DE102006046217B3 - Piezo-stack of ceramic raw material i.e. lead zirconate, manufacturing method, involves inserting stack in matrix-shaped arranged saw patterns in supporting device, and removing and projecting corners of inserted stacks from patterns - Google Patents

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Abstract

The method involves separating a block of ceramic raw material by saw blades arranged in a preset distance to each other in a cutting direction. The block is rotated by stacks of ceramic raw material with respective rectangular cross section. The stacks are rotated around a rotation angle relative to the direction and inserted in matrix-shaped arranged saw patterns in a supporting device, whose side lengths respectively corresponds to the distance. Corners of the inserted stacks are removed and projected from the patterns, where supporting bars of the device are made of hard metal. An independent claim is also included for a supporting device for manufacturing a stack of ceramic raw material with polygonal cross section.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt, insbesondere von Piezostapeln mit vieleckigem Querschnitt.The The invention relates to a method and a holding device for the production of ceramic stacks with polygonal cross-section, in particular of Piezo stacks with polygonal cross section.

Einspritzsysteme, insbesondere lecköllose bzw. rücklauflose Common-Rail-Einspritzsysteme, weisen ein Steuerelement auf, das beispielsweise durch einen Piezoaktor in einem Hochdruckraum gebildet wird, wie z.B. aus der JP 4-91664 A bekannt. Ein Piezoaktor ist dabei zum Öffnen und Schließen einer Düse mittels einer Düsennadel in einem Hochdruckraum vorgesehen. Der Piezoaktor weist stapelförmig angeordnete Piezoelemente auf, die sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung in einer senkrechten Richtung zu einem durch die elektrische Spannung erzeugten elektrischen Feld ausdehnen. Piezoelemente, die aus piezokeramischen Materialien, beispielsweise aus Bleizirkonat bestehen, zeichnen sich durch eine relativ hohe Arbeitsgeschwindigkeit und eine relativ große Effektivität aus.Injection systems, in particular leak-free or non-return common-rail injection systems, have a control, which is formed for example by a piezoelectric actuator in a high-pressure chamber, such as from JP 4-91664 A known. A piezoelectric actuator is provided for opening and closing a nozzle by means of a nozzle needle in a high-pressure chamber. The piezoelectric actuator has stacked piezo elements which, when an electrical voltage is applied, extend in a vertical direction to an electric field generated by the electrical voltage. Piezoelectric elements, which consist of piezoceramic materials, such as lead zirconate, are characterized by a relatively high operating speed and a relatively large effectiveness.

Aus der DE 198 34 461 A1 ist ein Vielschicht-Piezoaktor bekannt. Dieser besteht aus mindestens zwei piezoelektrischen Einzelschichten, die durch mindestens eine Elektrode elektrisch ansteuerbar sind, wobei eine hexagonale Querschnittsgeometrie vorliegt.From the DE 198 34 461 A1 is a multilayer piezoelectric actuator known. This consists of at least two piezoelectric individual layers, which are electrically driven by at least one electrode, wherein a hexagonal cross-sectional geometry is present.

Aus der DE 10 2004 030 868 A1 ist ein in Form einer Einheit vorliegendes piezoelektrisches Schichtelement und dessen Herstellungsverfahren bekannt. Hier sind eine Vielzahl von piezoelektrischen Einheiten mit jeweils abwechselnd übereinander geschichteten piezoelektrischen Schichten und Innenelektrodenschichten übereinander geschichtet und verbunden. Im Außenumfangsbereich einer Klebfläche liegt ein Klebstoff zum Verbinden der piezoelektrischen Einheiten vor, nicht aber im Innenbereich der Klebefläche einschließlich des Schwerpunkts. Bei der Herstellung des piezoelektrischen Schichtelements werden zunächst piezoelektrische Einheiten angefertigt, aus denen durch Übereinanderschichten ein Schichtstoffkörper angefertigt wird. Auf Schichtstoffgrenzen der piezoelektrischen Einheiten, die an Seitenflächen des Schichtstoffkörpers freiliegen, wird ein Klebstoff aufgebracht, der so zwischen den piezoelektrischen Einheiten angebracht wird, dass er in der Klebefläche im Außenumfangsbereich vorliegt, um die piezoelektrischen Einheiten zu vereinen.From the DE 10 2004 030 868 A1 For example, a unitary piezoelectric layer element and its manufacturing method are known. Here, a plurality of piezoelectric units with layered piezoelectric layers and inner electrode layers alternately stacked and connected. In the outer peripheral region of an adhesive surface, there is an adhesive for bonding the piezoelectric units, but not in the inner region of the adhesive surface including the center of gravity. In the manufacture of the piezoelectric layer element, piezoelectric units are first made, from which a laminate body is produced by stacking one over the other. On laminate boundaries of the piezoelectric units exposed at side surfaces of the laminated body, an adhesive is applied, which is mounted between the piezoelectric units so as to be in the adhesive area in the outer peripheral area to unite the piezoelectric units.

1 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Piezoaktors nach dem Stand der Technik. Der Piezoaktor dient zum Einspritzen von Kraftstoff unter einem vorbestimmten Kraftstoffdruck in eine Brennkammer, indem eine Düsennadel N zum Öffnen und Schließen einer Düse D betätigt wird. Ein steuerbarer Piezostapel S wird in Abhängigkeit von einem Steuersignal verformt und der dabei entstehende Hub wird über eine Bodenplatte B ein Ausgleichselement und einen Hebel H auf die Düsennadel N übertragen. Die Düsennadel N erhält Kraftstoff über einen Zulauf R1. im zylinderförmigen Gehäuse G des Piezoaktors. Bei Common-Rail-Injektoren bzw. Einspritzsystemen werden der Piezoaktor und die Düsennadel innerhalb eines kreiszylindrischen Gehäuses angeordnet. 1 shows an example of a conventional piezoelectric actuator according to the prior art. The piezoactuator is for injecting fuel at a predetermined fuel pressure into a combustion chamber by operating a nozzle needle N to open and close a nozzle D. A controllable piezo stack S is deformed in response to a control signal and the resulting stroke is transmitted via a bottom plate B a compensation element and a lever H to the nozzle needle N. The nozzle needle N receives fuel via an inlet R 1 . in the cylindrical housing G of the piezoelectric actuator. In common-rail injectors or injection systems of the piezoelectric actuator and the nozzle needle are arranged within a circular cylindrical housing.

Herkömmliche Piezoaktoren bzw. Piezostapel weisen einen rechteckigen Querschnitt auf, wie in 2A dargestellt ist.Conventional piezoelectric actuators or piezoelectric stacks have a rectangular cross-section, as in 2A is shown.

Damit der Piezostapel S den notwendigen Hub- und Kraftverlauf zum Betätigen der Düsennadel N erzeugen kann, benötigt man einen Piezostapel S mit einer möglichst großen Querschnittsfläche. Der Durchmesser des kreiszylindrischen Gehäuses G ist jedoch nach oben beschränkt und liegt typischerweise bei unter 19 mm. Um die durch das kreiszylindrische Gehäuse G vorgegebene runde Querschnittsfläche möglichst auszufüllen, bietet es sich an, Piezostapel mit vieleckigem Querschnitt, beispielsweise mit achteckigem Querschnitt, einzusetzen, wie in 2B dargestellt ist.In order for the piezo stack S to be able to generate the necessary stroke and force curve for actuating the nozzle needle N, a piezo stack S with the largest possible cross-sectional area is required. However, the diameter of the circular cylindrical housing G is limited to the top and is typically less than 19 mm. In order to fill out as much as possible the round cross-sectional area predetermined by the circular-cylindrical housing G, it is useful to use piezo-stacks with a polygonal cross-section, for example with an octagonal cross-section, as in FIG 2 B is shown.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Piezostapels S nach dem Stand der Technik. 3 shows a flowchart of a manufacturing method of a piezo stack S according to the prior art.

