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Keramischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
betrifft elektrische Kondensatoren aus keramischem Material, das eine hohe Dielektrizitätskonstante
aufweist, sowie Verfahren zur Formung und Herstellung derartiger Kondensatoren.
Der Ausdruck »Dielektrizitätskonstante« wird im folgenden in der Abkürzung »DK«
benutzt und bezeichnet die relative Dielektrizitätskonstante des betreffenden Materials
gegenüber derjenigen von Luft.
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Es ist vorgeschlagen worden, ein ungeschmolzenes keramisches Material
zum Überziehen einer Anzahl von Metallbändern zu benutzen, die dann zu einem enggepreßten
Bündel von Bändern zusammengefaßt und zu einem Wickel geformt werden, der mit einem
zusätzlichen Überzug eines keramischen Materials bedeckt und gebrannt wird. Die
Bänder können dann als getrennte Belegungen eines Kondensators benutzt werden. Es
treten jedoch bei der Auswahl eines geeigneten Materials für die Metallbänder große
Schwierigkeiten auf, da dieses Material die Temperaturen beim Brennen der Keramik
ohne physikalische oder chemische Beeinträchtigungen aushalten muß, während es sich
in Berührung mit dem keramischen Material befindet. Schwierigkeiten können ferner
bei der Herstellung der Überzüge auf den metallischen Oberflächen der Bänder sowie
bei dem Brennvorgang infolge des Schwindens des keramischen Materials während des
Brennens auftreten. Diese zuletzt genannten Schwierigkeiten treten besonders dann
auf, wenn ein keramisches Material hoher DK verwendet wird, da diese Materialien
beim Brennen stark schwinden. Das Verfahren eignet sich daher nicht ohne weiteres
zur Herstellung eines fertigen Erzeugnisses ohne eine getrennte Behandlung zur Erzeugung
eines Überzuges, nachdem das Bündel zu einem Wickel geformt wurde. Ähnliche Vorschläge,
die aber auch viele der genannten Nachteile aufweisen, sind dahingehend gemacht
worden, Streifen aus Metallfolie zu verwenden, auf denen geschmolzene oder glasartige
Überzüge aufgebracht werden.
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Es ist bekannt, Kondensatoren durch Aufwickeln von abwechselnden Streifen
von Papier und Metallfolie in Spiralform herzustellen. Die Biegsamkeit dieser Materialien
ermöglicht die bequeme Ausführung verschiedener Anordnungen, bei denen ein Kontakt
mit einzelnen verschiedenen Lagen der Metallfolie hergestellt wird. Die Papier-
und plastischen Materialien, welche das Dielektrikum von derartigen Kondensatoren
bilden, haben jedoch häufig eine DK unter 10, während feste keramische Materialien
eine DK von etwa 100 oder mehr haben, so daß sie als Materialien hoher DK bezeichnet
werden können. Jedenfalls sind handelsübliche Kondensatoren mit keramischen Materialien
in den Kapazitätsbereichen, die üblicherweise als Papierkondensatoren ausgeführt
werden, bisher wegen der praktischen Schwierigkeiten nicht üblich und verfügbar
gewesen.
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Ferner sind Kondensatoren bekannt, die einen einheitlichen Körper
aus keramischem Material, das durch Brennen in den endgültigen Zustand gebracht
ist, aufweisen und die mit verschiedenen nahe aneinander liegenden Hohlräumen von
kreisförmigem Querschnitt und relativ geringer Weite versehen sind. Eine metallische
Lösung wird in das Innere des Körpers gegossen und das Lösungsmittel dann durch
Erwärmen oder Brennen entfernt, wobei an den Wänden der Hohlräume eine Metallschicht,
die die Belegungen des Kondensators darstellt, gebildet wird.
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Es ist ferner bekannt, bei einem Glimmerkondensator in Paketform die
aufeinanderliegenden, aufgesinterten metallischen Belegungen durch unter Kapillarwirkung
eingetragenes Lot metallisch fest miteinander zu verbinden.
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Ein Kondensator aus einem zu einem quaderförmigen, einheitlichen Körper
gebrannten keramischen Material hoher DK, der in seinem Innern eine Vielzahl von
zueinander und zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Körpers parallelen Hohlräumen
geringer, gleichbleibender lichter Weite aufweist, die mit einem leitenden Material
ausgekleidet sind, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, d'aß die
Hohlräume
an zwei gegenüberliegenden, auf den vorstehend genannten Seitenflächen senkrecht
stehenden Seitenflächen bis an die Oberfläche des Körpers reichen und ihre lichte
Weite so gering ist, daß eine Kapillarwirkung auftritt.
