DE1911156A1 - Elektrolytkondensator,insbesondere Durchfuehrungskondensator und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Elektrolytkondensator,insbesondere Durchfuehrungskondensator und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Elektrolytkondensator, insbesondere Durchfuhrungskondensator
und Verfahren zu dessen Herateilung
Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator und insbesondere
einen Durchführungs-Elektrolytkondensator und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Durchführungskondensatoren werden üblicherweise als filterartige
Verbindungselemente verwendet, um unerwünschte Hochfrequenzkomponenten auszufiltern, die in einem elektrischen
Signal vorhanden sein können«
Im allgemeinen ist der Durchführungskondensator ein integraler Teil des Metallchassis, durch welches sich der Kondensator
hindureherstreckt, wodurch Erdungsprobleme bei Hochfrequenzbetrieb
vereinfacht werden. Die Zuleitungsinduktivität des Durchführungskondensators ist wesentlich herabgesetzt, da
dessen Abmessungen klein sind und die Induktivität liegt in Serie mit den inneren Elektroden. Die Hochfrequenzsignale,
die eine Störung bewirken, werden zur Erde hinjdurch das Dielektrikum eines Durchführungskondensators abgeleitet
und die Nutzsignale können durch den leitenden Abschnitt des Kondensators hindurchgehen. Diese im vorstehenden beschriebene
Gei/R. 909840/1074
schriebene Betriebsweise wird üblicherweise dadurch erreichts
daß eine Elektrode des Kondensators mit einer Übertragungsleitung
verbunden wird und daß die andere Elektrode geerdet wird» Der Durchführungskondensator ist deshalb ein Pilter, das ein
Teil der Übertragungsleitung ist.
Verschiedene der gegenwärtig verfügbaren Durchführungskondensatoren
weisen einen zentral angeordneten, drahtartigen Leiter auf, der im wesentlichen von einer rohrförmigen Masse
aus einem geeigneten dielektrischen Material umgeben ist, die zwischen den Enden des drahtartigen Leiters angeordnet
A ist. Eine äußere leitende Schicht ist derart angeordnet? daß
sie auf oder über der dielektrischen Schicht liegt»
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchfuhrungs-Elektrolytkondensator,
der eine Anzahl von aufeinander geschichtete oder gestapelte, im allgemeinen flache Metallelektroden
enthält und der verbesserte elektrische Eigenschaften aufweist. Insbesondere ist der effektive Serienwiderstand des
Durchführungskondensators oberhalb etwa ein Kilohertz wesentlich geringer als der effektive Serienwiderstand des
gleichen Kondensators unterhalb etwa ein Kilohertz,, Bei einem
üblichen, für Rechenanlagen geeigneten Kondensator, das heißt bei einem gewickelten Aluminium-Elektrolytkondensator nimmt
" der effektive Serienwiderstand langsam ab, wenn die Frequenz,
der der Kondensator ausgesetzt ist, ansteigt. Die Impedanz des erfindungsgemäßen Durchführungskondensators ist bei etwa
500 Kilohertz mehrere Größenordnungen geringer als die der üblichen für Rechenanlagen geeigneten Kondensatoren., wodurch
ganz erheblich die Verlustleistung und die Zeit verringert wird, die erforderlich ist, um den erfindungsgemäßen Kondensator
aufzuladen und zu entladen. Der erfindungsgemäße Kondensator
ist für Hochgeschwindigkeits- oder Sclmellschaltun-
gen
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gen geeignet, das heißt, für Schaltungen, die sehr geringe
Zeitkonstanten benötigen, wie beispielsweise Schaltungen von Keohenanlagen. Der Durchführungskondensator kann ein
integraler Teil einer Übertragungsleitung sein. Zusätzlich weist der Durchführungskondensator ein hohes Stromaufnahmevermögen
auf.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator zu schaffen,, der eine Anzahl von geschichteten oder
gestapelten Platten aufweist·
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator
zu schaffen, der einen verminderten effektiven Serienwiderstand bei hohen Frequenzen hat.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen aus geschichteten
Platten bestehenden Durchführungskondensator zu schaffen, der einen Eingangs- und einen AusgangsanSchluß hat, der
mit jeder der geschichteten Platten verbunden ist.
Es ist ferner Ziel der Erfindung, einen aus/geschieht en Platten
bestehenden Durchführungskondensator zu schaffen, der verhältnismäßig leicht und billig hergestellt werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen verbesserten Durchführungskondensator und ein Verfahren zur Herstellung
desselben zu schaffen.
Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator zu schaffen, der eine wesentlich herabgesetzte Verlustleistung
aufweist.
Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen Naßelektrolyt-
kondensator
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kondensator zu schaffen, der eine Anzahl von geschichteten oder gestapelten Platten aufweist und der ein Durchführungskondensator
ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator
zu schaffen, "bei dem die geschichteten Platten aus einem folienMldenden Metall hergestellt sind.
Es ist ferner Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator
zu schaffen, der eine Anzahl von im wesentlichen flachen, geschichteten Platten aufweist, wobei der Kondensator
eine geringe Induktanz aufweist und deshalb für eine Verwendung in Hochgeschwindigkeits- oder Schnellschaltungen·geeignet
ist. ■ ·'
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen flachen Durchführungskondensator zu schaffen, bei dem ein Elektrolyt mit
einem spezifischen Widerstand von etwa 500 Olim « om ' oder
weniger verwendet wird und aus'Aluminiumfolie, "bestehende
Platten, die übereinander geschichtet oder gestapelt sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator zu schaffen, bei dem jede Platte einen Mehrfachanschlußausgang
und einen Einfach'anschlußeingang aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungselektrolytkondensator
zu schaffen, in welchem der Strom im wesentlichen kontinuierlich durch die Anoden- und Kathodenplatten während des Betriebes des Durchführungskondensators
strömt.
Erfindungsgemäß ist ein Durchführungs-Elektrolytkondensator
vorgesehen, der eine Anzahl von aufeinander geschichteten
oder
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oder gestapelten aus einem folienbildenden Metall bestehende
Elektroden aufweist« Abwechselnd oder alternierend angeordnete
Elektrode bilden die Anode des Kondensators und weisen wenigstens einen Eingangsanschluß und wenigstens
einen^Ausgangsansohluß auf. Der Rest der Elektroden bildet
die Kathode des Kondensators und weist wenigstens einen Eingangsansohluß und wenigstens einen Ausgangsanschluß auf«
Ein aus einem Dielektrikum bestehender Ulm bedeckt die die Anode bildenden Elektroden. Ein Elektrolyt berührt jede
der Elektroden·
Diese im vorstehenden aufgeführten Ziele zeigen einem Fachmann
weitere Ziele, Weitere Ziele sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung
erläutert werden, wobei in den Figuren der Zeichnung die Erfindung in einer -vorteilhaften Anwendungsform der Grundprinzipien
dargestellt ist» Es zeigen;
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Durchführungskon-"
densators, wobei ausgewählte Bereiche fortgelassen sind, um die Enden der aufeinander geschichten Kondensatorplatten
darzustellen und die Druckeinrichtungen, die verwendet werden, um'einen im wesentlichen
gleichförmigen Druck auf die Platten auszuüben,
Figo 2 eine nicht-maßstabsgetreue Schnittansicht des Durchführungskondensators,
die weiterhin die übereinander geschichteten Platten des Kondensators darstellt,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Durchführungskondensator, wobei ausgewählte Abschnitte fortgelassen sind und
Figc 4- eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 4-4 der
Fig. 3. . . '
Ganz
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BAD ORIGINAL
ΪΊ1156
Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf einen Duronführungskondensator,
der übereinander gestapelte oder1 übereinander geschichtete flache Platten aufweist 9. wobei iii der
Reihenfolge die einen der Platten die Anode des Kondensators' und die restlichen Platten die Kathode des Kondensators Mlden»
Jede der Anodenplatten und jede der Kathodenplatten
weist wenigstens einen Eingangsanschluß und wenigstens einen Ausgangsanschluß auf, wodurch ein geschichteter$ aus
flachen Platten bestehender Durchführungskondensator ge=
bildet wird»
Bs sei nunmehr auf die Fig* 1 und 2 Bezug genommene Es ist
ein Durchführungskondensator 10 dargestellt t der gemäß der
Erfindung in sogenannten Schnellschaltungen verwendet werden kann^ wie beispielsweise in solchen, die von Rechenanlagen
und dergleichen verwendet werden,= Der Kondensator weist ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 11 aus einem vorgeformten Isolationsmaterial auf, welches eine große Durchschlagfestigkeit
hat und im wesentlichen nichtleitend ist und welches angemessen hohen Temperaturen widerstehen kann und eine
annehmbare mechanische Festigkeit aufweistβ Das Gehäuse kann
aus komplementären Gehäusehälften., bestehen. Elastische Materialien
oder elastomere Stoffe können zur Herstellung des Gehäuses verwendet v/erden, Materialien, wie beispielsweise
Epoxyharz ρ Polykarbonate, Phenolharze, Silikonkautschuk und
Nylon sind geeignete Materialien^ wobei die Phenolharze bevorzugte Materialien für das vorgeformte Gehäuse sind«,
Eine Anzahl von übereinander geschichteten., im wesentlichen
flachen Platten 12 Lind 13 sind abwechselnd oder alternierend angeordnet« Die Platten können aus irgend einem folienbil-.