Bei der Herstellung von Piezoaktoren bzw. Piezostapeln werden zunächst keramische Folien hergestellt, die typischerweise eine Dicke zwischen 20 und 120 μm aufweisen. Auf eine Trägerfolie aus Kunststoff wird mit einem organischen Bindemittel Keramikmaterial aufgebracht und getrocknet. Anschließend wird diese so genannte Grünfolie aufgerollt.at The production of piezo actuators or piezo stacks are initially ceramic Produced films, which typically have a thickness between 20 and 120 μm. On a carrier foil made of plastic becomes ceramic material with an organic binder applied and dried. Subsequently, this so-called green film rolled up.

In einem weiteren Herstellungsschritt werden aus dem Rollenmaterial üblicherweise quadratische Blätter mit einer Seitenlänge zwischen 100 und 200 mm gestanzt und auf die gestanzten Blätter mittels Siebdruck Elektrodenmaterial, beispielsweise aus Silber, Platin oder Kupfer aufgedruckt.In Another manufacturing step is usually made from the roll material square leaves with one side length punched between 100 and 200 mm and on the punched sheets by means of Screen printing electrode material, for example of silver, platinum or copper printed.

Mehrere bedruckte Blätter, beispielsweise einige hundert Blätter, werden anschließend übereinander gestapelt und zusammengepresst, wobei sich ein Bindemittel polymerisiert. Die Stapelhöhe des gepressten Blocks entspricht der späteren Länge eines Piezostapels, wobei ein Schrumpfen infolge des Sinterprozesses berücksichtigt wird.Several printed sheets, for example, a few hundred leaves, are then superimposed stacked and compressed, with a binder polymerizing. The stack height of the pressed block corresponds to the later length of a piezo stack, wherein a shrinkage due to the sintering process is taken into account.

In einem weiteren Herstellungsschritt wird der Block in zwei senkrecht zueinander geführten Schnittvorgängen, beispielsweise Sägeschnitten, in rechteckige Rohstapel zerteilt. Diese Rohstapel weisen eine quadratische bzw. rechteckige Querschnittsform auf, wie in 2A dargestellt ist.In a further production step, the block is cut into rectangular raw stacks in two cutting processes, for example saw cuts, carried out perpendicular to one another. These raw stacks have a square or rectangular cross sectional shape, as in 2A is shown.

Die hergestellten Rohstapel werden anschließend bei einer Temperatur von ungefähr 1.000°C gesintert bzw. gebrannt, sodass sie die piezoelektrischen Eigenschaften erhalten.The produced raw stacks are then at a temperature of sintered at about 1000 ° C or burned so that they get the piezoelectric properties.

Damit ein Piezostapel den runden Querschnitt eines kreiszylindrischen Gehäuses jeweils möglichst vollständig ausnutzt, wird jeder erhaltene Rohstapel in einem weiteren Herstellungsschritt geschliffen. Dabei werden die zerteilten Rohstapel einzeln an ihrer Umfangsfläche zur Herstellung eines mehreckigen bzw. vieleckigen Querschnitts geschliffen.In order to a piezo stack the round cross section of a circular cylindrical housing each as possible Completely exploited, each received raw pile in a further manufacturing step ground. The split raw piles are individually on their peripheral surface for producing a polygonal or polygonal cross-section ground.

Nach dem Schleifen der Umfangsfläche wird bei dem in 3 dargestellten herkömmlichen Herstellungsverfahren eine Außenkontaktierung durch Aufdrucken einer Metallpaste angebracht. Nach Vorsehen einer Stromzufuhr zu den Elektroden wird schließlich der hergestellte Piezostapel unter mechanischer Vorspannung in den Piezoaktuator eingebaut.After grinding the peripheral surface is at the in 3 illustrated conventional manufacturing method mounted an external contact by printing a metal paste. After providing a power supply to the electrodes, the piezoelectric stack produced is finally installed under mechanical bias in the piezoelectric actuator.

Das in 3 dargestellte Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Piezostapels mit vieleckigem Querschnitt benötigt einen aufwändigen Schleifvorgang der gesinterten Piezostapel. Dieser Schleifvorgang ist besonders aufwändig, insbesondere da die gesinterten Rohstapel einzeln in ihrer Umfangsfläche geschliffen werden müssen, d. h. jeder gesinterte Rohstapel aus der Vielzahl der zersägten Rohstapel muss einzeln relativ zu dem Schleifwerkzeug ausgerichtet und an den Ecken zur Herstellung eines vieleckigen Querschnitts abgeschliffen werden. Die sequentielle Bearbeitung der zersägten gesinterten Rohstapel dauert zudem relativ lange.This in 3 illustrated manufacturing method for producing a piezo stack with polygonal cross-section requires a complex grinding process of the sintered piezo stack. This grinding process is particularly complex, especially since the sintered raw stacks must be individually ground in their peripheral surface, ie each sintered raw material stack of the plurality of sawed raw stacks must be individually aligned relative to the grinding tool and ground at the corners to produce a polygonal cross section. The sequential processing of the sawn sintered raw stacks also takes a relatively long time.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt zu schaffen, welches mit geringem Aufwand eine große Zahl von Keramikstapeln in kurzer Zeit herstellt.It is therefore the object of the present invention, a method and an apparatus for producing ceramic stacks of polygonal cross-section to create which with little effort a large number of ceramic stacks in a short time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a Method solved by the features specified in claim 1.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt, welches die folgenden Schritte aufweist:

