Material für die Stromzuführungsfolie für den Elektrolyten, falls ein getrennter Leiter angewendet wird, wie es bei den gebräuchlichen Wickel kondensatoren der Fall ist.
Ausserdem ist die, erforderliche Elektrolytmenge wesentlich ge ringer als bei den gebräuchlichen Wickel kondensatoren.
Da ein erfindungsgemässer Kondensator äusserst kleine Abmessungen hat, kann bei Verwendung desselben in einer Vorrichtung, in der ein zweiter Kondensator aufgenommen ist, z. B. in einer Abflachungsvorrichtung, der Kondensatorwickel vorteilhaft im Innern des zweiten Kondensators untergebracht wer den.
So können die beiden Kondensatoren um denselben Kern herumgewickelt werden, wenn sie beide vom Wickeltyp sind, woraus sich :eine sehr wesentliche Raumersparnis ergibt. Der erfindungsgemässe Kondensator wird in einer Abflachungsvorrichtung vorteilhaft an der Ausgangsseite einer solchen Vorrich- tung verwendet. .
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Aas- führungsbeispiel des erfindungsgemässen Kondensators dargestellt, während in Fig. 2 eine Schaltung einer Abflachungs- vorrichtung dargestellt ist, in der für den Eingangskondensator ein Kondensator be kannter Bauart und für den Ausgangs kondensator ein erfindungsgemässer Elektro- lytkondensator angewendet ist.
In Fig. 1 ist der Wickelkondensator teil weise abgerollt zur Verdeutlichung des Auf baues. Es werden beim Aufwickeln vier Bän der aufgerollt, wobei die Reihenfolge der Schichten ist: ein Band 1 aus Distanzmate rial, z. B. absorbierendes Papier, eine Anode 2, die noch näher besprochen wird, wieder eine Distanzmaterialschicht 3 und schliess lich die Stromzuführungsfolie 4 für den Elektrolyten, die aus Zinn oder aus Alumi nium bestehen kann.
Für die Anode 2 wird Aluminiumfolie verwendet, die eine ursprüngliche Stärke von 250 Mikron hat und in einem Beizbad bis zur Porenbildung behandelt worden ist. Die Folie ist somit gründlich durchgebeizt. Der hierbei auftretende Oberflächenvergrösserungsfaktor beträgt etwa 6.
Die Folie wird sodann in einem Formierelektrolyten bis zur gewünsch- ten Spannung formiert und ferner derart ge faltet, dass zwei aufeinanderliegende Bänder entstehen. Die gefaltete Folie wird dann auf die obenbeschriebene Weise mit den andern Bändern aufgerollt.
Der Vorteil des beschriebenen Elektrolyt- kondensators gegenüber einem bisher bekann ten Elektrolytkondensator des Wickeltyps ergibt sich aus folgendem: Für einen bekann ten Kondensator mit einer Kapazität von 80 Mikrofarad bei einer Betriebsspannung von 270 Volt ist etwa 70 cm Anodenfolie von 5,5 cm Breite, etwa 70 cm Stromzuführungs- folie und etwa 70 cm Papier benötigt.
Für den beschriebenen Kondensator mit gleicher Kapazität bei gleicher Betriebsspannung ist aber nur etwa 35 cm doppelte Anodenfolie., also 70 cm gestreckt, von 5,5 cm Breite, etwa 35 cm Stromzuführungsfolie und etwa 35 cm Papier erforderlich.
Die Ersparnis geht auch noch deutlich aus dem Wert für das von den beiden vergli chenen Kondensatoren eingenommene Volu men hervor. Dieses ist für einen Wickel be kannter Bauart 35 cm' und für den beschrie benen Kondensator 25 cm'.
Ein noch weitergehender Vorteil des be schriebenen Kondensators ergibt sich aus fol gender Betrachtung: In einer Abflachungsvorrichtung, deren Schaltung in Fig. 2 dargestellt ist, wird die gleichgerichtete Spannung an den Eingangs klemmen<I>A</I> und<I>B</I> angelegt. Die der Gleich- spannung überlagerte Wechselspannung lie fert einen Strom, der zur Hauptsache vom Eingangskondensator C, aufgenommen wird.
In den meisten Fällen wird daher C, so be messen sein, dass er den infolge der Wechsel spannung fliessenden Strom, den sogenannten welligen Strom, führen kann, ohne dass eine übermässige Erhitzung des Kondensators auf- tritt. Das heisst also, dass die Oberfläche des Stromzuführungsleiters für den Elektrolyten von Cl so gross sein muss, dass die Dichte des welligen Stromes nicht unzulässig hoch wird.
Die Kapazität des Ausgangskondensators wird durch die zulässige wellige Spannung zwischen den Klemmen C und D bedingt. Dieser Kapazität wird dann ein möglichst hoher Wert gegeben, was in Anbetracht der sehr geringen Abmessungen des Kondensa- tors überhaupt keine Schwierigkeit bietet.
Es ist daher möglich, die Kapazität der Ab- flaehungsvorrichtung in einem kleinen Raum unterzubringen. Der Reihenwiderstand von C., ist zwar etwas grösser als der eines be kannten gondensatortyps, aber dieser Wi derstandswert spielt keine Rolle, da der von C, aufgenommene wellige Strom sehr gering ist und die Verluste in diesem Kondensator gleichfalls sehr gering sind.