denden Metall, wie beispielsv/eise Aluminium, Tantalp Titany
Nobium, Hafnium, Zirkonium und dergleichen hergestellt sein,
Von
9 0 98AO/ I 07A
Von den verschiedenen, folienbildenden Metallen wird Aluminium
"bevorzugt , da Aluminium im allgemeinen leichter und ■bequemer tiefgeätzt werden kann als die meis ten folienbildenden
Metalle, wodurch ganz erhe"blich die effektive Oberfläche
des Aluminiums vergrößert wird. Da die Kapazität der effektiven Anodenfläche proportional ist, führt eine Ätzung
zu einem Kondensator, der eine vielfach größere Kapazität hat als ein Kondensator mit nicht geätzten Anodenplatten
von den gleichen Abmessungen. Die Aluminiumfolie kann in einem Bad geätzt werden, welches eine geeignete Ätzlösung
enthält, wie beispielsweise Natriumchlorid, Ätznatron und dergleichen, wobei die üblichen Ätzverfahren verwendet werden.
Die Dicke des Folienniaterials kann sich von etwa 0,00127
om (0,0005 Zoll) bis etwa 0,0245 cm (0,010 Zoll) verändern*
es ist jedoch bevorzugt, daß eine Aluminiumfolie von einer Dicke von etwa 0,00508 cm (0,002 Zoll) bis zu etwa 0,0127, om
(0,005 Zoll) verwendet wird. Eine Aluminiumfolie mit einer
Dicke von 0,00889 cm (0,0035 Zoll) wird am meisten bevorzugt.
Es ist auch vorgesehen, daß die Aluminiumfolien-Anoden-und
Kathodenplatten, die in dem Durchführungskondensator verwendet werden, von einem Aluminiumfolienstreifen, der geätzt
ist oder nicht geätzt ist und der eine Dicke von etwa 0,00889 cm (0,0055 Zoll) hat, abgetrennt werden. Die einzelne Platte
sollte vorzugsweise von der Folie derart abgetrennt werden, so daß man im wesentlichen flache Oberflächen, ohne Kantengrad,
Fallen oder Verformungen erhält. Falls die Oberflächen
oder Kanten der beiden Plattensätze verformt, mit Graten versehen oder gefaltet sind, könen die elektrischen Charakteristiken
des Kondensators in schädlicher Weise beeinflußt werden·.
Die Platten 13, die als Anodenplatten verwendet v/erden, werden
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BAD
den in einem geeigneten Eloxierungsbad eloxiert, wie beispielsweise
in einer konzentrierten Lösung von Phosphorsäure, Borsäure, Ammoniumpentaborat oder Gemischen davon.'
Die Eloxierung der Platte "bewirkt, daß ein geeigneter dielektrischer Film 20 auf den Platten ausgebildet wird. Die
Kathodenplatten können zusätzlich zu den Anodenplatten eloxiert werden, um einen nichtpolaren Kondensator zu schaffen. Die Kapazität eines geschichtete Platten aufweisenden
nicht polaren Durchführungskondensators ist jedoch üblicherweise geringer als die des polaren Kondensators, bei dem
lediglich die Anodenplatten eloxiert sind.
Die Platten 12 weisen eine Polarität auf und die Platten
die entgegengesetzte Polarität. Wenn beispielsweise alternierende Platten 13 die Anode oder die positive Belegung '·"
der Durchführungsvorrichtung bilden, so sind die verbleibenden,
alternierend angeordneten Platten 12 die Kathode oder das negative Element der Durchführungsvorrichtung« Es sei
bemerkt, daß eine Kathodenplatfte mehr als Anodenplatten
vorhanden ist, so daß eine Kathodenplatte die äußerste Platte auf jeder Seite des Kondensators bildet. Wenn die Kathodenplatte als äußerste Platte des Kondensators verwendet wird,
so nützt der Kondensator in wirksamer Weise seine potentielle Kapazität aus und die äußere Kathodenplatte schirmt induktiv
die Vorrichtung ab.
