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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen der Aussenmetallisierung von elektrischen Kondensatoren mit einem flachrohrförmigen Körper als Dielektrikum, dessen Schmalseiten aussen mit Rinnen zum Einlegen eines Stromanschlussdrahtes für an der äusseren Oberfläche aufgetragene Belegungen versehen sind und dessen Innenraum ein Oval bildet.
An einem strangförmigen Flachrohrkörper wird zunächst durch Hochsaugen einer Einbrennsilbersuspension die Metallisierung für den Innenbelag und danach die Metallisierung für den Aussenbelag angebracht und eingebrannt, wonach von dem strangförmigen Keramikkörper einzelne Kondensatoren abgetrennt und Stromzuführungen angebracht werden.
In der AT-PS Nr. 301711 ist ein derartiger Keramikkondensator beschrieben, der aus einem flachrohrförmigen Körper besteht und dessen innere und äussere Oberfläche, ausgenommen die beiden stirnseitigen Schnittflächen, welche durch Abtrennen eines einzelnen Kondensatorkörpers von einem längeren Keramikflachrohr entstehen, vollständig mit einer Metallisierung als Elektroden belegt sind. An den beiden Schmalseiten, von denen die eine aussen mit einer Rinne versehen ist, verlaufen innerhalb der konkaven Bögen Anschlussdrähte, welche jeweils den Innen-und den Aussenbelag kontaktieren.
Auch ein Keramikflachkondensator, wie er in der AT-PS Nr. 294988 offenbar ist, dessen Tiefe des Innenraumes nur wenig grösser als der Durchmesser des Anschlussdrahtes des Innenbelages gewählt ist und dessen beide Schmalseiten nur so weit eingedrückt sind, dass der Innenraum ein regelmässiges Oval darstellt, besitzt eine ganzflächige Belegung des Innenraums sowie der äusseren Oberfläche mit Ausnahme der stirnseitigen Schnittflächen. Die Oberflächenbelegung des Keramikflachrohres wird dabei so vorgenommen, dass zunächst durch Hochsaugen einer Einbrennsilbersuspension im Flachrohr der Innenraum metallisiert wird und anschliessend beispielsweise durch Auftragen der Einbrennsilbersuspension ein ganzflächiger Aussenbelag aufgebracht wird.
Die Kapazität eines Kondensators ist im wesentlichen eine Funktion der Fläche der Kondensatorbelegungen, der Dielektrizitätskonstante und der Dicke bzw. Mächtigkeit des Dielektrikums. Bei einem Verfahren zur Herstellung von elektrischen Keramikkondensatoren, das von einem innen und aussen mit Metallisierungen versehenen Flachrohr ausgeht, ist mit der Keramikmasse die Dielektrizitätskonstante und mit der Form des Flachrohres die Dicke des Dielektrikums festgelegt. Zur Variation des Kapazitätswertes derartiger Keramikkondensatoren steht damit nur noch die Fläche, welche sich ihrerseits aus Höhe und Breite des Flachrohrstückes zusammensetzt, zur Verfügung.
Unter der Voraussetzung, dass eine einheitliche äussere Bauform eingehalten werden soll, also die Länge der von einem Flachrohr abgetrennten Stücke ebenfalls festgelegt ist, bleibt für eine Variation des Kapazitätswertes lediglich die Veränderung der Belegungsbreite der gegenüberliegenden flachen breiten Seiten des Flachrohrkörpers übrig.
Keramikkondensatoren, welche bei gleicher Bauform verschiedene Kapazitätswerte aufweisen, indem ihr Aussenbelag sich nur teilweise an den flachen breiten Seiten und lediglich über eine der mit einer Rinne versehenen Schmalseiten, u. zw. derjenigen, an welcher sich der äussere Anschlussdraht befindet, erstreckt, werden in der nicht vorveröffentlichen DE-OS 2345094 vorgeschlagen, wobei über die Herstellung dieser Teilmetallisierung keine Angaben gemacht sind.
Die Herstellung eines Flachrohrkondensators mit nur teilweiser Belegung der ebenen Breitseiten wird in der US-PS Nr. 3, 001, 106 beschrieben. Der Keramikkörper wird hiezu zunächst vollständig mit einer Metallisierung versehen, welche die gesamte Oberfläche bedeckt. Stirnflächen und auch Bereiche der ebenen breiten Seiten (vgl. dazu Fig. 2D) werden nachträglich durch Abschleifen von der eingebrannten, silberhaltigen Belegung befreit, ein Vorgang, der praktisch in der Massenproduktion nicht anwendbar ist.
