DE1153458B - Electrolytic capacitor and process for its manufacture - Google Patents
Electrolytic capacitor and process for its manufactureInfo
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Description
Elektrolytkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung DieEntwicklung bei den elektrischenBauelementen strebt nach einer weiteren Verkleinerung der Abmessungen und noch günstigeren Preisen durch Rationalisierung der Herstellungsverfahren. Dies trifft insbesondere für die in der Weltverkehrstechnik in immer stärkerem Maße verwendeten Elektrolytkondensatoren zu.Electrolytic capacitor and process for its manufacture Development in the case of electrical components, the aim is to further reduce the dimensions and even lower prices by streamlining the manufacturing process. this applies in particular to those used in global transport technology to an ever greater extent Electrolytic capacitors too.
bliche Elektrolytkondensatoren bestehen aus einer anodisch oxydierten Metallfolie, einem Abstandhalter aus Papier od. dgl. und einer im allgemeinen nichtoxydierten Kathodenfolie. Bei der Herstellung wird zuerst an der Anodenfolie ein Wickeldorn befestigt. Dann werden Anode, Abstandhalter und Kathode übereinandergelegt und manuell oder maschinell aufgewickelt. Der Wickel wird dann in einen Schutzbecher eingeführt, der im allgemeinen aus Aluminium besteht. In einem weiteren Arbeitsgang wird die Kathode mit dem Aluminiumbecher kontaktiert. Meist wird dabei an die Kathodenfolie eine Fahne angefaltet, angeschweißt oder angenietet und ihrerseits mit dem Becher durch Vernieten, Verschweißen oder Verklemmen mit Hilfe eines Becherverschlußstopfens am Becher befestigt. Die Fahne muß aus dem gleichen Metall wie die Kathode und der Becher bestehen, da sonst die Gefahr einer Korrosion durch den die Kontaktstelle berührenden Kondensatorelektrolyt gegeben ist. Die Kontaktierung kann auch mittels einer Drucksicke erfolgen, doch führt dieses Verfahren bei zu flacher Sicke zu einer unsicheren Kontaktgabe und bei zu tiefer Sicke zu Verletzungen der Oxydschicht und Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Kondensators. Schließlich ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem die elektrisch aktive Kathode über ihre gesamte Länge gegenüber der Anode verbreitert ist und die Kathode ohne Zwischenschalten einer Kathodenfahne direkt am Bechergehäuse kontaktiert wird.Usual electrolytic capacitors consist of an anodically oxidized one Metal foil, a spacer made of paper od. The like. And a generally non-oxidized Cathode foil. During production, a winding mandrel is first attached to the anode foil attached. Then the anode, spacer and cathode are placed one on top of the other and manually or wound up by machine. The wrap is then inserted into a protective cup, which generally consists of aluminum. In a further step, the Cathode contacted with the aluminum cup. Usually this is done on the cathode foil a flag folded, welded or riveted and in turn with the cup by riveting, welding or clamping with the help of a cup stopper attached to the cup. The flag must be made of the same metal as the cathode and the Cups exist, otherwise there is a risk of corrosion from the contact point contacting capacitor electrolyte is given. The contact can also be made by means of a pressure bead take place, but this method leads to a bead that is too shallow unsafe contact and, if the bead is too deep, damage to the oxide layer and Deterioration in the electrical properties of the capacitor. Finally is also known a method in which the electrically active cathode over its entire Length compared to the anode is widened and the cathode without interposing a cathode flag is contacted directly on the can housing.
Nach der Kontaktierung muß die offene Stirnseite des Bechers verschlossen werden. Dies geschieht in einem weiteren, ebenfalls recht kostspieligen Arbeitsgang, bei dem meist ein Gummistopfen in die Becheröffnung geklemmt wird. Dabei müssen an Material und Genauigkeit der Abmessungen hohe Forderungen gestellt werden, um eine gute, lang dauernde Abdichtung zu gewährleisten.After the contact has been made, the open face of the cup must be closed will. This is done in a further, also very expensive process, in which a rubber stopper is usually clamped into the cup opening. Have to high demands are made on material and accuracy of the dimensions in order to to ensure a good, long-lasting seal.
