用于高重力应用的电容器制造技术

一种能在75个g或更多个g下工作的电解电容器具有壳体，该壳体具有底座和盖，缠绕式电容器元件沿着底座底部纵向地定位在壳体侧面上，并且盖的下侧压迫电容器元件的长度，以摩擦接合电容器元件。该壳体配备向内突起的表面，包括在电容器元件一端处的隔板或在盖上的元件和脊，起到限制电容器元件在壳体内的运动的屏障的作用。在壳体的一端处产生隔间，从而为嵌入在非导电支撑基体中的端子留出空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够经受住相对高的重力而不会发生故障的电容器。本专利技术对于具有卷绕式电容器元件的电解电容器尤其有用。
技术介绍
诸如铝电解电容器这样的卷绕式电容器经常用在要遭受相对高的振动、冲击和离心力的环境中。例如，电容器常常并入到深井钻井设备以及飞机和航天器的电路中。典型的卷绕式电容器的额定值应能经受住高达25个g的重力。使电容器受到更高的重力会导致电容器故障。Rubin的第4,584,630号美国专利公开了一种用于电解电容器的安装垫片。该安装垫片是一种柔性的塑料薄片，其在被折叠和插入到管状外壳内部时为电容器部分提供对准和支持。Hutchins等人的US4,987,519公开了一种铝电解电容器，其在电容器元件的每个端部处具有氟塑料构件。向内指向的环形珠使外壳变形，并且接合氟塑料构件，从而形成密封。Bruvelaitis等人的第6,307,734号美国专利公开了一种电解电容器，其具有在罐(壳体)内围绕电容器的有机硅灌封料。在罐102中的压痕108将硅化合物压靠到电容器元件上从而将电容器元件牢固地保持在适当位置。Ashino等人的第2012/0154984号美国专利申请公开了一种具有缠绕在电容器元件外侧的带状材料的电解电容器。金属壳体被向内折皱以接合带状材料，从而使电容器元件相对于壳体固定在适当位置。尽管不同的现有技术尝试在壳体中对准、支撑和稳定缠绕式电容器，对于能够在高重力的应用中运行的电容器仍存在长期的需要。
技术实现思路
本专利技术涉及能够经受住相对高的重力而不发生故障的电解电容器。尤其是，本发明的电容器按照MIL-STD-202G，方法204，测试条件H-高频振动测试能够经受住35个g或更大，优选地为50个g或更大，更优选为75个g或更大的重力而不会发生故障。电容器具有缠绕式电容器元件，该缠绕式电容器元件具有阳极、阴极和电介质层。该元件具有第一端和与所述第一端相对的第二端，该第一和第二端纵向间隔开。第一和第二接头从电容器元件伸出并且分别电连接到阳极和阴极。该缠绕式电容器可以设置成卵形的、扁平形的或椭圆形的，例如，其可以具有大小为从1.5:1到7:1，尤其是从1.5:1到4:1的宽度与高度的纵横比。电容器元件可以具有轴，该轴在第一端与第二端之间延伸，该轴的中心位于电容器元件的核心处。电容器元件的壳体具有底座和覆盖该底座的盖。该底座具有底部、位于底座的相对两侧的两个侧壁、后壁和与该后壁相对的前壁。电容器元件定位在该壳体的底座构件中，纵向排列，电容器元件的第一端面向前壁并且电容器元件的第二端面向后壁。隔间是在壳体中在电容器元件的第一端与底座的前壁之间产生的，该隔间为放置一对端子提供了空间，该对端子用于将来自电容器元件的第一和第二接头连接到壳体外部的电路。壳体的盖具有沿着顶沿的边缘，在尺寸上与底座相对应。该盖覆盖底座的内部，并且该盖的下侧被压成与电容器元件的侧面相接触，即沿着该元件的长度接触该元件。在本专利技术的一个实施例中，在例如通过焊接将盖附接上之前，用每平方英寸50磅或更大，甚至是每平方英寸75磅或更大的压力将盖压靠到电容器元件上。壳体的盖可以配备至少一个，优选地为两个向内突起，诸如脊，该向内凸起接合电容器元件的外表面并起到阻挡电容器元件相对于壳体移动的屏障的作用。该突起可以排列成平行于电容器元件的轴线，并且定位在该轴线的任一侧上。在一个实施例中，盖可以设置被“反弯”的外边沿，即，该盖被向下弯曲以产生向内突起和形成与电容器元件相接触的凹部区域，然后该边缘被向上弯曲，使得该边缘背对底座的底部。在本专利技术的一个实施例中，盖的边缘的尺寸设置成在底座内周边内滑动。当该盖被装到适当位置时，该盖的边缘可以近似与底座的顶部边沿齐平。当盖被附接到底座上时，电容器元件被以足够大的压力夹在盖的下侧与底座的底部之间，与电容器元件摩擦接合，从而对电容器元件相对于壳体的移动，尤其是在纵向方向上的移动造成很强的阻力。在电容器被组装起来时，通过将壳体的内部设计成基本上适合电容器元件可以限制电容器元件相对于壳体的运动。例如，底座的内部和盖的下侧可以具有弯曲的边沿，使得电容器元件的侧面的表面面积的至少80％(即，除了第一和第二端之外)甚至是电容器元件的侧面的表面面积的至少90％与壳体相接触。