Die Anodenplatten sind mit einem äußeren Anschluß 25 durch eine Anzahl von in Querrichtung im Abstand voneinander angeordneten Anschlußnasen 14 verbunden, die miteinander, in
geeigneter Weise verbunden sein können, wie beispielsweise durch eine Yerschweißung bei 15, die in Mg. 2 dargestellt
ist. Die Yerschweißung kann durch eine Ultraschallverschweißung,
las ervers chv.'ei ßung, Elektronenstrahlverschweißung und
dergleichen
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dergleichen erfolgen. Eine auf diese Weise hergestellte 1^™
öchweißung ist eine Verschweißung mit geringem Widerstand.
Es ist zu erkennen, daß jede Platte eine Anzahl von integralen,
im Querabstand voneinander angeordneten Ausgangsanschlußnasen 14 aufweist. Der Abstand zwischen jeder Ausgangsanschlußnase
ist etwas größer als die Breite der Anschlußnase ο Jeder der restlichen Platten, das heißt jede
der Kathodenplatten 12, ist mit einer Anzahl von integralen, in Querrichtung im Abstand voneinander angeordneten Anschlußnasen
1g versehen, die in geeigneter Weise miteinander verschweißt werden können, wie es "bei 17 in Fig. 2 dargestellt
ist. Es sei "bemerkt, daß der Abstand zwischen jeder Anschlußnase etwas größer ist als die Breite der Hase. Die Anschlußnasen
14- und die Anschlußnasen 16 sind derart angeordnet, daß, wenn jede leicht abgebogen ist, um die äußere Anschlußeinrichtung
25 zu berühren, die Nasen 14 sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten lasen 16 und die Fasen
sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Nasen 14
hindurch erstrecken.
Der Eingangsanschluß 21 einer jeden Kathodenplatte und der Eingangsanschluß 22 einer jeden Anodenplatte erstreckt sich
um etwas weniger als die Hälfte quer über die zugeordnete
Platte und ist mit dieser integral ausgebildet. Wie Jig. 3 zeigt, ist der Kathodeneingangsans chluß einer jeden Kathodenplatte
mit der Hälfte der Kathodenplatte, die zum Betrachter
hinweist, integral, während der Anodeneingangsanschluß einer jeden Anodenplatte mit der, Anodenplatte in der Hälfte integral
ist, die vom Betrachter fortweist. Die Anordnung der Anoden- und Kathodenanschlüsse in Bezug auf den Betrachter
kann, falls gewünscht, umgekehrt werden., Jeder der Eingangsanschlüsse und zwar sowohl der Anodenanschluß als auch der
Kathodenanschluß ist etwas abgebogen und mit einer äußeren
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Anschlußverbindung 25f verschweißt. Die
anschlüsse sind bei 23 verschweißt und die Anodeneingaugsanschlüsse
sind bei 25 verschweißt und zwar durch eine Ultras challschweißung, eine Laserschweißung, eine Eletronen-Strahlschweißung
und dergleichen, um eine Verschweißting mi"t
niedrigem Widerstand zu bilden«
Die einzelnen Platten des Durchführungskondensators können
einen Mehrfachnaseneingang oder einen T'Ienrfachanschlußein—
gang und einen Einzelnasenausgang anstatt der im vorstehenden beschriebenen Anschlußkonstruktion aufweisen* Jedocli
weist eine überführungsvorrichtung mit einem MehrfaehnaseB.—
oder Mehrfachanschlußeingang und einem Einzelnasenausgang eine herabgesetzte HLlterwirkung gegenüber dem Eingangssignal
auf. Die Durchführungsvorrichtung weist jedoch Charakteristiken
auf, die mehr den des idealen Kondensators ähnlich. :
sind. Die Durchführungsvorrichtung mit einem Einzelnasen- oder Einzelanschlußausgang weist verglichen mit der Ausgangsin—
duktivität der Durchführungsvorrichtung mit einem Menrnasen-
oder Mehransatzausgang eine vergrößerte Aus gangs induktivi tat
auf. Es sei deshalb bemerkt, daß der Durchführungskondensator, der geschichtete Platten mit einem Binzelnaseneingang
und einem Mehrnasenausgang auf v/eist, für Anwendungen in Eechenanlagen
und dergleichen bevorzugt ist«
Äußere Anschlußverbindungen sind für die Anodenplatten und
für die Kathodenplatten vorgesehen, wie es in den !Figuren
dargestellt ist. Die lig. 1 und 2 zeigen deutlich die Anschlüsse
für die Anschlußnasen.