Zuletzt werden dann die Anschlußdrähte am Anodendorn und am Aluminiumbecher befestigt. Die Herstellung üblicher Wickelkondensatoren erfordert somit eine Vielzahl von Arbeitsgängen, die keine rationelle und fließbandmäßige Arbeitsweise gestatten und eine Senkung der Herstellungskosten von Elektrolytkondensatoren verhindern. Hinzu kommt, däß ein Teil der Arbeitsgänge manuell ausgeführt werden. muß, so daß einer Verkleinerung der Kondensatoren eine natürliche Grenze gesetzt ist. Außerdem ist die elektrische Wirksamkeit des Kondensators stets durch die mittelbare Kontaktführung von der jiathode über den Aluminiumbecher zum Zuleitungsdraht gefährdet.Finally, the connecting wires on the anode mandrel and on the aluminum can attached. The production of conventional wound capacitors thus requires a large number of operations that do not allow an efficient and assembly-line working method and prevent a decrease in the manufacturing cost of electrolytic capacitors. In addition, some of the operations are carried out manually. must, so that there is a natural limit to the size of the capacitors. aside from that the electrical effectiveness of the capacitor is always due to the indirect contact routing from the jiathode via the aluminum cup to the lead wire.
Ziel der Erfindung ist ein Elektrolytkondensator mit verkleinerten Abmessungen, der rationell und billig herzustellen isst und dessen elektrische Eigenschaften bisherigen Wickelkondensatoren überlegen sind.The aim of the invention is an electrolytic capacitor with a reduced size Dimensions that eat efficiently and cheaply to manufacture and its electrical properties previous wound capacitors are superior.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß dieses Ziel nur durch wesentliche Verminderung und Vereinfachung der zur Herstellung des Kondensators erforderlichen Einzelsteile, insbesondere durch Weglassen eines gesonderten Kondensatorgehäuses erreichbar ist.The invention is based on the knowledge that this goal only through substantial reduction and simplification of the production of the capacitor required individual parts, in particular by omitting a separate capacitor housing is attainable.
Zwar ist es bei Papierkondensatoren bereits bekannt, als Abstandhalter für den aktiven Kondensatorwickel statt Papier schrumpfbare Kunststoffolien zu verwenden und den Kondensator mixt Hilfe des verlängerten und verbreitertenAbstandhalters becherlos zu verschließen. Die »Deckfolie« ist dabei über ihre gesamte Länge verbreitert und bildet keine Schutzhülse für den aktiven Kondensatorwickel, vielmehr ist die gesamteDeclfolie elektrisch wirksam. Dieses Verfahren ist jedoch nicht auf Elektrolytkondensatoren übertragbar, da deren Aufbau und Arbeitsweise sich grundlegend von den Papierkondensatoren unterscheidet. Insbesondere treten bei Papierkondensatoren nicht die bei Elektrolytkondensatoren bekannten und im obigen aufgeführten Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung gegenüber Elektrolytverlust und der Kontaktierung der Kathode auf, da Papierkondensatoren keinerlei Elektrolytflüssigkeit erfordern Nach der Erfindung jedoch werden die obigen Schwierigkeiten bei Elektrolytkondensatoren dadurch beseitigt, daß bei einem Elektrolytkondensator mit gegenüber der Anodenfolie verlängerter und verbreiterter Kathodenfolie nur der gegenüber der Anodenfolie verlängerte Teil. der Kathodenfolie verbreitert ist und damit eine Schutzhülse für den die Kapazität bestimmenden Wickelteil bildet und daß in dem de Schutzhülse bildenden äußeren Wickelteil eine schrumpfbare Kunststoffolie eingeschlossen ist, die länger und breiter als der verlängerte Teil der Kathode ist und die nach in an sich bekanntem Schrumpfen den Wickel umgibt. Damit erübrigt sich das bei üblichen Elektrolytkondensatoren erforderliche gesonderte Gehäuse in Form eines Aluminiumbechers mit deckelförmigem Abschluß. Der in einem Arbeitsgang durch Wickeln mechanisch fertigstellbare Kondensator weist trotzdem einen stabilen Schutz für den elektrisch aktiven Wickelteil sowie eine sichere Abdichtung gegen Elektrolytverlust auf. Von besonderem Vorteil ist ferner die Möglichkeit, die Kathode direkt mit einem Fremdmetall-Anschlußdraht, z. B. einem Kupferdraht, zu verbinden, da durch die Schrumpffolie ein. Elektrolytaustausch mit dem Kondensatorinneren verhindert wird. Durch die rationelle Herstellungsmöglichkeit liegen de Entstehungskosten für den Kondensator beträchtlich niedriger als für einen Kondensator