  • – Zersägen eines Keramikblocks durch mehrere parallel in einem bestimmten Abstand zueinander in einer Schnittrichtung (S) angeordnete Sägeblätter in einem in Schnittrichtung (S) ausgeführten ersten Schnittvorgang und nach erfolgter Drehung des Keramikblocks in einem zu der Schnittrichtung (S) senkrecht aufgeführten zweiten Schnittvorgang zu einer Vielzahl von Keramikstapeln mit jeweils rechteckigem Querschnitt;
  • – Drehen der zersägten Keramikstapel um einen Drehwinkel relativ zu der Schnittrichtung (S) und Einsetzen der zersägten Keramikstapel in matrixförmig angeordnete Sägeschablonen einer Haltevorrichtung deren Seitenlängen jeweils dem Abstand der Sägeblätter entsprechen; und
  • – Absägen von Ecken der eingesetzten Keramikstapel, die aus den matrixförmig angeordneten Sägeschablonen herausragen, in mindestens einem in Schnittrichtung (S) ausgeführten weiteren Schnittvorgang.
The invention provides a method for the production of ceramic stacks with polygonal cross section, which comprises the following steps:
  • - Sawing a ceramic block by a plurality of parallel in a certain distance to each other in a cutting direction (S) arranged saw blades in a cutting direction (S) performed first cutting operation and after rotation of the ceramic block in a direction perpendicular to the cutting direction (S) second cutting operation to a A plurality of ceramic stacks each having a rectangular cross-section;
  • - Turning the sawed ceramic stack by a rotation angle relative to the cutting direction (S) and inserting the sawn ceramic stack in matrix-shaped sawing templates a holding device whose side lengths correspond to the distance of the saw blades; and
  • - Sawing corners of the inserted ceramic stack, which protrude from the matrix-shaped sawing saws, in at least one in the cutting direction (S) running further cutting operation.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der Keramikblock in eine Vielzahl von Keramikstapeln mit quadratischem Querschnitt zerteilt.at an embodiment the production process according to the invention The ceramic block is made into a variety of ceramic stacks with square Cross section parts.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird jeder Keramikstapel vor dem Abtrennen der Ecken um 360°/n gedreht, wobei n die Anzahl der Ecken des herzustellenden Keramikstapels mit vieleckigem Querschnitt ist.at an embodiment the production process according to the invention each ceramic stack is rotated 360 ° / n before the corners are cut, where n is the number of corners of the ceramic stack to be produced with polygonal cross section.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erfolgt nach n/4 Drehung kein Abtrennen der Ecken, sondern die Keramikstapel werden ein weiteres Mal um 360°/n gedreht.at an embodiment the production process according to the invention after n / 4 turn, no cutting of the corners occurs, but the ceramic stacks be another 360 ° / n turned.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist die Herstellung der Keramikstapel mit n Ecken nach (n – 4)/2 Schnittvorgängen zum Abtrennen von Ecken abgeschlossen.at an embodiment the production process according to the invention is the production of ceramic stacks with n corners after (n - 4) / 2 cutting operations for Cut off corners completed.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird zur Herstellung von unregelmäßigen Keramikstapeln wenigstens eine Drehung um einen anderen Winkel als 360°/n vor dem Abtrennen der Ecken durchgeführt.at an embodiment the production process according to the invention is at least used to make irregular ceramic stacks a rotation through an angle other than 360 ° / n before separating the corners carried out.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die in den matrixförmig angeordneten Sägeschablonen eingesetzten Keramikstapel gedreht.at an embodiment the production process according to the invention be in the matrix form arranged Sägeschablonen turned ceramic stack turned.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zersägten Keramikstapel anschließend gesintert.at a preferred embodiment the method according to the invention will be sawed Ceramic stack afterwards sintered.

Bei den Keramikstapeln handelt es sich vorzugsweise um Piezostapel.at The ceramic stacks are preferably piezostacks.

Die hergestellten Keramikstapel weisen vorzugsweise eine gerade Anzahl an Ecken auf.The produced ceramic stacks preferably have an even number on corners.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Drehwinkel abhängig von der Anzahl der Ecken der jeweils herzustellenden Keramikstapel eingestellt.In the method according to the invention is the angle of rotation is set depending on the number of corners of each ceramic stack to be produced.

Zwei einander gegenüberliegende Seiten eines vieleckigen Querschnitts eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Keramikstapels verlaufen parallel zueinander und weisen die gleiche Länge auf.Two opposite each other Pages of a polygonal cross-section of a method according to the invention produced ceramic stack parallel to each other and point the same length on.

Die Erfindung schafft ferner eine Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt, wobei die Haltevorrichtung matrixförmig angeordnete Sägeschablonen aufweist, die zum Abschneiden der aus den Sägeschablonen herausragenden Ecken von Keramikstapeln, welche in die Sägeschablonen zur Schnittrichtung gedreht einsetzbar sind, für die Herstellung der Keramikstapel mit vieleckigem Querschnitt vorgesehen sind.The The invention further provides a holding device for the production of Ceramic stacks with polygonal cross-section, wherein the holding device in matrix form arranged Sägeschablonen having for cutting off the protruding from the Sägeschablonen Corners of ceramic stacks, which in the Sägeschablonen to the cutting direction can be used rotated, for the preparation of the ceramic stack provided with polygonal cross-section are.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten auf, deren Seitenlängen dem Abstand von parallel in der Schnittrichtung angeordneten Sägeblättern einer Sägeeinrichtung entsprechen.at an embodiment the holding device according to the invention has each matrix arranged sawing template a rectangular outer outline with four sides, whose sides are the distance from parallel arranged in the cutting direction saw blades of a sawing device correspond.

Bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist vorzugsweise in jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone ein Keramikstapel mit einem festen Drehwinkel relativ zu den in Schnittrichtung verlaufenden Seiten des Außenumrisses einsetzbar.at the holding device according to the invention is preferably in any matrix arranged saw template a ceramic stack with a fixed angle of rotation relative to the in Can be used cutting direction extending sides of the outer contour.

Jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone weist vorzugsweise vier in den Ecken des Außenumrisses angeordnete Haltestäbe mit jeweils dreieckigem Querschnitt auf.each in matrix form arranged saw template preferably has four arranged in the corners of the outer contour holding rods, respectively triangular cross section.

Der dreieckige Querschnitt eines Haltestabes bildet bei einer Ausführungsform ein gleichschenkliges Dreieck.Of the triangular cross section of a retaining bar forms in one embodiment an isosceles triangle.

Der dreieckige Querschnitt eines Haltestabes weist dabei vorzugsweise einen 90°-Winkel auf.Of the triangular cross-section of a holding bar preferably has a 90 ° angle on.

Die Winkelsumme der beiden übrigen Winkel des dreieckigen Querschnitts beträgt 90°.The Angle sum of the two remaining Angle of the triangular cross section is 90 °.

Bei den hergestellten Keramikstapeln handelt es sich vorzugsweise um Piezostapel.at The produced ceramic stacks are preferably Piezo stack.

Die Haltestäbe der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung bestehen bei einer bevorzugten Ausführungsform aus Hartmetall.The holding rods the holding device according to the invention consist in a preferred embodiment of hard metal.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone drehbar gelagert.at a preferred embodiment the holding device according to the invention each is matrix-shaped arranged saw template rotatably mounted.

Dabei wird die Haltevorrichtung vorzugsweise durch eine daran angeschlossene Steuerung gesteuert, welche den Drehwinkel der Sägeschablonen bzw. Haltestäbe einstellt.there the holding device is preferably connected by a connected thereto Controlled, which adjusts the angle of rotation of Sääablonen or support rods.

Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt und der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.in the Other preferred embodiments the method according to the invention for the production of ceramic stacks with polygonal cross section and the holding device according to the invention for the production of ceramic stacks with polygonal cross section under Reference to the attached Figures for explanation features essential to the invention described.

Es zeigen:It demonstrate:

1: einen herkömmlichen Piezoaktor nach dem Stand der Technik; 1 a conventional piezoelectric actuator according to the prior art;

2A, 2B: Querschnitte durch einen Piezoaktor zur Darstellung eines rechteckigen und eines vieleckigen Piezostapels; 2A . 2 B : Cross-sections through a piezoelectric actuator to show a rectangular and a polygonal piezoelectric stack;

3: ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines herkömmlichen Herstellungsprozesses zur Herstellung von Keramikstapeln nach dem Stand der Technik; 3 FIG. 3 is a flowchart for explaining a conventional manufacturing process for producing prior art ceramic stacks. FIG.

4: ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens; 4 a flow chart for explaining the manufacturing method according to the invention;

5: ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln; 5 FIG. 3: shows a flowchart for illustrating a possible embodiment of the production method according to the invention for producing ceramic stacks; FIG.

6A-6E: Diagramme zur Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln mit acht Ecken; 6A - 6E : Diagrams showing an embodiment of the method according to the invention for the production of ceramic stacks with eight corners;

7: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt; 7 a first embodiment of a holding device according to the invention for the production of ceramic stacks with polygonal cross section;

8: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln; 8th a further embodiment of the holding device according to the invention for the production of ceramic stacks;

9: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln; 9 a further embodiment of the holding device according to the invention for the production of ceramic stacks;

10: eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zur Herstellung von Keramikstapeln; 10 a cross-sectional view of a holding device according to the invention for the production of ceramic stacks;

11A-11D: Querschnitte durch verschiedene Keramikstapel, die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren herstellbar sind. 11A - 11D : Cross sections through various ceramic stacks, which can be produced by the manufacturing method according to the invention.

