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Verfahren zur Herstellung von Kondensatorelektroden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kondensatorelektroden mit mehreren gleich starken konzentrischen Mänteln und einem gemeinsamen Boden durch Kaltspritzen.
Ein Kondensator besteht aus zwei Elektroden dieser Art, die ineinanderschiebbar sein können. Derartige Kondensatorelektroden, jedoch auf andere Weise hergestellt, sind bereits bekannt. Die bekannten Elektroden wurden dadurch erhalten, dass mehrere Mäntel, z. B. durch Löten, konzentrisch an einem gemeinsamen Boden befestigt wurden. Auch wurde schon vorgeschlagen, die Elektroden dadurch herzustellen, dass mehrere becherartige Körper konzentrisch ineinandergesteckt und deren Böden aneinander befestigt wurden. Es ist offensichtlich, dass die Durchführung derartiger Verfahren sehr mühevoll ist und die Herstellung solcher Elektrodenhälften ziemlich viel Zeit beansprucht und eine grosse Geschicklichkeit des Arbeiters voraussetzt.
Auch hat man früher schon vorgeschlagen, mit Hilfe des sogenannten Gesenkschmiedeverfahrens mit doppelten, konzentrischen Mänteln und einem gemeinsamen Boden ausgestattete Gegenstände herzustellen. Dieses Verfahren lässt sich jedoch nicht mit dem erfindungsgemässen Verfahren vergleichen, da die Umgestaltung des gespritzten Werkstückes in seine endgültige Form mehrere Ziehstufen erfordert und somit viel Zeit beansprucht. Bei dem Kaltspritzverfahren wird demgegenüber die Scheibe in einem Arbeitsgang in ihre endgültige Gestalt gebracht.
Bei diesem Kaltspritzverfahren wird eine Pastille in einem einzigen Arbeitsgang bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials der Scheibe mit Hilfe eines Stempels und einer Matrize in ihre endgültige Form gebracht. Das Kaltspritzverfahren wird beispielsweise angewendet zur Herstellung von becherartigen Körpern, z. B. aus Aluminium, wobei der Werkstoff durch nur einen einzigen Spalt, u. zw. zwischen den benachbarten Enden von zwei Stempelringen, gepresst wird.
Bei der Herstellung von Körpern verwickelter Gestalt durch Kaltspritzen, bei der der Werkstoff gleichzeitig durch mehrere Spalte hindurchgepresst wird, tritt jedoch der Übelstand auf, dass der gegewünschte Werkstofffluss auf bestimmte Gebiete beschränkt bleibt und an anderen Stellen nur unvollkommen oder gar nicht zustande kommt. Diese Erscheinung ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass der Werkstoff vorzusgweise nach denjenigen Gebieten abfliesst, in denen er den geringsten Widerstand findet. Aus diesem Grunde blieb das Kaltspritzverfahren bisher auf Körper einfacher Gestalt, wie z. B. Becher, beschränkt. Durch Anwendung besonderer Massnahmen wird es erfindungsgemäss möglich, auf diesem Wege auch Körper sehr verwickelter Gestalt, nämlich von Elektroden für Kondensatoren, herzustellen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die umzuformende Scheibe nicht grösser als der äusserste Mantel der herzustellenden Elektrode ist und dass der Pressdruck auf die Scheibe oder Pastille nur so lange ausgeübt wird, bis der Boden des Elektrodenkörpers eine Dicke aufweist, die mindestens das Vierfache der Mantelstärke beträgt.
Es wird dabei von den folgenden Erwägungen ausgegangen : Bei Betrachtung des Werkstückes vor und nach dem Spritzen wäre zu erwarten, dass der Werkstoff jedes Mantels aus einem in seiner unmittelbaren Nähe liegenden Gebiete der Scheibe zufliessen würde. Werden wie in Fig. 3, in der eine nach diesen Erwägungen hergestellte, jedoch misslungene Elektrode angegeben ist, die Abstände der Ringe in der Mitte durch Ringschnitte geteilt gedacht, so wäre es naheliegend, dass, wenn die Gebiete
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zwischen diesen Schneidelinien als Zuflussgebiete der eingeschlossenen Ringe betrachtet würden, mit diesem scheinbaren Stromgebiet für alle Ringe eine gleiche Höhe erhalten werden könnte, wenn die Stärke der Stromgebiete für alle Ringe gleich wäre.
In Wirklichkeit ergibt es sich aber, dass die inneren Mäntel nur sehr niedrig und ungleich hoch ausfallen und dass das erhaltene Erzeugnis praktisch unbrauch- bar ist, wie Fig. 3 deutlich erkennen lässt. Es ergibt sich daraus, dass der dem Werkstofffluss entgegenstehende Widerstand gegen Deformation nach der Mitte hin stark zunimmt.
Es wurde nun erkannt, dass das wirklieh auftretende Stromgebiet von dem oben erwähnten scheinbaren Stromgebiet abweicht. Unter dem wirklichen Stromgebiet eines Ringes ist das Gebiet zu verstehen, aus dem der Werkstoff des betreffenden Mantels herrührt.
Auf Grund dieser Erkenntnis wurde gefunden, dass die Form der wirklichen Stromgebiete durch genaue Ausgestaltung der Ausgangsseheibe derart beeinflusst werden kann, dass die endgültige Form des herzustellenden Körpers vorherbestimmt werden kann. Das scheinbare Stromgebiet des äusseren Mantels wird erfindungsgemäss verkleinert. Es wurde gefunden, dass auf diese Weise die wirklichen Stromgebiete sämtlicher Mäntel von innen nach aussen immer mehr verkleinert werden. Zu diesem Zweck werden, wie schon oben angegebenen, die umzuformenden Scheiben nicht grösser gewählt als der äusserste Mantel der herzustellenden Elektroden.