bekannter Bauart, und schließlich kann der Kondensator äußerst klein ausgeführt werden, da sämtliche Arbeitsgänge maschinell durchführbar sind.It is already known for paper capacitors as a spacer to use shrinkable plastic films instead of paper for the active capacitor winding and the condenser mixes using the elongated and widened spacer to close without a cup. The "cover sheet" is widened over its entire length and does not form a protective sleeve for the active capacitor winding, rather it is entire decal film electrically effective. However, this method is not applicable to electrolytic capacitors transferable, because their structure and mode of operation are fundamentally different from paper capacitors. In particular, paper capacitors do not do electrolytic capacitors known and in the above-mentioned difficulties with respect to the seal Loss of electrolyte and the contacting of the cathode due to paper capacitors do not require any electrolyte liquid. According to the invention, however, the above Difficulties with electrolytic capacitors eliminated in that with an electrolytic capacitor with the cathode foil lengthened and widened compared to the anode foil only part which is longer than the anode foil. the cathode foil is widened and thus forms a protective sleeve for the winding part which determines the capacity and that in the de protective sleeve forming outer winding part a shrinkable plastic film which is longer and wider than the elongated part of the cathode and which surrounds the roll after shrinkage is known per se. So there is no need the separate housing required for conventional electrolytic capacitors is in Shape of an aluminum cup with a lid-shaped finish. The one in one operation Capacitor that can be mechanically manufactured by winding nevertheless has a stable one Protection for the electrically active winding part as well as a secure seal against Electrolyte loss. The possibility of using the cathode is also of particular advantage directly with a foreign metal connecting wire, e.g. B. a copper wire to connect, because through the shrink film. Prevents electrolyte exchange with the inside of the capacitor will. Due to the rational production possibility, there are de development costs for the capacitor is considerably lower than for a known type of capacitor, and finally, the capacitor can be made extremely small because of all Operations can be carried out by machine.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kunststoffolie so breit gewählt, daß nach deren Schrumpfen die Befestigungsstelle des aus einem Fremdmetall ohne Ventilwirkung bestehenden Kathodendrahtes flüssigkeitsdicht abgedeckt ist.In a preferred embodiment of the invention, the plastic film is chosen so wide that after shrinking the attachment point of the one Foreign metal without valve action existing cathode wire covered liquid-tight is.
Bei einseitig herausgeführten Zuleitulgsdrähten wird zweckmäßigerweise der Rasterabstand vor dem Wickeln durch de Geometrie der einzelnen Teile festgelegt.In the case of supply wires led out on one side, it is expedient the grid spacing before winding is determined by the geometry of the individual parts.
Zur Herstellung des Kondensators werden zuerst an Anoden- und Kathodenfolie Zuleitungsdrähte angebracht und dann Anode, Abstandhalter und Kathode in üblicher Weise gewickelt. Die schrumpffähige Kunststoffolie wird anschließend an das Ende der Anode eingeschossen, der Wickelvorgang beendet und schließlich der Kondensator zum Zwecke des Schrumpfens der Kunststoffolie erwärmt, mit Elektrolyt imprägniert und vorzugsweise mit einem Kunstharz-Tauchüberzug versehen.To manufacture the capacitor, the anode and cathode foils are first attached Lead wires attached and then anode, spacer and cathode in the usual way Way wrapped. The shrinkable plastic film is then attached to the end the anode shot in, the winding process ended and finally the capacitor heated for the purpose of shrinking the plastic film, impregnated with electrolyte and preferably provided with a synthetic resin dip coating.
Die Herstellung des Kondensators kann dadurch weiter vereinfacht werden, daß de Wärmebehandlung zum Zwecke des Sahrumpfens der Kunststoffolie mit dem Imprägnieren des Kondensators vereinigt wird.The manufacture of the capacitor can be further simplified as a result, that de heat treatment for the purpose of Sahrumpfens the plastic film with the impregnation of the capacitor is combined.