12: ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln. 12 : a flow chart for illustrating a further embodiment of the method according to the invention for the production of ceramic stacks.

Wie man aus dem Vergleich der 3 und 4 erkennen kann, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zur Herstellung von Keramikstapeln von dem herkömmlichen Herstellungsverfahren dadurch, dass die rechteckig zersägten Rohstapeln weiteren Sägeschritten zur Herstellung von Kera mikstapeln mit vieleckigem Querschnitt unterzogen werden und der bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren nach dem Sintern der Stapel erfolgende aufwändige Schleifvorgang bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt.How to compare from the 3 and 4 can recognize, the manufacturing method according to the invention for the production of ceramic stacks of the conventional manufacturing method differs in that the rectangular sawn raw stock stacks are subjected to further Sägängen for the production of Kera mikstapeln with polygonal cross section and in the conventional manufacturing process after sintering of the stack takes place consuming grinding process the process according to the invention is omitted.

Nach dem Herstellen der keramischen Folien, die gestanzt und mit Elektrodenmaterial versehen werden, werden bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren die gestanzten Blätter zu einem Block gestapelt, welcher gepresst wird. Mit einer Schneidevorrichtung wird anschließend der gepresste keramische Block in zwei senkrecht zueinander geführten Schnittvorgängen, beispielsweise Sägeschnitten, in Keramikstapel zersägt, welche jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der Keramikblock wird durch mehrere parallel in einem bestimmten Abstand D zueinander in einer Schnittrichtung S angeordnete Sägeblätter 2 in einem in Schnittrichtung S ausgeführten ersten Schnittvorgang und nach erfolgter Drehung des Keramikblocks in einem zu der Schnittrichtung S senkrecht ausgeführten zweiten Schnittvorgang zu einer Vielzahl von Keramikstapeln mit jeweils rechteckigem Querschnitt, vorzugsweise mit quadratischem Querschnitt, zersägt.After producing the ceramic sheets which are punched and provided with electrode material, in the manufacturing method of the present invention, the punched sheets are stacked into a block which is pressed. With a cutting device, the pressed ceramic block is then sawn into ceramic stacks in two mutually perpendicular cutting processes, for example saw cuts, each having a rectangular cross section. The ceramic block is arranged by a plurality of parallel to each other at a certain distance D arranged in a cutting direction S saw blades 2 in a cutting direction S performed in the first cutting operation and after rotation of the ceramic block in a direction perpendicular to the cutting direction S performed second cutting operation to a plurality of ceramic stacks each having a rectangular cross-section, preferably with a square cross-section sawed.

Anschließend werden die Keramikstapel, wie in 5 dargestellt, in einem Schritt S1 um einen Drehwinkel α gedreht und in einem Schritt S2 in eine Haltevorrichtung 1 eingesetzt, die eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Sägeschablonen SCH aufweist. Die Drehung der zersägten Keramikstapel mit rechteckigem Querschnitt um den Drehwinkel α erfolgt relativ zu der Schnittrichtung S. Jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone SCH der Haltevorrichtung 1 weist einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten auf, deren Seitenlängen dem Abstand der parallel in Schnittrichtung S angeordneten Sägeblätter 2 einer Säge- bzw. Schneidevorrichtung entsprechen.Subsequently, the ceramic stacks, as in 5 shown in a step S1 rotated by a rotational angle α and in a step S2 in a holding device 1 used, which has a plurality of matrix-shaped Sägeschablonen SCH. The rotation of the sawed ceramic stack with a rectangular cross-section about the rotation angle α is relative to the cutting direction S. Each matrix-shaped saw template SCH of the holding device 1 has a rectangular outer contour with four sides, the side lengths of the distance of parallel arranged in the cutting direction S saw blades 2 a sawing or cutting device correspond.

Nach dem Einsetzen der Keramikstapel mit rechteckigem Querschnitt in die Sägeschablonen SCH∅ einer Haltevorrichtung werden die Ecken der eingesetzten Keramikstapel, die aus den mat rixförmig angeordneten Sägeschablonen herausragen, in mindestens einem in Schnittrichtung S ausgeführten weiteren Schnittvorgang abgesägt. Das Absägen der vorstehenden Ecken zur Erzeugung des vieleckigen Keramikstapels erfolgt im Schritt S3.To the insertion of the ceramic stack with rectangular cross section in the Sägeschablonen SCH∅ one Holding device are the corners of the inserted ceramic stacks, those from the mat rixförmig arranged Sägeschablonen protrude, in at least one running in the cutting direction S further Cut sawing off. The sawing off the protruding corners to produce the polygonal ceramic stack takes place in step S3.

Nach dem Abtrennschritt S3 zum Abtrennen der Ecken wird im Schritt S4 zunächst geprüft, ob die Keramikstapel jeweils bereits die gewünschte Anzahl von Ecken aufweisen. Ist dies der Fall, erfolgt anschließend der in 4 dargestellte Sintervorgang. Ist die gewünschte Anzahl von Ecken des Querschnitts noch nicht erreicht, erfolgt im Schritt S5 eine erneute Drehung der Keramikstapel um einen Relativwinkel β zur Schnittrichtung S und bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Einsetzen der gedrehten Stapel im Schritt S6 in eine weitere Haltevorrichtung, die ebenfalls matrixförmig angeordnete Sägeschablonen SCHI aufweist. Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind die Sägeschablonen SCH der Haltevorrichtung 1 drehbar gelagert.After the separating step S3 for separating the corners, it is first checked in step S4 whether the ceramic stacks each already have the desired number of corners. If this is the case, then the in 4 illustrated sintering process. If the desired number of corners of the cross section has not yet been reached, in step S5 a renewed rotation of the ceramic stack by a relative angle β to the cutting direction S and in one embodiment of the inventive method insertion of the rotated stack in step S6 in a further holding device, which also having saw blades SCHI arranged in matrix form. In an alternative embodiment of the manufacturing method according to the invention, the saw templates SCH of the holding device 1 rotatably mounted.

In einem Schritt S7 erfolgt ein erneutes Absägen von Ecken der in die Sägeschablonen SCHI eingesetzten Keramikstapel, wobei nach einem in Schnittrichtung S ausgeführten Schnittvorgang nach erfolgter Drehung der gesamten Haltevorrichtung, beispielsweise um 90°, in einem weiteren Schnittvorgang die vorstehenden Ecken abgesägt werden. Die Schritte S5, S6, S7 werden solange ausgeführt, bis die notwendige gewünschte Anzahl N von Ecken erreicht ist.In a step S7, a new sawing off of corners in the Sägeschablonen SCHI used ceramic stacks, taking one in the cutting direction S executed Cutting process after the rotation of the entire holding device, for example around 90 °, in a further cutting process, the protruding corners are sawn off. The steps S5, S6, S7 are executed until the necessary desired number N is reached by corners.

Die zersägten Keramikstapel, welche jeweils einen Querschnitt mit N Ecken aufweisen, werden anschließend gesintert. Die Drehwinkel α, β hängen von der Anzahl N der Ecken der jeweils herzustellenden Keramikstapel ab.The sawn Ceramic stacks, each having a cross-section with N corners, will be afterwards sintered. The angles of rotation α, β depend on the number N of corners of each ceramic stack to be produced from.