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Diese Ausführungsform eignet sich besonders für eine Fertigung in
einem kontinuierlichen Prozeß im Gegensatz zu den bekannten gruppen- oder absatzweisen
Verfahren.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Kondensator aus
keramischem Material dadurch hergestellt, daß eine Anzahl von nicht wärmebeständigen
dünnen Bändern durch ein flüssiges Koagulierungsrnittel hindurchgezogen wird, daß
danach die Bänder, die mit dem Koagulierungsmittel benetzt sind, durch eine Dispersion
eines keramischen Rohmaterials hindurchgezogen werden, so daß ein Überzug des keramischen
Rohmaterials auf allen Flächen jedes der Bänder koaguliert, daß die überzogenen
Bänder mit ihren Flächen gegeneinandergepreßt werden, so daß sie eine einheitliche
Struktur bilden, während sie sich noch im Koagulierungszustand in der Dispersion
befinden, daß die sich ergebende Anordnung auf die Brenntemperatur der Keramik erhitzt
wird, wobei das koagulierte keramische Rohmaterial gebrannt und die nicht wärmebeständigen
Bänder entfernt werden, daß der keramische Körper in bestimmte Abschnitte unterteilt
wird und daß leitendes Material für die Belegungen in die Hohlräume eingegossen
wird, die von den nicht wärmebeständigen Bändern gebildet wurden.
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Ein so hergestellter Kondensator ist billig, hat eine große Kapazität
im Verhältnis zu seiner Größe, nutzt die Eigenschaften des dielektrischen Materials
vorteilhaft aus und besitzt eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
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Fig.1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Kondensators gemäß der
Erfindung, der einen keramischen Körper mit leitenden Belegungen und Anschlußverbindungen
aufweist; Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Kondensators aus keramischem
Material mit einer anderen Belegungs- und Zuleitungsanordnung, und Fig. 3 ist eine
Ansicht einer Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung von
Kondensatoren gemäß der Erfindung benutzt wird.
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In Fig. 1 ist ein Kondensator aus einem keramischen Material hoher
DK dargestellt, der einen einheitlichen Körper 11 aus dem Material aufweist, welches
keramisch gebrannt ist.
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Das erste bekanntgewordene keramische Material, das eine außerordentlich
hohe DK aufweist, ist die kristalline Modifikation von Titandioxyd, TiOz, Rutil,
welches eine DK von etwa 110 hat. Andere keramische Materialien, die zur Gruppe
des Rutils gehören und eine hohe DK haben, sind z. B. Calciumtitanat und Strontiumtitanat,
welche bei Zimmertemperatur Werte von 165 und 275 aufweisen. Weitere keramische
Materialien, die hauptsächlich aus einem Titanatsalz bestehen, haben auch eine bemerkenswert
hohe DK, davon manche bei Zimmertemperatur. Erwähnenswert ist dabei Bariumtitanat,
welches bei Zimmertemperatur eine DK von mehr als 1700 hat. Bariumtitanatverbindungen,
die zunehmende Mengen von Strontiumtitanat in fester Lösung enthalten, zeigen Spitzen-DK-Werte
bei abnehmenden Temperaturen unterhalb der Spitzentemperatur von etwa 120° C für
Bariumtitanat, und die Hinzufügung von genügend Strontium ergibt einen Spitzenwert
oberhalb von 10 000 bei Zimmertemperatur. Bariumtitanat mit etwa 4 Gewichtsprozent
Bariumstannat hat eine DK von etwa 2700, während eine Hinzufügung von 4% Bleititanat
zu dem Bariumtitanat eine DK von etwa 900 ergibt. Andere keramische Materialien,
die in diesem Zusammenhang erwähnt werden können, sind Kaliumniobat mit einer DK
von etwa 500 und modifizierte Titanatsalze in Form von Bleizirkonat Bleititanat
in fester Lösung im Bereich von 50 bis 60 Molprozent von Bleizirkonat, die eine
DK von etwa 400 bis 700 je nach Zusammensetzung aufweisen.
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Es sind daher eine Vielzahl von keramischen Materialien hoher DK mit
verschiedenen Temperatureigenschaften der DK bekannt.
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Bestimmte Zusammensetzungen auf der Grundlage von Bariumtitanat sind
für Kondensatoren besonders geeignet, und die Zufügung von nur wenigen Prozent bestimmter
Metalloxyde ergibt eine Verringerung der Änderung der DK in Abhängigkeit von der
Temperatur. Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung besteht hauptsächlich aus
10% Calciumzirkonat, 10% Strontiumtitanat und 80 Gewichtsprozent Bariumtitanat und
liefert eine DK von etwa 6500 bei Zimmertemperatur und eine verhältnismäßig flache
DK-Temperatur-Charakteristik. Die Herstellung dieser Zusammensetzung erfolgt nach
bekannten keramischen Verfahren.