In der DE-OS 1439937 ist ein Verfahren zur vollautomatischen Aufbringung einer Silber- oder andern Metallösung auf Kondensatorplättchen beschrieben. Diese werden in hochkant synchron umlaufenden endlosen Stahlbändern geführt, durch beidseitig aussen in den Stahlbändern befindliche Öffnungen im Vorbeifahren an Spritzpistolen mit dem Metallbelag gespritzt, wobei zur Vermeidung des schädlichen Verfliessens der flüssigen Metallösung diese zunächst nur dünn aufgetragen, durch Warmluft vorgetrocknet und erneut aufgetragen, indem dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden kann. Für das Aufbringen von Metallisierungen auf Teile der äusseren Oberfläche von Keramikflachrohren ist dieses Verfahren nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Aufbringen der Aussenmetallisierung von elektrischen Kondensatoren mit einem flachrohrförmigen Körper als Dielektrikum aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine Teilmetallisierung gezielten Ausmasses auf den flachen breiten Aussenseiten der flachrohrförmigen Kondensatorkörper geschaffen wird und dadurch Kapazitätswerte der hergestellten Kondensatoren unter
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Beibehaltung ihrer Bauform innerhalb eines gewünschten Bereiches erzielbar sind, was für ihren Einbau in elektrische Baugruppen von Bedeutung ist. Die Vorrichtung soll in der Massenproduktion anwendbar sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung zum Aufbringen der Aussenmetallisierung von elektrischen Kondensatoren mit einem flachrohrförmigen Körper als Dielektrikum, dessen Schmalseiten aussen mit Rinnen zum Einlegen eines Stromanschlussdrahtes versehen sind, dessen Innenraum ein Oval mit einer vollständig metallisierten Oberfläche bildet, wobei sich die Metallisierung der äusseren Oberfläche teilweise auf den flachen Breitseiten und auf der diese Bereiche verbindenden Schmalseite erstreckt, erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei übereinander angeordneten Führungsrädern besteht, welche in die an den Schmalseiten des Keramikflachrohres befindlichen Rinnen eingreifen und zwischen denen das Keramikflachrohr mit seiner grossen Querschnittsachse lotrecht hindurchführbar ist,
dass auf beiden Seiten des zwischen den Führungsrädern hindurchführbaren Keramikflachrohres Düsen angeordnet sind, mit deren Hilfe eine Einbrennsilbersuspension auf Teile der äusseren Oberfläche sprühbar ist, und dass ein horizontal und vertikal verschiebbarer, das Keramikflachrohr von unten umfassender Verteiler vorgesehen ist, welcher die Einbrennsilbersuspension auf den flachen Breitseiten in Teilbereichen bis zu einer einstellbaren Höhe und auf der diese Bereiche verbindenden Schmalseite gleichmässig verteilt.
Mit Hilfe dieser Vorrichtung werden an Keramikflachrohren in Längsrichtung verlaufende Teilmetallisierungen gezielt angestrebten Ausmasses geschaffen. Der pinselartige Verteiler streift zu reichlich aufgesprühte Einbrennsilbersuspension ab und gleicht sie damit in vorteilhafter Weise zu einer sehr dünnen, gleichmässigen Belegung aus. Dies bedeutet wieder im Verlauf der Herstellung des Kondensators eine Vereinfachung des Troekenprozesses, da die metallisierten Keramikrohre infolge ihrer dünnen Belegung hängend getrocknet werden können.
Indem die Teilmetallisierungen auf strangförmige Keramikkörper aufgebracht werden, welche erst im Anschluss daran in eine Vielzahl einzelner Kondensatorkörper aufgetrennt werden, ist die Vorrichtung besonders geeignet zum Einsatz in der Massenproduktion.
An Hand der Fig. 1 bis 3 wird eine Vorrichtung nach der Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in einer schematischen Schnittzeichnung, u. zw. mit Blick in der Bewegungsrichtung eines durch die Vorrichtung hindurchgeführten Flachrohres ; in Fig. 2 ist eine seitliche Aufsicht auf diese Vorrichtung gemäss Fig. 1 wiedergegeben und Fig. 3 stellt einen mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Kondensator im Schnitt mit einer Teilmetallisierung der äusseren Oberfläche dar.