6A, 6B, 6C, 6D, 6E dienen zur Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln mit achteckigem Querschnitt. 6A . 6B . 6C . 6D . 6E serve to illustrate a possible embodiment of the method according to the invention for the production of ceramic stacks with octagonal cross-section.

Der gepresste Keramikblock KB wird zunächst wie in 6A durch mehrere parallel in einem bestimmten Abstand D zueinander in einer Schnittrichtung S angeordnete Sägeblätter in einem ersten Schnittvorgang zerteilt bzw. zersägt, wie in 6A dargestellt ist.The pressed ceramic block KB is first as in 6A Saw blades arranged in a first cutting operation by a plurality of parallel to each other in a certain distance D in a cutting direction S or sawed, as in 6A is shown.

Anschließend wird der zersägte Keramikblock KB vorzugsweise um 90° gedreht und in einem zweiten Schnittvorgang zu einer Vielzahl von Keramikstapeln mit jeweils rechteckigem Querschnitt, vorzugsweise quadratischem Querschnitt, zersägt.Subsequently, will the sawed Ceramic block KB preferably rotated by 90 ° and in a second Cutting process to a variety of ceramic stacks with each rectangular cross section, preferably square cross section, sawed.

Anschließend erfolgt eine Drehung des zersägten Keramikblocks KB, beispielsweise um einen Drehwinkel von 45°, relativ zu der Schnittrichtung S und ein Einsetzen der Keramikstapel mit rechteckigem Querschnitt in eine Haltevorrichtung, wie in 6C dargestellt ist.Subsequently, a rotation of the sawn ceramic block KB, for example, by a rotation angle of 45 °, relative to the cutting direction S and insertion of the ceramic stack with rectangle cross section in a holding device, as in 6C is shown.

Die Haltevorrichtung 1 besteht aus einer Vielzahl von matrixförmig angeordneten Sägeschablonen SCH, in welche die Keramikstapel mit rechteckigem Querschnitt einsetzbar sind. 6C zeigt eine derartige Haltevorrichtung 1 mit mehreren matrixförmig angeordneten Sägeschablonen SCH, die jeweils einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten aufweisen, deren Seitenlängen dem Abstand D der parallel in Schnittrichtung S angeordneten Sägeblätter der Sägevorrichtung entsprechen. In jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone SCH der Haltevorrichtung 1 ist ein Keramikstapel an einem festen Drehwinkel relativ zu den in Schnittrichtung S verlaufenden Seiten des Außenumrisses der Sägeschablone einsetzbar. Bei dem in 6C dargestellten Beispiel beträgt der Drehwinkel 45°.The holding device 1 consists of a plurality of saw blades SCH arranged in matrix form, into which the ceramic stacks with rectangular cross section can be inserted. 6C shows such a holding device 1 with a plurality of saw blades arranged in the form of a matrix SCH, each having a rectangular outer contour with four sides whose side lengths correspond to the distance D of the saw blades of the sawing device arranged parallel in the cutting direction S. In each matrix-shaped saw template SCH of the holding device 1 is a ceramic stack at a fixed angle of rotation relative to the running in the cutting direction S sides of the outer contour of the saw template used. At the in 6C As shown, the angle of rotation is 45 °.

Nach dem Einsetzen der Keramikstapel werden in einem weiteren Schnittvorgang jeweils zwei einander gegenüberliegende Ecken des eingesetzten Keramikstapels, welche aus der Sägeschablone herausragen, abgesägt, wie in 6C angedeutet ist. Anschließend wird die Haltevorrichtung um einen Drehwinkel von vorzugsweise 90° relativ zu der Schnittrichtung S gedreht und es werden erneut zwei einander gegenüberliegende Ecken der eingesetzten Keramikstapel abgesägt, wie in 6D angedeutet ist.After the onset of the ceramic stack, two opposite corners of the inserted ceramic stack, which protrude from the sawing template, are sawn off in a further cutting operation, as in FIG 6C is indicated. Subsequently, the holding device is rotated by a rotation angle of preferably 90 ° relative to the cutting direction S and it again sawed off two opposite corners of the inserted ceramic stack, as in 6D is indicated.

Nach den in 6A-6D dargestellten Schnittvorgängen erhält man die in 6E dargestellten achteckigen Keramikstapel. Diese werden anschließend gesintert.After the in 6A - 6D shown cutting processes you get the in 6E illustrated octagonal ceramic stack. These are then sintered.

7 zeigt eine Ausführungsform einer Haltevorrichtung 1 zur Herstellung von Keramikstapeln mit einem vieleckigen Querschnitt gemäß der Erfindung. Die in 7 dargestellte Ausführungsform der Haltevorrichtung 1 dient zur Herstellung eines achteckigen Keramikstapels. Die matrixförmig angeordneten Sägeschablonen SCH weisen jeweils einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten auf, deren Seitenlängen D dem Abstand der parallel in Schnittrichtung S angeordneten Sägeblättern 2 einer Sägevorrichtung entsprechen. Der Abstand C entspricht beispielsweise der Schnittbreite eines Sägeblatts 2 oder einer Diamandschleifscheibe. Bei der in 7 dargestellten Haltevorrichtung 1 werden die rechteckigen Keramikstapel 3 in einem Drehwinkel von 45° relativ zu der Schnittrichtung S in die Haltevorrichtung 1 eingesetzt. Jede Sägeschablone SCH weist einen rechteckigen Außenumriss auf, wobei in vier Ecken des Außenumrisses jeweils Haltestäbe 4A, 4B, 4C, 4D mit jeweils dreieckigem Querschnitt vorgesehen sind. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform bildet der dreieckige Querschnitt eines Haltestabes H ein gleichschenkliges Dreieck mit einem 90°-Winkel und zwei 45°-Winkeln. Die Haltstäbe 4 sind vorzugsweise aus Hartmetall hergestellt. Das Verhältnis der Seitenlängen L1, L2 der beiden nach außen gerichteten Seiten eines Haltestabes A, wie er in 7B dargestellt ist, hängt von dem Drehwinkel α ab. Die in 7A dargestellten Abstände B1, B2, welche die Seitenlängen der Außenkontur der herzustellenden Keramikstapel mit einem achteckigen Querschnitt festlegen, hängen von dem Abstand D der Sägeblätter 2, deren Schnittbreite C und dem Drehwinkel α ab. 7 shows an embodiment of a holding device 1 for producing ceramic stacks with a polygonal cross section according to the invention. In the 7 illustrated embodiment of the holding device 1 used to make an octagonal ceramic stack. The saw blades SCH arranged in the form of a matrix each have a rectangular outer contour with four sides whose side lengths D are the distance between the saw blades arranged parallel in the cutting direction S. 2 a sawing device correspond. The distance C corresponds for example to the cutting width of a saw blade 2 or a diamond grinding wheel. At the in 7 shown holding device 1 become the rectangular ceramic piles 3 in a rotation angle of 45 ° relative to the cutting direction S in the holding device 1 used. Each saw template SCH has a rectangular outer contour, wherein in four corners of the outer contour each holding rods 4A . 4B . 4C . 4D are each provided with triangular cross-section. At the in 7 illustrated embodiment, the triangular cross-section of a support rod H forms an isosceles triangle with a 90 ° angle and two 45 ° angles. The support rods 4 are preferably made of hard metal. The ratio of the side lengths L1, L2 of the two outwardly directed sides of a holding rod A, as shown in FIG 7B is shown depends on the angle of rotation α. In the 7A shown distances B1, B2, which define the side lengths of the outer contour of the ceramic stack to be produced with an octagonal cross-section, depend on the distance D of the saw blades 2 whose cutting width C and the rotation angle α from.