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten einer weiteren Ausbildung der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. l eine Anodenfolie in ausgebreiteter Lage, Fig. 2 eine Anodenfolie gemäß Fig. 1 mit Abstandhaher, Fig. 3 ,eine Kathode in ausgebreiteter Lage, Fig. 4 Anode, Abstandhalter, Kathode und Schrumpffolie während des Wickelvorganges und Fig. 5 vergrößert gezeichnet, rechte Hälfte: fertiger Kondensator im Schnitt; linke Hälfte: Schnitt des Kondensators nach Beendigung des Wickelvorganges vor dem Imprägnieren und vor der Wärmebehandlung.Features, advantages and details of a further training of the Invention emerge from the following description, the drawing and the claims. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, for example, namely Fig. 1 shows an anode foil in the spread-out position, Fig. 2 shows an anode foil according to FIG. 1 with a spacer, FIG. 3, a cathode in an expanded position, FIG. 4 anode, spacer, cathode and shrink film during the winding process and Fig. 5 drawn enlarged, right half: finished capacitor in section; left Half: section of the capacitor after completion of the winding process before impregnation and before heat treatment.
Nach der Zeichnung besteht der Kondensator aus einer Anodenfolie 10 mit Wickeldorn 11 und Anschlußdraht 12, einem Abstandhalter 13, einer Kathode 14 mit verbreiteter Fortsetzung 14a und Anschlußdraht 15 und einer Kunststoff-Schrumpffolie 16, die beträchtlich länger und etwas breiter ist als de Kathodenfortsetzung 14 a.According to the drawing, the capacitor consists of an anode foil 10 with winding mandrel 11 and connecting wire 12, a spacer 13, a cathode 14 with widespread continuation 14a and connecting wire 15 and a plastic shrink film 16, which is considerably longer and slightly wider than the cathode continuation 14 a.
DieAnodenfolie besteht beispielsweise aus anodisch oxydiertem Aluminium, der Abstandhalter aus Papierstreifen oder anderem trinkfähigem Material und die Kathode aus nichtoxydiertem, beim urgepolten Kondensator ebenfalls aus oxydiertem Aluminium. Die Kunststoffolie kann aus beliebigem schrumpfbarem Material bestehen, beispielsweise aus Polystyrol. Als Zuleitungsdrähte können beispielsweise verzinnte Kupferdrähte verwandet werden.The anode foil consists for example of anodically oxidized aluminum, the spacer made of paper strips or other drinkable material and the Cathode made of non-oxidized, in the case of the highly polarized capacitor also made of oxidized Aluminum. The plastic film can consist of any shrinkable material, for example made of polystyrene. As lead wires, for example, tinned Copper wires are used.
Zur Herstellung das Kondensators wird zuerst an der Anodenfolie 10 der Wickeldorn 11 und an diesem wiederum der Zuleitungsdraht 12 befestigt. Dann wird an der Kathodenfolie 14, und zwar am eigentlichen Ende der Kathode, der Zuleitungsdraht 15 angebracht. Zweckmäßigerweise ist der Kathodenzuleitungsdraht an der Kontaktstelle flach gewalzt. Dann werden Anode 10, Abstandhaltee 13 und Kathode 14 in üblicher Waise übereinander gelegt und bis einschließlich der vorletzten Windung des eigentlichen Kond ,nsatorwickels gewickelt, worauf die Kunststoffolie 16 eingeschossen und der Wickelvorgang beendet wird. Selbstverständlich kann de Kunststoffolie 16 auch vor Wickelbeginn auf die Kathodenfolie aufgelegt worden.To manufacture the capacitor, the anode foil 10 the winding mandrel 11 and, in turn, the lead wire 12 attached to it. then the lead wire is attached to the cathode foil 14, namely at the actual end of the cathode 15 attached. The cathode lead wire is expediently at the contact point rolled flat. Then the anode 10, spacers 13 and cathode 14 are more conventional Orphan placed on top of each other and up to and including the penultimate turn of the actual Cond, nsatorwickels wound, whereupon the plastic film 16 shot and the The wrapping process is ended. Of course, de plastic film 16 can also be used Beginning of winding has been placed on the cathode foil.