Fig. 1 zeigt schematisch die für das Aufbringen der Aussenmetallisierung wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung in einer Schnittzeichnung. Ein Keramikflachrohr --1--, dessen Innenraum bereits durch Hochsaugen einer Einbrennsilbersuspension mit einem Innenbelag --2-- in Form einer Metallisierung versehen ist, besitzt an den beiden schmalen Seiten aussen jeweils eine Rinne--3 und 4--. In die Rinnen - 3 und 4--greifen zwei entgegengesetzt laufende Führungsräder--5 und 6--ein, zwischen denen das
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Die Einbrennsilbersuspension --17-- bildet in bestimmten Bereichen auf den beiden Breitseiten und in der von dem unteren Führungsrad --5--, dem Versilberungsrad, berührten Rinne-3-des Keramikflach- rohres --1-- einen Aussenbelag --11--, der zunächst noch ungleichmässig verteilt ist. An den Flächen - -12-- des Verteilers --13--, der z. B. aus Filz, Gummi od. ähnl. besteht, oder mittels einer Bürste, die an das Keramikflachrohr-l-angedrückt werden, wird die aufgesprühte Silbersuspension --17-gleichmässig verteilt und überflüssige Suspension abgestreift.
Der Verteiler --13-- ist mit Hilfe einer auf beiden Seiten getrennt angreifenden Bewegungseinrichtung --14--, insbesondere einem mit Mikrometerschrauben betätigten Mechanismus, horizontal und vertikal verschiebbar. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Höhe des Aussenbelages --11-- sehr genau zu variieren und damit eine Teilmetallisierung eines gewünschten Ausmasses zu schaffen.
Unterhalb der Düsen --7 und 8-- und des Verteilers --13-- befindet sich ein Sammelgefäss --15-- für herabtropfende Silbersuspension-17-. Über einen Überlauf --16-- steht das Sammelgefäss --15-- mit einem Vorratsgefäss (in den Zeichnungen nicht dargestellt) in Verbindung. Aus diesem wird die
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Einbrennsilbersuspension --17-- mit Hilfe von Pumpen (ebenfalls in den Zeichnungen nicht dargestellt) über die Zuleitung--9 und 10-- den Düsen --7 und 8-- erneut zugeführt.
Fig. 2 gibt eine seitliche Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung wieder. Zur Beschreibung sind die bereits eingeführten Bezugszeichen benutzt. Während das Keramikflachrohr-l-zwischen den beiden Führungsrädern --5 und 6-- mit seiner grossen Querschnittsachse lotrecht in Richtung des Pfeiles - hindurchgeführt wird, wird gleichzeitig mit Hilfe der Düsen--7 und 8-- (die Düse --7-- befindet sich auf der Rückseite des Keramikflachrohres und ist in Fig.
2 nicht zu sehen) eine Einbrennsilber- suspension --17-- aufgesprüht. Herabtropfende Silbersuspension --17-- wird in dem Sammelgefäss --15-- aufgefangen und gelangt über den Überlauf --16-- in ein Vorrtasgefäss, von dem die Suspension über die Zuleitung --10-- mit Hilfe von Pumpen wieder zu der Düse --9-- befördert wird. Die Bewegungsein- richtung --14-- ermöglicht eine Verschiebung des Verteilers --13-- in horizontaler und vertikaler Richtung. Der Verteiler --13-- verteilt die aufgesprühte Silbersuspension --17-- bis zu der jeweils eingestellten Höhe auf den flachen Breitseiten und der unteren schmalen Seite des Keramikflachrohres - gleichmässig und äusserst dünn.
Anschliessend werden die auf diese Weise mit einem Silberbelag versehenen, noch feuchten Keramikflachrohre-l-zunächst ungefähr 30 min bei Raumtemperatur getrocknet und dann wird bei einer Temperatur von 800 bis 850, insbesondere 820 C, die Silbersuspension ungefähr 2 h lang eingebrannt.
Nach einer Abkühlungszeit von etwa 30 bis 45 min können die Keramikflachrohre in einzelne Kondensatorkörper aufgetrennt werden.
Es ist auch möglich, Teilmetallisierungen auf den flachen Breitseiten des Keramikflachrohres --1-von beiden Schmalseiten her anzubringen. Das Keramikflachrohr-l-wird in diesem Fall im Anschluss an eine Lufttrocknung ein zweites Mal zwischen den Führungsrädern-5 und 6-hindurehgeführt, u. zw. diesmal so, dass das Führungsrad--5--, das Versilberungsrad, die noch nicht mit Metall belegte Rinne berührt.
Flachkondensatoren, auf die sich die Erfindung bezieht, werden als Massenprodukt in der Weise hergestellt, dass zunächst mittels einer Strangpresse eine grössere Zahl langer Flachrohre (bis 50 cm lang) aus einer Charge an Keramikrohmasse gepresst werden. Diese Rohre werden dann gesintert und weisen eine Länge auf, die ein Vielfaches der Höhe des herzustellenden Kondensators beträgt. Die Querschnittsmasse und die dielektrischen Eigenschaften einer solchen Charge von Flachrohren sind gleich.