Die mittels der. in 7A dargestellten Haltevorrichtung 1 hergestellten achteckigen Keramikstapel können anschließend weiteren Schnittvorgängen unterzogen werden. Hierzu werden sie beispielsweise um einen Winkel β gedreht und an eine weitere Haltevorrichtung 1', wie sie in 8 dargestellt ist, eingesetzt. Nach einem ersten Schnittvorgang in Schnittrichtung S erfolgt eine 90°-Drehung der Haltevorrichtung 1' relativ zur Schnittrichtung S und ein weiterer Schnittvorgang.The means of. in 7A shown holding device 1 produced octagonal ceramic stack can then be subjected to further cutting operations. For this purpose, for example, they are rotated by an angle β and to a further holding device 1' as they are in 8th is shown used. After a first cutting operation in the cutting direction S, a 90 ° rotation of the holding device takes place 1' relative to the cutting direction S and another cutting process.

9 zeigt ein Beispiel einer Haltevorrichtung 1' mit Sägeschablonen zur Herstellung eines zwölfeckigen Keramikstapels. Dabei beträgt der Drehwinkel 22,5°. 9 shows an example of a holding device 1' with sawing templates for the production of a dodecagonal ceramic stack. The angle of rotation is 22.5 °.

10 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 zur Herstellung von Keramikstapeln. Die Haltevorrichtung 1 weist eine Grundplatte 5 auf, aus der eine Vielzahl von Haltestäben 2 herausragen, wobei jeweils vier Haltestäbe 4A, 4B, 4C, 4D eine Sägeschablone bilden. Die Haltestäbe 4A, 4B, 4C, 4D weisen vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt auf. Die matrixförmig angeordnete Sägeschablone SCH mit vier Haltestäben 4A, 4B, 4C, 4D weist einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten auf, deren Seitenlängen dem Abstand D der parallel in einer Schnittrichtung S angeordneten Sägeblättern 2 einer Sägeeinrichtung entsprechen. Die Sägeblätter 2 trennen die aus den Sägeschablonen herausragenden Ecken ab bzw. schleifen sie ab. In jede Sägeschablone, die aus vier Haltestäben 4 besteht, ist jeweils mindestens ein Keramikstapel einsetzbar. Dabei wird der Keramikstapel mit einem festen Drehwinkel α relativ zu den in Schnittrichtung S verlaufenden Seiten des Außenumrisses der Sägeschablone eingesetzt. Die Haltevorrichtung 1, wie sie in 10 dargestellt ist, weist ferner abnehmbare jochförmige Niederhalter mit beispielsweise federnden Einsätzen zum Einspannen der Keramikstapel 3 auf. Die Haltevorrichtung 1 weist hierzu ein abnehmbares Joch 6 auf. Die Haltestäbe 4 sind vorzugsweise aus Hartmetall hergestellt, um eine hohe Biegesteifigkeit und eine hohe Positionsgenauigkeit zu erzielen. Die federnden Einsätze der jochförmigen Niederhalter erzeugen ausreichend hohe Spannkräfte, sodass die Schnittkräfte der Sägeeinrichtung über die Reibkräfte abgestützt werden. Die Reibkräfte können durch entsprechende Maßnahmen an den federnden Einsätzen, beispielsweise durch Beläge mit Diamantkristallen erhöht werden. Die jochförmigen Niederhalter sind zu einer Spanneinheit bzw. einen Joch 6 verbunden, wodurch die Handhabung vereinfacht wird. Die Sägeeinrichtung bzw. Schneidevorrichtung weist mehrere Sägeblätter 2 auf, die alle Schnitte in Schnittrichtung S gleichzeitig ausführen. Da alle eingesetzten Keramikstapel 3 gleichzeitig bearbeitet werden, ist es möglich, in sehr kurzer Zeit sehr viele Keramikstapel mit vieleckigem Querschnitt herzustellen, ohne dass eine Einzelbehandlung der jeweiligen Keramikstapel 3, beispielsweise durch einen Schleifvorgang, nötig ist. Zur Herstellung eines Keramikstapels mit einem achteckigen Querschnitt sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich zwei zusätzliche Schnittvorgänge an den rechteckigen Keramikstapeln notwendig. 10 shows a cross-sectional view through a holding device according to the invention 1 for the production of ceramic stacks. The holding device 1 has a base plate 5 on, from which a multiplicity of holding bars 2 sticking out, each with four support rods 4A . 4B . 4C . 4D form a saw template. The support rods 4A . 4B . 4C . 4D preferably have a triangular cross-section. The matrix-shaped Sägeschablone SCH with four support rods 4A . 4B . 4C . 4D has a rectangular outer contour with four sides, the side lengths of the distance D of parallel arranged in a cutting direction S saw blades 2 a sawing correspond. The saw blades 2 separate or grind off the corners protruding from the saw templates. In each sawing template, which consists of four support rods 4 exists, in each case at least one ceramic stack can be used. In this case, the ceramic stack is used with a fixed angle of rotation α relative to the running in the cutting direction S sides of the outer contour of the saw template. The holding device 1 as they are in 10 is shown, further comprises removable yoke-shaped hold-down with, for example, resilient inserts for clamping the ceramic stack 3 on. The holding device 1 has a removable yoke for this purpose 6 on. The support rods 4 are preferably made of hard metal in order to achieve a high flexural rigidity and a high positional accuracy. The resilient inserts of the yoke-shaped hold-down generate sufficiently high clamping forces, so that the cutting forces of the sawing device are supported by the frictional forces. The frictional forces can be increased by appropriate measures on the resilient inserts, for example, by coatings with diamond crystals. The yoke-shaped hold-downs are a clamping unit or a yoke 6 connected, whereby the handling is simplified. The sawing device or cutting device has a plurality of saw blades 2 on, which perform all cuts in the cutting direction S simultaneously. Since all used ceramic stacks 3 be processed simultaneously, it is possible to produce very many ceramic stacks with polygonal cross-section in a very short time, without a single treatment of the respective ceramic stack 3 , For example, by a grinding process, is necessary. To produce a ceramic stack with an octagonal cross-section, only two additional cutting operations on the rectangular ceramic stacks are necessary in the method according to the invention.

Bei einer Ausführungsform der Haltevorrichtung 1 sind die Haltestäbe 4 drehbar gelagert, sodass der Drehwinkel zum Schneiden der Keramikstapel einstellbar ist.In one embodiment of the holding device 1 are the support rods 4 rotatably mounted, so that the rotation angle for cutting the ceramic stack is adjustable.

11A-11D zeigen verschiedene Keramikstapel mit unterschiedlichem vieleckigen Querschnitt. 11A - 11D show different ceramic stacks with different polygonal cross-section.

11A zeigt einen durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hergestellten Keramikstapel mit acht Ecken. Bei der in 11A dargestellten Ausführungsform sind die Außenseiten des mehreckigen Keramikstapels alle gleich. 11A shows a ceramic stack produced by the manufacturing method according to the invention with eight corners. At the in 11A illustrated embodiment, the outsides of the polygonal ceramic stack are all the same.