Der gewickelte Kondensator kann nun mit Kondensatorelektrolyt imprägniert werden. Durch de dabei bestehende erhöhte Temperatur schrumpft de Kunststoffolie und zieht dabei die Wicklungswindungen fest zusammen. Da gleichzeitig die Ränder der Kunststoffolie die Stimseiten des Wickels abdecken, wird der Kondensator durch diese Folie allein weitgehend verschlossen. Außerdem wird die Verbindungsstelle vom Ansehlußdraht aus verzinntem Kupfer oder verzinntem Aluminium mit dem nicht aktiven Teil der Kathodenfolie so abgedeckt, daß ein Elektrolytaustausch mit dem Wickelinneren vermieden wird.The wound capacitor can now be impregnated with capacitor electrolyte will. The plastic film shrinks as a result of the increased temperature that exists and pulls the winding turns tightly together. Since at the same time the edges If the plastic film covers the front sides of the coil, the capacitor will through this film is largely closed by itself. In addition, the connection point from the connecting wire made of tinned copper or tinned aluminum with the not active part of the cathode foil covered so that an electrolyte exchange with the Wrap inside is avoided.
Nach Entnahme des Kondensators aus dem Imprägnierbad wird der überschüssige Elektrolyt durch Abspülen, Abdampfen, Schleudern od. dgl. entfernt.After removing the capacitor from the impregnation bath, the excess is removed Electrolyte by rinsing, evaporation, spinning or the like. Removed.
Anschließend wird der Kondensator in an sich bekannter Weise durch Tauchen mit einer Kunststoff-bzw. einer Kunstharzumhüllung 17 versehen. Ein derartiges Verfahren ist möglich, da neuerdings Kunstharze auf dem Markt sind, die trotz verbliebener geringer Benetzung des Körpers mit Feuchtigkeit oder Elektrolyt aushärten. Damit wird ein absolut feuchtigkeitsdichter Verschluß des Kondensatorwickels sowie eine dauerhafte elektrische Isolation des Kondensators erreicht.The capacitor is then through in a manner known per se Diving with a plastic or. a synthetic resin casing 17 is provided. Such a thing Process is possible because synthetic resins have recently appeared on the market, which despite remaining Cure with little wetting of the body with moisture or electrolyte. In order to becomes an absolute Moisture-proof closure of the capacitor winding and permanent electrical insulation of the capacitor is achieved.
Deir erfindungsgemäße Kondensator erfüllt die für den Betrieb mit kleineren Spannungen besonders wichtige Forderung nach Kontaktsicherheit. Dabei ist von großer Bedeutung, daß die Kathodenfolie direkt mit dem Anschlußdraht verbunden werden kann und keine dazwischengeschalteten Verbindungen erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Kondensator kann im einfachen und billigen Arbeitsgang hergestellt werden. Ein zusätzliches Gehäuse, ein Gehäusedeckel, Gehäusestopfen od. dgl. sind nicht erforderlich. Die äußere Umhüllung aus Kathodenfortsetzung und Kunststoffolie kann bereits beim Wickelvorgang vorbereitet werden. Außerdem ist es möglich, insbesondere bei einseitig herausgeführten Zuleitungsdrähten, den Rasterabstand der Drähte voneinander für gedruckte Schaltungen vor dem Wickeln durch geeignete Bemessung der einzelnen Folien festzulegen.Deir inventive capacitor fulfills the requirements for operation with smaller voltages, a particularly important requirement for contact security. Included It is of great importance that the cathode foil is connected directly to the connecting wire and no intermediate connections are required. Of the capacitor according to the invention can be produced in a simple and inexpensive operation will. An additional housing, a housing cover, housing plug or the like. Are not mandatory. The outer covering made of cathode continuation and plastic film can be prepared during the wrapping process. It is also possible, in particular in the case of lead wires brought out on one side, the grid spacing of the wires from one another for printed circuits before winding through appropriate sizing of each Set slides.
Claims (5)
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE1735230U (en) * | 1955-06-20 | 1956-12-06 | Josef Klar | CONTACT-SAFE ELECTROLYTE CAPACITOR. |
| DE1019384B (en) * | 1955-05-20 | 1957-11-14 | Ruwel Werke | Wound capacitor |
| DE1031890B (en) * | 1952-10-17 | 1958-06-12 | Siemens Ag | Process for the production of wound capacitors with narrow assignments |
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1962
- 1962-04-04 DE DEF36470A patent/DE1153458B/en active Pending
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