Ein rechteckiger Schichtkörper 25 bildet die AnschlußirerMndung
für den Mehrnasenausgang der Anoden- und Eathodenplattens während
der rechteckige Schichtkörper 25f die Ansohlußverbindung
für
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für den Einzelnaseneingang des Kondensators "bildet* Ee sei
bemerkt, daß die Breite einer jeden rechteckigen Schichtplatte im wesentlichen die gleiche ist wie die Breite der
Anoden- und der Kathodenplatten. Jeder der rechteckigen Schichtkörper weist ein Isolationsmaterial 26 auf, -welches
zwischen den leitern 27 und 28 angeordnet ist, um diese Elemente voneinander zu isolieren. Das Isolationsmaterial
kann irgend ein geeignetes Material von der Art sein, wie ea im allgemeinen "bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen
verwendet wird, wie beispielsweise ein Glasfaser verstärktes Epoxyharz und dergleichen. Die Leiter 27 und 28
können aus irgend einem geeigneten leitenden Material bestehen, wie beispielsweise Platin, G-old, Silber, Kupfer, Aluminium
und dergleichen. Die Anschlußverbindung auf der Eingangsseite des Kondensators ist in ähnlicher Weise aufgebaut, d.h.
es ist ein Isolationsmaterial 26' vorgesehen, welches die
leiter 27' und 28' trennt. Die Konstruktion des Eingangsund
des Ausgangsanschlusses des Durchführungskondensators führt dazu, daß dieser in eine gedruckte Schaltungskarte
eingesetzt werden kann«
Vorzugsweise sind die Hasen 14 und 16 im wesentlichen in eine geeignete elastische oder elastomere Hülle 18 eingeschlossen,
wie es in Fig. 1 und insbesondere in Big. 4 dargestellt ist.
Diese Einschlußhülle kann irgend ein geeignetes Material sein wie beispielsweise ein Epoxyharz, Polykarbonat, ein
Phenolharz, Silikonkautschuk, Hylon und dergleichen. Ein
bevorzugtes Haterial für diese EinschlußhülTe ist Silikonkautschuk. Die E-inschlußhülle dient zu verschiedenen Zwecken
und erzeugt beispielsweise eine zusätzliche Festigkeit für die Schweißverbindung und verhindert im wesentlichen, daß
der Elektrolyt längs der Elektroden zu den äußeren Anschluß-* verbindungen 25 fließt und verhindert ferner eine schädliche
willkürliche
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willkürliche Bewegung der aufeinandergesetzten Platten gegenüber dem Gehäuse, was zu einem Abscheren der Fasen von
den Platten führen könnte. Diese Einschlußhülle kann mit" *
dem Gehäuse verbunden oder verschmolzen sein oder auch nicht verbunden oder verschmolzen sein.
Eine Druckplatte 30 liegt über der obersten Kathodenplatte
12 und eine Druckplatte 30' liegt unter der untersten Kathodenplatte
12 des Durchführungskondensators» Eine Anzahl von Druckvorrichtungen 31 erstreckt sich über die Breite der
Druckplatten 30 und 30' . Diese Druckeinrichtungen können
H ein integraler Teil des Gehäuses oder der Druckplatten sein
oder können sowohl vom Gehäuse als auch von den Druckplatten getrennt sein. Wie in Fig* 1 dargestellt, sind die Druckeinrichtungen
zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses und der Druckplatte so angeordnet, um eine Kompressionskraft
auf die Druckplatte auszuüben. Die Abmessungen der Druckplatte entsprechen näherungsweise den Abmessungen der mit
dieser zusammenwirkenden Kathodenplatte, mit der Ausnahme, daß sich die Druckplatte nicht über die Anschlußnasen erstreckt,
die der Kathodenplatte zugeordnet sind. Die Druckplatte verteilt gleichförmig die Kompressionskräfte, die
von den Druckeinrichtungen ausgeübt werden. Die Druckplatte verhindert im wesentlichen eine Verformung der Anoden- und ·
" Kathodenplatten, die zwischen den Druckplatten zusammengepreßt werden.
Jede der benachbarten Kondensatorplatten ist durch eine
Trennwandung 19 aus einem fasrigen Zellulosematerial ge- ·
trennt, wie beispielsweise aus Manilapapier, Kraft-Papier und dergleichen. Das Papier hat im allgemeinen eine Dicke '
von etwa 5. |i bis zu etwa 0,025 cm (10 mils), wobei die
Dicke bevorzugt im Bereich von etwa 0,0012 cm (0,*5 mil) bis
""" ~" zu
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zu 0,0025 cm (1,0 mil) liegt. Um die Möglichkeit der Entwicklung
eines elektrischen Kurzschlusses zwischen benachbarten
Platten zu verhindern, ist jede Papiertrennwandung so ausgebildet, daß diese Abmessungen aufweist, die· etwas
größer sind als die Abmessungen der lOlienplatten und dadurch
erstrecken sich diese Papiertrennwandungen etwas über die Kanten der benachbarten Polienplatten hinaus.