作为进一步的例子，在第一侧壁与底部之间以及在第二侧壁与底部之间的底座的内部在侧壁与底部的每个接合点处通过75°或更大的角度设置有0.125英寸或更大的半径。在本专利技术的一个实施例中，底座设置有定位在底座的后壁与前壁之间的隔板。电容器元件定位在底座中，电容器元件的第一端与隔板相邻，并且电容器元件的第二端与底座的后壁相邻。隔板可以具有排列成基本上平行于底座的后壁并且在底座的侧壁之间延伸的表面。在本专利技术的一个实施例中，隔板是平行于底座的后壁从底座的一个侧壁延伸到另一个侧壁的壁。隔板用作阻挡电容器元件在壳体内的运动的屏障，尤其是，用作阻挡电容器元件朝向底座的前壁的纵向运动的屏障。隔板的高度可以从底座的底部延伸到电容器元件的高度的20％或更高的高度。在一个例子中，隔板从底座的底部延伸到电容器元件的高度的25％至75％的高度。隔板可以是底座的一体的部分，并且可以作为底座的向内突起，其接合电容器元件并且限制电容器元件相对于壳体的运动。术语“一体的部分”的意思是隔板和底座的其余部分(例如，底部、侧壁、前壁和后壁)的结构是由连续一片材料形成的。在一个例子中，该底座通过冲压金属薄片形成。在本专利技术的具有隔板的实施例中，在隔板的顶部边沿与底座的前壁之间在底座中可以生成搁板。该搁板排列成在底部上方的某一高度处近似平行于底座的底部，从而在壳体的底座中产生凹处。可以将端子定位在搁板中形成的孔中(用于将从电容器元件伸出的接头连接到壳体外部的电路)，借此该端子被抬高到底座底部上方，并且其中底座的前壁的外部不具有任何从其延伸的引线或其他电连接。从在底座中形成的搁板伸出的引线可以连接到直接在壳体周边下方或周边内的电路板或其他电路。该隔板可以由布置成排列于底座的后壁的平面壁组成或包括该平面壁，具有从隔板伸到底座前壁的支柱或其他支撑结构，用于保持隔板的位置和阻止电容器元件朝向前壁滑动。可以在隔板中设置开口，用于电容器元件的第一和第二接头，其连接到在元件的第一端与底座的前壁之间形成的隔间中的端子。在本专利技术的一个实施例中，底座配备至少一个向内突起，或者盖配备至少一个向内突起，或者底座和盖二者均可以配备向内突起，该向内突起能够接合电容器元件并且阻止电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器，包括：(a)壳体，包括(i)底座，其具有内部和外部、底部、第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁、后壁和与所述后壁相对的前壁，以及(ii)盖，其具有边缘和下侧，其中所述盖覆盖所述底座的内部并且平行于所述底座的所述底部，并且其中所述盖的所述边缘附接到所述底座从而与其产生密封；(b)缠绕式电容器元件，具有阳极、阴极和电介质层，其中所述电容器元件具有宽度、高度和长度，所述电容器元件进一步具有第一端和与所述第一端相对的第二端、和分别连接到所述阳极和所述阴极的第一接头和第二接头，借此所述电容器元件定位在所述壳体内部，所述电容器元件的所述第一端面向所述底座的所述前壁并且所述电容器元件的所述第二端面向所述底座的所述后壁，并且所述盖的所述下侧和所述底座的所述底部沿着所述电容器元件的长度以足够大的压力与所述电容器元件相接触，从而摩擦接合所述电容器元件并且阻止所述电容器元件相对于所述壳体的纵向运动，并且借此在所述壳体内产生在所述电容器元件的所述第一端与所述底座的前壁之间的隔间，并且所述第一接头和所述第二接头延伸到所述隔间中；(c)第一端子，具有定位在所述隔间中并且连接到所述电容器元件的所述第一接头的第一端和延伸穿过所述壳体中的第一孔的第二端；(d)第一气密封接，其附接到所述壳体的所述外部并且围绕所述壳体中的所述第一孔，其中所述第一端子的所述第二端延伸穿过所述第一气密封接并且与所述壳体电绝缘；(e)第二端子，具有定位在所述隔间中并且连接到所述电容器元件的所述第二接头的第一端和延伸穿过所述壳体中的第二孔的第二端；(f)第二气密封接，其附接到所述壳体的所述外部并且围绕所述壳体中的所述第二孔，其中所述第二端子的所述第二端延伸穿过所述第二气密封接并且与所述壳体电绝缘；以及(g)电解质溶液，其容纳在所述壳体中并且与所述电容器元件相接触。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.30 US 14/014,7621.一种电解电容器，包括：
(a)壳体，包括(i)底座，其具有内部和外部、底部、第一侧壁和与所述第一侧壁相对的
第二侧壁、后壁和与所述后壁相对的前壁，以及(ii)盖，其具有边缘和下侧，其中所述盖覆
盖所述底座的内部并且平行于所述底座的所述底部，并且其中所述盖的所述边缘附接到所