Durch Anwendung dieser Massnahmen werden die wirklichen Stromgebiete der verschiedenen Ringe derart beeinflusst, dass die Zunahme des Flusswiderstandes nach dem Innern zu, durch welche die ungleiche Ringhöhe verursacht wird, praktisch ausgeglichen wird und dass Körper, wie sie oben beschieben sind, aus einem einzigen Stück mittels des Kaltspritzverfahrens hergestellt werden können.
Da jedoch der Werkstoff während des Pressens Gelegenheit haben muss, in den verbleibenden Elektrodenboden von aussen nach innen zu fliessen, soll zu diesem Zweck dieser Boden, wie schon bemerkt, immer mindestens eine Dicke behalten, die wenigstens ungefähr das Vierfaehe der Mantelstärke beträgt. In diesem Zusammenhang sei noch bemerkt, dass bei einer weiteren Pressung zufolge des sieh verringernden Fliessvermögens des Werkstoffes dieser sich nicht mehr von aussen nach innen bewegen kann, was zur Folge hat, dass nur die Aussenmäntel stark ansteigen und somit ungeeignete Elektroden erhalten werden.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Kondensatorelektrode in Höhe des Elektrodenbodens mit einem seitlichen ringförmigen Wulst versehen.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Obgleich der Einfachheit halber nur eine geringe Anzahl von Mänteln dargestellt ist, ist es einleuchtend, dass erfindungsgemäss Elektroden hergestellt werden können, die aus einer beliebigen Anzahl von Mänteln bestehen.
In Fig. 1 ist eine Kondensatorelektrode dargestellt, die aus einem Boden 1 und aus Mänteln 2,3 und 4 besteht. Der Boden ist an der Aussenseite mit einem Flansch 5 versehen. Es wäre möglich, einen derartigen Körper zu drehen. Gemäss der Erfindung wird eine derartige Elektrode mit Hilfe des Kaltspritzverfahrens hergestellt. Dieses Verfahren ist, wie oben erwähnt, zum Spritzen von Körpern einfacher, z. B. becherförmiger Gestalt bekannt. Es wird in diesem Falle ein aus zwei Teilen bestehendes
Gerät verwendet. Auf dem Bekannten weiterbauend, gelangt man zu der in Fig. 2 dargestellten Vor- riehtung, die aus einem stillstehenden Tisch 6 und einem beweglichen Stempel 7 besteht. Auf den Tisch ist die Scheibe oder Pastille P aufgelegt.
Der Stempel weist einen mit einer zylindrischen Öffnung versehenen Körper sowie mehrere ringförmige Stempelteil 9 und 10 auf. In der Matrize 7 ist ein erweiterter Teil 11 vorhanden, in dem der Flansch gebildet wird, der erforderlich ist, um den Körper nach dem Pressvorgang leicht aus der Form entfernen zu können. Es wurde jedoch erkannt, dass eine solche Pressform unbrauchbar ist, weil eine Elektrode entsteht, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, deren Mäntel sehr grosse Höhenunterschiede aufweisen.
Es ist aus den angegebenen Gründen also nicht möglich, mit dieser Vorrichtung derart zu pressen, dass auch die inneren Mäntel eine genügende Höhe erhalten.
In Fig. 3 sind die scheinbaren Stromgebiete angedeutet, d. h. die Stromgebiete, aus denen man vermuten würde, dass jeder Mantel geformt werden sollte. Die Stärke des scheinbaren Stromgebietes 12 des äussersten Ringes ist ungefähr gleich derjenigen der scheinbaren Stromgebiete 13 und 14 der mehr einwärts liegenden Mäntel. Es wurde erkannt, dass bei dieser Pressform das wirkliche Stromgebiet der Aussenmäntel viel grösser ist als das der Innenmäntel und dass die Grösse der wirklichen Stromgebiete einwärts abnimmt. Diese Erscheinung ist eine Folge des grösseren Widerstandes, den der Werkstoff in der Umgebung der mehr einwärts liegenden Mäntel findet. Diesem Übelstand kann erfindungsgemäss zur Verkleinerung der scheinbaren Stromgebiete des äussersten Ringes abgeholfen werden.
Es wurde gefunden, dass diese Massnahme auf die wirklichen Stromgebiete sämtlicher Mäntel einen derartigen Einfluss ausübt, dass für jeden mehr auswärts liegenden Mantel weniger Werkstoff zur Verfügung gestellt wird, wodurch alle Mäntel eine nahezu gleiche Höhe erhalten. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die ringförmige Ausdrehung 11 in Fig. 2, die bei oberflächlicher Betrachtung zur Erzielung der gewünschten Form erforderlich sein würde, fortgelassen wird. Man erhält so eine Ausgangsseheibe, deren Aussendurchmesser demjenigen des äussersten Mantels der herzustellenden Elektrode entspricht.
Es entsteht in diesem Falle eine auf der Aussenseite glatte Kondensatorelektrode gemäss Fig. 4, deren Mäntel nahezu die gleiche Höhe besitzen. Es ergibt sieh, dass das scheinbare Stromgebiet 15 des Aussen-
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