Im allgemeinen sind die in Trockenelektrolytkondensatoren, d,h, in Kondensatoren, bei denen der größte Teil des Elektrolyten
in dem porösen Papier enthalten ist, verwendeten Elektrolyte verschiedene Abwandlungen von Ammoniumborat und
Borsäure mit Glykol. Diese Elektrolyte sind für die Zwecke, für die sie bestimmt sind, zufriedenstellend, doch weisen
sie einen hohen spezifischen Widerstand auf, der deren Verwendung in den erfindungsgemäßen Durchführungskondensätoren
ausschließt. Es wird angenommen, daß ein nicht-wässriger Elektrolyt, der einen niedrigen spezifischen Widerstand und
eine geringe Viskosität aufweist, am vorteilhaftesten wäre. Die in den Durchführungskondensatoren verwendeten Elektrolyte
sollten die Eigenschaften eines geringen spezifischen Widerstandes, d.h„ eines spezifischen Widerstandes von
etwa 500-^TL. · cm oder darunter, sowie einer geringen Viskosität
haben. Vorgesehen sind beispielsweise G-lykol-Borat
und wasserfreies Ammonnäc oder AmmoniumpeSaborat, nichtwässrige
Lösungen wie beispielsweise Xthylenglykolmonomethyläther
mit Maleinsäure und Diäthylamin oder Ν,ΪΓ-Dimethylformamid
mit Borsäure, Maleinsäure, Malonsäure und Tributylamin, wässrige Lösungen wie beispielsweise gesättigte
Ammoniumpetaboratlösung, Azeotrope Lösungen, wie beispielsweise
Essigsäure und Triäthylamin und geliierte Elektrolyte
mit einem G-elliermittel und" irgend einem der im vorstehenden
stehenden genannten Elektrolytsysteme mit einem spezifischen
' Widerstand von unter 500Λ»· cm. Es wird angenommen, daß
diese Elektrolyte am zufriedenstellendsten sind. Von den verschiedenen Elektrolyten ist Athylenglykolmonomethyläther
mit Maleinsäure und Diethylamin "bevorzugt. Der größte
Teil des Elektrolyten befindet sinh in dem poräsen Papier. Wenn sich der größte Teil des Elektrolyten in dem Papier
befindet, wird der Kondensator im allgemeinen als Trockenkondensator bezeichnet und zwar zum Unterschied von einem
Naßkondensator, bei welchem ein metallischer Kathodenbehälter mit einem Elektrolyten gefüllt ist»
Das Verfahren zur Herstellung verschiedener erfindungsgemäßer Durchführungsvorrichtungen soll im folgenden beschrieben werden» Eine Reihe von Platten wird von einer Rolle aus geatzter
Aluminiumfolie abgeschnitten, die eine Dicke von etwa 0,0089
cm (0,0035 Zoll) aufweist und die integrale lehrfachnasenaüsgänge
und Einzelnaseneingänge aufweist. Die Platten haben Abmessungen von etwa 9,1 cm - 12,7 ma (3 5/8 Zoll · 5 Zoll).
Es sei bemerkt, daß die Abmessungen wie gewünscht verändert werden können, wobei die Vergrößerung der Abmessungen die
Kapazität erhöht und die Verminderung der Abmessungen die
Kapazität verringert. Aus den verschiedenen Platten wird eine Gruppe von Platten, die als Anodenplatten verwendet werden
ψ sollen, willkürlich ausgewählt und in Phosphorsäure mit einer
Spannung mon etwa 9 Volt~während einer Zeitdauer von etwa
5 bis 15 Minuten eloxiert. Die Folie, die als Anode verwendet werden soll, kann vor dem Abtrennen der Platten anodisiert
werden, falls dies gewünscht ist„ Der Oxydfilm, der auf den
Aluminiumplatten ausgebildet wird, ist etwa 150 A dicke Eine Trennwandung aus Manilapapier hat eine Dicke von etwa":Ö,O0245
cm (1 mil) und diese wird mit einem Elektrolyten aus Maleinsäure, Diäthylamin, Athylenglykolmonomethyläther imprägniert.