述底座从而与其产生密封；
(b)缠绕式电容器元件，具有阳极、阴极和电介质层，其中所述电容器元件具有宽度、高
度和长度，所述电容器元件进一步具有第一端和与所述第一端相对的第二端、和分别连接
到所述阳极和所述阴极的第一接头和第二接头，借此所述电容器元件定位在所述壳体内
部，所述电容器元件的所述第一端面向所述底座的所述前壁并且所述电容器元件的所述第
二端面向所述底座的所述后壁，并且所述盖的所述下侧和所述底座的所述底部沿着所述电
容器元件的长度以足够大的压力与所述电容器元件相接触，从而摩擦接合所述电容器元件
并且阻止所述电容器元件相对于所述壳体的纵向运动，并且借此在所述壳体内产生在所述
电容器元件的所述第一端与所述底座的前壁之间的隔间，并且所述第一接头和所述第二接
头延伸到所述隔间中；
(c)第一端子，具有定位在所述隔间中并且连接到所述电容器元件的所述第一接头的
第一端和延伸穿过所述壳体中的第一孔的第二端；
(d)第一气密封接，其附接到所述壳体的所述外部并且围绕所述壳体中的所述第一孔，
其中所述第一端子的所述第二端延伸穿过所述第一气密封接并且与所述壳体电绝缘；
(e)第二端子，具有定位在所述隔间中并且连接到所述电容器元件的所述第二接头的
第一端和延伸穿过所述壳体中的第二孔的第二端；
(f)第二气密封接，其附接到所述壳体的所述外部并且围绕所述壳体中的所述第二孔，
其中所述第二端子的所述第二端延伸穿过所述第二气密封接并且与所述壳体电绝缘；以及
(g)电解质溶液，其容纳在所述壳体中并且与所述电容器元件相接触。
2.如权利要求1所述的电容器，其中所述电容器能按照MIL-STD-202/方法204经受住50
个g，而不会发生故障。
3.如权利要求1所述的电容器，进一步包括排列成与所述后壁平行并且定位在所述后
壁与所述前壁之间的隔板，其中所述电容器元件的第一端与所述隔板相邻，并且所述电容
器元件的所述第二端与所述底座的所述后壁相邻，并且其中所述隔板是阻挡所述电容器元
件朝向所述底座的所述前壁运动的屏障。
4.如权利要求3所述的电容器，其中所述隔板与所述底座一体地形成，并且其中所述底
座进一步包括在所述隔板与所述底座的所述前壁之间延伸的搁板，并且所述壳体中的所述
第一孔和所述第二孔定位在所述搁板中。
5.如权利要求3所述的电容器，其中所述隔板与所述底座一体地形成，并且其中所述底
座由冲压成形处理形成。
6.如权利要求1所述的电容器，其中所述电容器元件具有大小为从1.5:1至7:1的宽度
与高度的纵横比。
7.如权利要求6所述的电容器，其中所述底座的所述内部在所述第一侧壁与所述底部
之间以及在所述第二侧壁与所述底部之间具有在75°或更大的角度中的0.125英寸或更大
的半径。
8.如权利要求1所述的电容器，其中当电容器被组装时每平方英寸50磅或更大的压力
被施加到所述盖上，从而在所述盖与所述底座的所述底部之间压迫所述电容器元件。
9.如权利要求8所述的电容器，其中所述底座的内部在所述第一侧壁与所述底部之间
和在所述第二侧壁与所述底部之间适合于所述电容器元件。
10.如权利要求1所述的电容器，其中所述盖具有外边沿，并且所述外边沿被反弯从而
产生至少两个向内的突起，使得所述盖的所述边缘背对所述底座的所述底部，并且所述盖
的下侧的与所述电容器元件相接触的部分是凹形的。
11.如权利要求1所述的电容器，其中所述电容器元件的所述阳极和所述阴极包括第一
和第二缠绕箔，并且所述电容器元件的所述第一和第二接头定位在从所述第一和第二箔的
各自的中间点加上或减去所述箔的长度的15％之处。
12.如权利要求1所述的电容器，其中所述第一和第二接头分别连接到所述第一和第二
端子，并且所述接头被弯曲少于90°。
13.如权利要求1所述的电容器，进一步包括定位在所述壳体的所述内部中的非导电基
体材料，并且其中所述第一和第二端子嵌入在所述基体材料中。
14.一种电解电容器，包括：
(a)缠绕式电容器元件，具有阳极、阴极和电介质层，其中所述电容器元件具有宽度、高
度和长度，所述电容器元件进一步具有第一端和与所述第一端相对的第二端、和分别连接
到所述阳极和所述阴极的第一接头和第二接头；
(b)壳体，包括(i)底座，其具有内部和外部、底部、第一侧壁和与所述第一侧壁相对的
第二侧壁、后壁和与所述后壁相对的前壁、以及隔板，该隔板在与所述后壁相距近似所述电
容器元件的所述长度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W拉克，W吉尔斯特拉普，
申请(专利权)人：康奈尔杜比里埃营销股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US