Mit der erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es allerdings möglich, auch Keramikstapel mit unterschiedlichen Seitenlängen herzustellen, wie in 11B angedeutet ist. Dabei laufen zwei gegenüberliegende Seiten des vieleckigen Querschnitts parallel zueinander und haben die gleiche Länge. Der in 11B dargestellte Keramikstapel eignet sich beispielsweise zum Einsetzen in ein elliptisches Gehäuse.With the production method according to the invention, however, it is also possible to produce ceramic stacks with different side lengths, as in 11B is indicated. In this case, two opposite sides of the polygonal cross-section parallel to each other and have the same length. The in 11B illustrated ceramic stack is suitable, for example, for insertion into an elliptical housing.

11C zeigt einen Keramikstapel mit zehn Ecken und 11D einen Keramikstapel mit zwölf Ecken, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren lassen sich Keramikstapel mit nahezu kreisrundem Querschnitt herstellen, der den Innenraum eines kreiszylindrischen Gehäuses fast vollständig ausfüllt. 11C shows a ceramic stack with ten corners and 11D a ceramic stack with twelve corners, which can be produced by the method according to the invention. The production method according to the invention makes it possible to produce ceramic stacks of virtually circular cross-section which almost completely fills the interior of a circular-cylindrical housing.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich regelmäßige oder unregelmäßige Keramikstapel mit n = 6, 8, 10, 12, 14 etc. Ecken herstellen.With the method according to the invention can be regular or irregular ceramic stacks with n = 6, 8, 10, 12, 14 etc. create corners.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zur Verfügung stehende Ausgangsmaterial optimal ausgenutzt, da nur die überstehenden Ecken abgetrennt werden.at the method according to the invention will that be available standing starting material optimally utilized, since only the protruding Corners are separated.

12 zeigt ein Ablaufdiagramm mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Keramikstapeln mit vieleckigem Querschnitt. Bei dieser Ausführungsform sind die Haltestäbe bzw. die Sägeschablonen SCH der Haltevorrichtung drehbar gelagert und erlauben ein Drehen der darin eingesetzten Keramikstapel 3 um einen einstellbaren Drehwinkel. 12 shows a flow diagram with a further embodiment of the method according to the invention for the production of ceramic stacks with polygonal cross-section. In this embodiment, the holding rods or the Sägeschablonen SCH of the holding device are rotatably mounted and allow rotation of the ceramic stack inserted therein 3 by an adjustable angle of rotation.

Zunächst erfolgt in einem Schritt S1 ein Zerteilen eines Keramikblocks KB in eine Vielzahl von Keramikstapeln 3 mit jeweils rechteckigem Querschnitt, vorzugsweise quadratischem Querschnitt.First, in a step S1, a ceramic block KB is divided into a plurality of ceramic stacks 3 each having a rectangular cross section, preferably square cross section.

Die zerteilten Keramikstapel 3 werden anschließend im Schritt S2 auseinandergespreizt und in matrixförmig angeordnete Sägeschablonen SCH der Haltevorrichtung 1 eingesetzt bzw. darin positioniert.The broken ceramic stacks 3 are then spread apart in step S2 and arranged in matrix Sä Säablablonen SCH of the holding device 1 inserted or positioned therein.

In einem Schritt S3 werden die eingesetzten Keramikstapel 3 um einen Winkel von 360°/n gedreht, wobei n die Anzahl der Ecken des herzustellenden Keramikstapels mit vieleckigem Querschnitt darstellt. Zur Drehung der eingesetzten Keramikstapel 3 werden bei einer bevorzugten Ausführungsform die Haltestäbe 4 der Haltevorrichtung 1 drehbar gelagert und erlauben eine Drehung der Keramikstapel 3 relativ zur Schnittrichtung S einer Sägevorrichtung.In a step S3, the ceramic stacks used 3 rotated by an angle of 360 ° / n, where n represents the number of corners of the manufactured ceramic stack with polygonal cross-section. For rotation of the inserted ceramic stacks 3 become in a preferred embodiment, the support rods 4 the holding device 1 rotatably mounted and allow rotation of the ceramic stack 3 relative to the cutting direction S of a sawing device.

In einem Schritt S4 wird überprüft, ob bereits n/4 Drehungen durchgeführt worden sind. Ist dies der Fall, erfolgt eine weitere Drehung um 360° im Schritt S3. Im umgekehrten Fall werden im Schritt S5 die gegenüberliegenden Stack-Seiten der eingesetzten Keramikstapel 3 in einem gewünschten Abstand bzw. in einer gewünschten Schlüsselweite parallel geschnitten.In a step S4, it is checked whether n / 4 rotations have already been performed. If this is the case, another 360 ° rotation takes place in step S3. In the opposite case, in step S5, the opposite stack sides of the ceramic stacks used 3 cut in parallel at a desired distance or in a desired wrench size.

In einem Schritt S6 wird geprüft, ob bereits (n – 4)/2 Parallelschnitte durchgeführt worden sind. Ist dies nicht der Fall, kehrt der Vorgang zu Schritt S3 zurück. Im umgekehrten Fall ist der Vorgang zur Herstellung von Keramikstapeln 3 mit einem n-eckigen Querschnitt abgeschlossen.In a step S6 it is checked whether (n-4) / 2 parallel cuts have already been carried out. If this is not the case, the process returns to step S3. In the opposite case, the process of producing ceramic stacks 3 finished with a n-shaped cross-section.

Bei der in 12 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird lediglich eine Haltevorrichtung 1 benötigt, deren Sägeschablonen SCH mittels der drehbar gelagerten Haltestäbe 4 ein Einstellen des Drehwinkels der eingesetzten Keramikstapel relativ zu der Schnittrichtung S erlaubt.At the in 12 illustrated embodiment of the manufacturing method according to the invention is merely a holding device 1 requires their Sägeschablonen SCH means of rotatably mounted support rods 4 adjusting the angle of rotation of the inserted ceramic stack relative to the cutting direction S allowed.