Das
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Pas imprägnierte Papier wird zwischen jeder der einzelnen
Platten des Kondensators angeordnet» Die Platten werden in
Längsrichtung, im Abstand voneinander, angeordnet, so daß 10 Anodenplatt en und etwa 11 Kathodenplatten mit den im vorstellenden
aufgeführten Trennwandungen vorhanden sind. Die Anzahl der Anodenplatten und die Anzahl der Kathodenplatten
ist lediglich, ein Beispiel und die Erfindung ist auf eine
derartige Anzahl nicht beschränkt. Der Elektrolyt im ersten Kondensator war Athylenglykolmonomethyläther, Maleinsäure
und Diäthylamin, Der Elektrolyt im zweiten Kondensator war Ithylenglykolmonomethyläther, Maleinsäure und Diäthylamin
und der Elektrolyt - im .dritte» Kondensator war ,
gesättigtes Ammoniumborat. Die Änschlußverschweißung beim
ersten Kondensator ist eine Widers tandsvers.chweißung und
bei. den letzten beiden Kondensatoren ist die eine Ultra-.·
schallverschweißung. Alle drei Kondensatoren wurden in einem
Gehäuse eingeschlossen, welches aus Plexiglasplatten
bestand,, die mit Silikonkautschuk verschlossen oder, abgedichtet wurden*
Ein Vergleich des effektiven Serienwiderstandes, bei 25°0
und der Scheinwiderstandswerte eines Standardkondensators,
der für. Hechenanlagen geeignet ist und eines Durchführungskondensators.mit.:18,000
bis 25»000 .Microfarad und einer . Betriebsspannung von 6 bis 10 Volt ist in den folgenden,
Tabellen dargestellt. Die ersten drei Vorrichtungen in jeder der-Tabellen sind Kondensatoren, die. für ■ :Rechenan- . ■
lagen geeignet sind, während die letzten drei. Vorrichtungen in jeder der Tabellen Kondensatoren, sind, die den im .vorstehenden erläuterten Durchführungsaufbau haben»
Tabelle I:
Effektiver | Serienwiderstand | (Ohm) | 20 Kilohertz | |
120 Hertz 1 | Kilohertz 10 | Kilohertz | .0107 | |
1 | .0130 | -.0120 | ;oiio | ..0110 |
2 | .0130 | .0122 | ,0112 | .0112 |
3 | .0140 | .0124 | .0114 | .0099 |
1 | .0050 | .0014 | .0010 | .0008 |
2 | .0045 | .0014 | .0010 | .0001 |
3 | .0041 | .0009 | .0005 | |
Tabelle II:
Scheinwiderstand (Ohm)
120 | 1 | 10 | 100 | 500 | 1 | |
Hertz | Kilohertz | Kilohertz | Kilohertz | - Kilohertz | Megahz. | |
1 | .060 | .015 | .022 | .155 | 2.52 | ;4o30 |
2 | .058 | .016 | .023 | .145 | 2.4.3 | 4.60 |
3 | .058 | .015 | .022 . | .145 | 2145 | 4,85 |
1 | .066 | .007 | «,003 | .0.3 | .11 | .58- |
CVl | ,060 | .015 | .013 | .12 | .26 | .20 |
3 | .O5"6 | .016 | .011 | .20 | ■■■.22 | .20 |
Aus der vorstehenden Tabelle ist zu erkennen, daß der Scheinwiderstand
einer Durchführungsvorrichtung aus gestapelten
Platten oberhalb 500 Kilohertz vielfach geringer ist als der einer üblichen für Rechenanlagen geeigneten Torrichtung. Der
effektive Serienwiderstand des aus geschichteten Platten bestehenden
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stellenden Durohfuhrungskondanaatora ist w-ese&tlieh geringer
als der entsprechende effektive Serienwiderstand des Kondensators unterhalb 1 Kilohertz. Ein derartiger Aufbau weist
die Charakteristik einer geringen Induktivität auf.,Der verringerte
effektive Serienwiderstand oberhalb 1 Kilohertz, der verminderte Scheinwiderstand der Durchfübrungsvorrichtung
gegenüber dem konventionellen Kondensator für Rechenanlagen bei 500 Kilohertz und die geringe Induktivität machen
den erfindungsgemäßen Kondensator für Sehne11schaltungen
geeignet, d.h. für Schaltungen mit sehr kurzer Schaltdauer.
Es wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt und beschrieben und es sei bemerkt, daß zahlreiche
Abänderungen und Veränderungen gemacht werden" können, die im Rahmen der Erfindung liegen.