Nach der Innenmetallisierung durch Hochsaugen einer Silbersuspension, Ablaufen und Trocknen derselben, erfolgt die Aussenmetallisierung der gesamten Länge der Flachrohre. Nach dem Einbrennen der Silberbelegungen werden die einzelnen Kondensatoren von dem langen Flachrohr abgetrennt und gegebenenfalls mit Anschlussdrähten versehen.
Die Teilmetallisierung der Flachrohre muss über die gesamte Länge der Rohre von gleicher Breite sein, damit die Kapazitätswerte der Einzelkondensatoren vorbestimmbar sind. Das Aufbringen der Aussenmetallisierung mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann hiefür in zweierlei Weise durchgeführt werden : a) Es wird zunächst eine bestimmte Belegungsbreite gewählt und dann aus der resultierenden
Gesamtkapazität eines Flachrohres die Kapazität je Längeneinheit bestimmt.
Die Länge der abzutrennenden Stücke für die Einzelkondensatoren richtet sich dann nach diesem Wert und kann von Charge zu Charge schwanken. b) Soll die Länge der abzutrennenden Stücke ein bestimmtes Mass haben, dann erfolgt die
Teilmetallisierung der Aussenoberfläche zunächst nur bei einem Flachrohr, dessen Gesamt- kapazität gemessen wird und aus dessen Gesamtwert auf die Einzelkapazität der abzutrennenden
Einzelkondensatoren geschlossen wird. Weicht diese Gesamtkapazität von einem für die jeweilige
Charge von Flachrohren anzustrebenden Wert (Sollwert) ab, so wird durch Verstellen des
Verteilers --13-- nach oben oder nach unten der gewünschte Sollwert angestrebt und es wird dann ein neues Rohr metallisiert und gemessen.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass bereits dieses zweite Rohr den gewünschten Sollwert in der überwiegenden Zahl der Fälle aufweist. Da bereits beim ersten Flachrohr meist nur geringfügige Abweichungen vom Sollwert vorliegen und der Sollwert sehr genau erreicht werden muss-von dieser Genauigkeit hängen die Toleranzen der Einzelkondensatoren ab-muss die Verstellung des Verteilers - mittels Mikrometerschrauben an der Bewegungseinrichtung -14- vorgenommen werden.
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Die Einbrennsilbersuspension --17-- stellt ein einbrennbares Silberpräparat dar, das z. B. folgende Bestandteile beinhaltet :
1. Metallische Anteile zirka 75 Gew.-%, z. B. pulverisiertes Silber oder Silberoxyd,
2. Haftoxyde 5 bis 15 Gew.-%, z. B. Blei-Bor-Silikate als niedrig-schmelzende Glasfritte und/oder
Wismutoxyd,
3. organische Suspensionsmittel, z. B. Acetylcellulose, gelöst in Methylglykolacetat.
Weiterhin kann die Einbrennsilbersuspension --17-- in geringen Anteilen einen Elektrolyten enthalten, beispielsweise Oxalsäure ; damit wird erreicht, dass bereits kurz nach dem Aufbringen der Teilmetallisierung, also wenn die Einbrennsilbersuspension noch feucht ist, der Kapazitätswert der herzustellenden Kondensatoren gemessen werden kann und das Ausmass der Teilmetallisierung für einen gewünschten Kondensatorwert korrigierend eingestellt werden kann. Diese Kontrolle kann aber auch nach dem Trocknen oder sogar nach dem Einbrennen erfolgen, wenn es den Produktionsablauf nicht behindert.
Fig. 3 schliesslich stellt einen mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellten Kondensator mit einer Teilmetallisierung auf der äusseren Oberfläche im Schnitt dar. Das Dielektrikum des Kondensators wird von einem Teilstück des Keramikflachrohres --1-- gebildet, das einen Innenbelag--2--und einen Aussenbelag--11-aufweist. Der Aussenbelag-11-bedeckt eine der beiden Schmalseiten und erstreckt sich nur teilweise auf die mit dieser Schmalseite verbundenen flachen Breitseiten. Der Innenbelag --2-und der Aussenbelag --11-- sind mit elektrischen Stromzuführungen --19 und 20-- versehen, deren Abstand einem vorgegebenen Rastermass, z. B. von Leiterplatten, entspricht.
Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung werden an den äusseren Oberflächen von Keramikflachrohren Teilmetallisierungen gewünschten Ausmasses aufgebracht. Es werden dadurch die Voraussetzungen für Kondensatorkörper geschaffen, aus denen Keramikkondensatoren gleicher Bauform mit gezielt variierbaren Kapazitätswerten als Massenprodukt hergestellt werden können.