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung von Stapeln aus Keramikrohmaterial mit vieleckigem Querschnitt, welches die folgenden Schritte aufweist: (a) Zerteilen eines Block aus Keramikrohmaterial (KB) durch mehrere parallel in einem bestimmten Abstand (D) zueinander in einer Schnittrichtung (S) angeordnete Sägeblätter (2) in einem in Schnittrichtung (S) ausgeführten ersten Schnittvorgang und nach erfolgter Drehung des Block aus Keramikrohmaterial (KB) in einem zu der Schnittrichtung (S) senkrecht aufgeführten zweiten Schnittvorgang zu einer Vielzahl von Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) mit jeweils rechteckigem Querschnitt; (b) Drehen der Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) um einen Drehwinkel relativ zu der Schnittrichtung (S) und Einsetzen der Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) in matrixförmig angeordnete Sägeschablonen einer Haltevorrichtung (1) deren Seitenlängen jeweils dem Abstand (D) der Sägeblätter (2) entsprechen; und (c) Abtrennen von Ecken der eingesetzten Stapeln aus Keramikrohmaterial (3), die aus den matrixförmig angeordneten Sägeschablonen herausragen, in mindestens einem in Schnittrichtung (S) ausgeführten weiteren Schnittvorgang.A method for producing stacks of ceramic raw material having a polygonal cross section, comprising the steps of: (A) dividing a block of ceramic raw material (KB) by a plurality of parallel at a certain distance (D) to each other in a cutting direction (S) arranged saw blades ( 2 ) in a cutting process (S) performed first cutting operation and after rotation of the block of ceramic raw material (KB) in a direction perpendicular to the cutting direction (S) second cutting operation to a plurality of stacks of ceramic raw material ( 3 ) each having a rectangular cross section; (b) turning the stacks of ceramic raw material ( 3 ) by an angle of rotation relative to the cutting direction (S) and insertion of the stacks of ceramic raw material ( 3 ) arranged in matrix form sawing templates of a holding device ( 1 ) whose side lengths in each case the distance (D) of the saw blades ( 2 ) correspond; and (c) separating corners of the inserted stacks of ceramic raw material ( 3 ), which protrude from the matrix-shaped Sägeschablonen, in at least one in the cutting direction (S) running further cutting process. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Block aus Keramikrohmaterial (KB) in eine Vielzahl von Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) mit jeweils quadratischem Querschnitt zerteilt wird.The method of claim 1, wherein the block of ceramic raw material (KB) is deposited in a plurality of stacks of ceramic raw material (KB). 3 ) is divided with square cross section. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) vor dem Abtrennen der Ecken um 360°/n gedreht wird, wobei n die Anzahl der Ecken der herzustellenden Stapeln aus Keramikrohmaterial mit vieleckigem Querschnitt ist.The method of claim 1, wherein each stack of ceramic raw material ( 3 ) is rotated by 360 ° / n before the cutting off of the corners, where n is the number of corners of the stacks of ceramic raw material with polygonal cross-section to be produced. Verfahren nach Anspruch 3, wobei nach n/4 Drehungen der Stapel aus Keramikrohmaterial (3) kein Abtrennen der Ecken erfolgt, sondern die Stapel aus Keramikrohmaterial (3) ein weiteres Mal um 360°/n gedreht werden.Method according to claim 3, wherein after n / 4 rotations the stack of ceramic raw material ( 3 ) no separation of the corners takes place, but the stacks of ceramic raw material ( 3 ) are rotated once more by 360 ° / n. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach (n – 4)/2 Schnittvorgängen zum Abtrennen von Ecken die Herstellung der Stapel aus Keramikrohmaterial (3) mit jeweils n Ecken abgeschlossen ist.Method according to claim 4, wherein after (n-4) / 2 cutting processes for cutting off corners, the production of the stacks of ceramic raw material ( 3 ) with n corners each. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zur Herstellung von unregelmäßigen Stapeln aus Keramikrohmaterial (3) wenigstens eine Drehung um einen anderen Winkel als 360°/n vor dem Abtrennen der Ecken durchgeführt wird.Method according to claim 3, wherein for the production of irregular stacks of ceramic raw material ( 3 ) at least one rotation is made at an angle other than 360 ° / n before the corners are cut off. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in den matrixförmig angeordneten Sägeschablonen eingesetzten Stapel aus Keramikrohmaterial (3) durch Drehen von Haltestäben gedreht werden.Method according to claim 3, wherein the stacks of ceramic raw material used in the matrix-shaped sawing templates ( 3 ) by turning holding rods. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stapel aus Keramikrohmaterial mit vieleckigem Querschnitt anschließend gesintert werden.The method of claim 1, wherein the stacks of ceramic raw material subsequently sintered with a polygonal cross-section. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stapel aus Keramikrohmaterial (3) durch Piezostapel gebildet werden.The method of claim 1, wherein the stacks of ceramic raw material ( 3 ) are formed by piezo stack. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hergestellten Stapel aus Keramikrohmaterial jeweils eine gerade Anzahl (N) von Ecken aufweisen.The method of claim 1, wherein the produced Stack of ceramic raw material in each case an even number (N) of Have corners. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwei einander gegenüberliegende Seiten eines vieleckigen Querschnitts eines hergestellten Stapels aus Keramikrohmaterials zueinander parallel verlaufen und die gleiche Länge aufweisen.The method of claim 1, wherein two opposing ones Pages of a polygonal cross section of a manufactured pile made of ceramic raw material parallel to each other and the same Have length. Haltevorrichtung zur Herstellung von Stapeln aus Keramikrohmaterial mit vieleckigem Querschnitt, wobei die Haltevorrichtung (1) matrixförmig angeordnete Sägeschablonen aufweist, die zum Abtrennen der aus den Sägeschablonen herausragenden Ecken von Stapeln aus Keramikrohmaterial (3), welche in die Sägeschablonen um einen Drehwinkel zu einer Schnittrichtung (S) gedreht einsetzbar sind, für die Herstellung der Stapel aus Keramikrohmaterial mit vieleckigem Querschnitt vorgesehen sind.Holding device for producing stacks of ceramic raw material with polygonal cross section, wherein the holding device ( 1 ) arranged in a matrix-like sawing templates, which for separating the projecting from the Sägemablonen corners of stacks of ceramic raw material ( 3 ), which are insertable into the Sägeschablonen by a rotation angle to a cutting direction (S), are provided for the preparation of the stack of ceramic raw material with polygonal cross-section. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone einen rechteckigen Außenumriss mit vier Seiten aufweist, deren Seitenlängen dem Abstand (D) von parallel in einer Schnittrichtung (S) angeordneten Sägeblättern (2) einer Sägeeinrichtung entsprechen.A holding device according to claim 7, wherein each saw blade arranged in matrix form has a rectangular outer contour with four sides whose side lengths correspond to the distance (D) of saw blades (12) arranged parallel in a cutting direction (S). 2 ) correspond to a sawing device. Haltevorrichtung nach Anspruch 13, wobei in jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone ein Stapel aus Keramikrohmaterial (3) mit einem festen Drehwinkel (α) relativ zu den in Schnittrichtung (S) verlaufenden Seiten des Außenumrisses einsetzbar ist.Holding device according to claim 13, wherein in each matrix-shaped sawing template, a stack of ceramic raw material ( 3 ) can be used with a fixed angle of rotation (α) relative to the in the cutting direction (S) extending sides of the outer contour. Haltevorrichtung nach Anspruch 14, wobei jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone vier in den Ecken des Außenumrisses angeordnete Haltestäbe (4A, 4B, 4C, 4D) mit jeweils dreieckigem Querschnitt aufweist.Holding device according to claim 14, wherein each sawing template arranged in the form of a matrix has four holding bars (4) arranged in the corners of the outer contour. 4A . 4B . 4C . 4D ) each having a triangular cross-section. Haltevorrichtung nach Anspruch 15, wobei der dreieckige Querschnitt eines Haltestabes (4A, 4B, 4C, 4D) ein gleichschenkliges Dreieck bildet.Holding device according to claim 15, wherein the triangular cross-section of a holding rod ( 4A . 4B . 4C . 4D ) forms an isosceles triangle. Haltevorrichtung nach Anspruch 16, wobei der dreieckige Querschnitt eines Haltestabes (4A, 4B, 4C, 4D) einen 90°-Winkel aufweist.Holding device according to claim 16, wherein the triangular cross-section of a holding rod ( 4A . 4B . 4C . 4D ) has a 90 ° angle. Haltevorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Stapel aus Keramikrohmaterial (3) Piezostapel sind.Holding device according to claim 12, wherein the stacks of ceramic raw material ( 3 ) Piezo stacks are. Haltevorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Haltestäbe (4A, 4B, 4C, 4D) aus Hartmetall bestehen.Holding device according to claim 15, wherein the holding rods ( 4A . 4B . 4C . 4D ) consist of hard metal. Haltevorrichtung nach Anspruch 12, wobei jede matrixförmig angeordnete Sägeschablone drehbar gelagerte Haltestäbe aufweist.Holding device according to claim 12, wherein each arranged in a matrix sawing template rotatably mounted holding rods having. Haltevorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Haltevorrichtung (1) an eine Steuerung angeschlossen ist, welche den Drehwinkel einstellt.Holding device according to claim 20, wherein the holding device ( 1 ) is connected to a controller which adjusts the angle of rotation.
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