'Pat en t ans ρ rüche
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Claims (16)
1.) Durchführungskondensator mit einer Anzahl Metallelektrov'
den, von denen alternierende die Anode des Kondensators und der Eest der Elektroden die Kathode des Kondensators
"bilden und mit einem Dielektrikum, welches sich in'Kontakt mit diesen Elektroden "befindet, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Eingangsanschluß und wenigstens ein Ausgangsanschluß mit jeder Anodenelektrode verbunden
ist und daß wenigstens ein Eingangsanschluß und wenigstens ein Ausgangsanschluß mit jeder der Kathodenelektroden verbunden
ist „
2. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektroden im wesentlichen flache aufeinandergesetzte
oder aufeinandergestapelte Plattenelektroden sind, '"■'■■
3. Durchführungskondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Druckvorrichtungen vorgesehen sind, um eine Kompressionskraft auf die Kathoden- und" Anodenplattenelektroden
auszuüben»
4. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodjen-und Kathodeneingangsanschlüsse
Einzelanseh3.ü3se sind, und daß die Anoden- und Kathodenausgangsanschlüsse
Mehrfachanschlüsse sind.
5. Durchführungskondensator, nach Anspruch 4, dadurch, gekenn—
ausgangs/
zeichnet, daß die Anodeiimehrfaehansehlüsse von "benachbarten Anodenanschlüssen um eine Strecke getrennt sind, die etwas größer ist als die Breite der benachbarten Anodenanschlüsse und daß die Kathodenmehrfachausgangsanschlüsse von benachbarten Kathodenansehlüssen um eine Strecke getrennt
zeichnet, daß die Anodeiimehrfaehansehlüsse von "benachbarten Anodenanschlüssen um eine Strecke getrennt sind, die etwas größer ist als die Breite der benachbarten Anodenanschlüsse und daß die Kathodenmehrfachausgangsanschlüsse von benachbarten Kathodenansehlüssen um eine Strecke getrennt
sind,
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sind, die etwas größer ist als die Breite der benachbarten
Kathodenanschlüsse und daß die Anodenansehlüsse derart
gebogen sind, daß sie sich durch den Zwischenraum - zwischen ..benachbarten Kathodenanschlüssen hindurch erstrecken
und daß die Kathodenanschlüsse so abgebogen sind, daß sie sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten
Anodenanschlüssen hindurch erstrecken»
6. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Eingangsanschlüsse der Anode miteinander
verbunden sind, daß alle Eingangsanschlüsse der Kathode
miteinander verbunden sind, daß alle Ausgangsanschlüsse
der Anode miteinander verbunden sind und daß alle Ausgangsanschlüsse
der Kathode miteinander verbunden sind.
7. Durchführungskondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennr
zeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Anschlüsse der Anode und mit denen die Anschlüsse der Kathode
verbunden sind.
8. Durchführungskondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Einrichtungen leiter aufweisen, die durch einen Isolator voneinander getrennt sind.
9. Durchführungskondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Einrichtung ein Schichtkörper ist, daß die Anodenanschl&ase mit einem der Leiterelemente verbunden
sind und daß die Kathodenanschlüsse mit dem anderen der
Leiterelemente verbunden sind.
10. Durchführungskondensator nach Anspruch 9>
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden aus einem folienbildenden■
Metall besteht, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Tantal, Niobium, Hafnium, Titan und Zirkonium
umfaßt.
11.--
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11. Durchführungskondensator nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden eine Dicke von etwa 0,00127
cm (0,0005 Zoll) bis zu etwa 0,025 cm (0,010 Zoll) aufweisen»
12. Durchführungskondensator nach Anspruch 11!, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Anodenelektr.oden ein Oxydfilm angeordnet
ist.
13. Durchführungskondensator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Kathodenelektroden ein Oxydfilm angeordnet ist ο
14. Verfahren zur Herstellung des Durohführungskondensators
nach Anspruch 1 aus einer Metallfolie, "bei welcher die Metallanoden- und Kathodenelektroden hergestellt und dann
in einem Gehäuse angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Anoden- und Kathodenmetallelektroden derart
ausgebildet werden, daß jede wenigstens einen integralen Eingangsansatz und wenigstens einen integralen Ausgangsansatz
aufweist und daß diese Ansätze mit Ausgangsyerbindungseinrichtungen
verschweißt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Anoden- und Kathodenelektroden hergestellt
werden und daß jeder der Anschlußansätze an einer
jeden Elektrode mit den Ausgangsanschlußeinrichtungen verschweißt
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsansätze Mehrfachansätze sind und daß die Eingangsansätze
Einfachansätze sind.
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%..% e rs β I f
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