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Der einheitliche Körper 11 der Fig. 1 hat eine Anzahl von Hohlräumen
in dem keramischen Material, die parallel zueinander in einer Richtung, in diesem
Falle der Längsrichtung des Körpers, verlaufen. Jeder dieser Hohlräume hat in Ebenen
quer zur Längsrichtung des Körpers eine so kleine Weitenabmessung, daß Kapillarwirkung
eintritt, und eine viel größere Öffnungsbreitenabmessung. Die Öffnungen der Hohlräume
von kapillarer Weite sind besonders gut geeignet, ein leitendes Belegungsmaterial
in flüssiger Form aufzunehmen. Öffnungsbreiten von mindestens dem Fünf- oder Zehnfachen
der Öffnungsweite kommen in Betracht, die Öffnungen können auch 50- bis 100mal so
breit als weit sein. Die Hohlräume haben in der Richtung der Lochweite Abstand voneinander.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, hat der Körper 11 an seinem Ende vier
Öffnungen zu Hohlräumen 12, 13, 14 und 15, deren linke Ränder ziemlich dicht bis
zum linken Rand des Körpers 11 verlaufen. Unterhalb jeder dieser Öffnungen ist eine
entsprechende andere Gruppe von Öffnungen zu Hohlräumen 16, 17, 18, 19 angeordnet,
deren rechte Ränder ziemlich dicht bis zum rechten Rand des Körpers 11 verlaufen.
Die Hohlräume sind also abwechselnd gegeneinander in der Richtung der Öffnungsbreite
versetzt. In die Hohlräume 12 bis 19 wird leitendes Material eingeführt, so daß
es die einzelnen Belegungen bildet. Das leitende Material kann in die Hohlräume
in der weiter unten beschriebenen Weise eingebracht werden. Da die Hohlräume kapillare
Weite haben, füllt das leitende Material sie gewöhnlich aus und überzieht beim Trocknen
die Wandungen. In Fig. 1 ist angenommen, daß die Hohlräume vollständig ausgefüllt
sind. Die Schwierigkeiten, die bei dem Versuch auftreten, keramische Körper durch
Brennen von Rohlingen mit metallischen Einsätzen herzustellen, die als Belegungen
dienen sollen, wurden oben beschrieben, und es wird daher gemäß der Erfindung ein
keramischer
Kondensatoraufbau und ein Verfahren zu seiner Herstellung
vorgeschlagen, welche das Einsetzen des Belegungsmaterials in die Hohlräume nach
dem keramischen Brennprozeß ermöglichen.
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Auf den gegenüberliegenden rechten und linken Seiten des Körpers 11
sind Einschnitte 21 und 22 vorgesehen. Der Einschnitt 21 auf der rechten Seite des
Körpers befindet sich in der Nähe des vorderen Endes in Fig. 1, während der Einschnitt
22 auf der linken Seite sich in der Nähe des rückwärtigen Endes befindet. Indem
die Tiefe dieser Einschnitte so gewählt wird, daß sie sich bis in den Rand der Hohlräume
hinein erstrecken, die nach der Seite mit dem Einschnitt zu versetzt sind, jedoch
nicht so tief, daß sie den benachbarten Rändern der anderen Hohlräume zu nahe kommen,
legt der Einschnitt 21 die Belegungen in den Hohlräumen 16 bis 19 frei, ist aber
von den Belegungen in den Hohlräumen 12 bis 15 isoliert, während der Einschnitt
22 die Belegungen 12 bis 15 freilegt, aber von den Belegungen 16 bis 19 isoliert
ist. Es ist daher ersichtlich, daß die Einschnitte 21 und 22 je das leitende Material
nur in denjenigen Hohlräumen 12 bis 19 einzeln freilegen, deren Ränder in Richtung
auf die betreffende Seite des Körpers 11 versetzt sind.
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Anschlußleitungen für das leitende Material, welches die einzelnen
Belegungen bildet, sind vorgesehen, wobei jeweils zwei benachbarte Belegungen an
verschiedenen Anschlußleitungen angeschlossen sind. Diese Anschlußleitungen bestehen
aus Leitungen 23 und 24, die einzeln mit dem leitenden Material in den Einschnitten
21 bzw. 22 in Verbindung stehen. Die Leitung 23 ist in dem Einschnitt 21 in Berührung
mit jeder der Belegungen 16 bis 19 eingelötet oder anderweitig leitend verbunden.
Der Rand des Körpers 11 ist in der Ansicht der Fig. 1 weggeschnitten, um das Innere
des Einschnittes 21 zu zeigen, und das untere Ende der Leitung 23 ist ebenfalls
weggeschnitten, um die Belegungen in den unteren Hohlräumen 18 und 19 sichtbar zu
machen, die durch den Einschnitt 21 freigelegt sind. Die Leitung 24 ist in ähnlicher
Weise in dem Einschnitt 22 mit den Belegungen 12 bis 15 leitend verbunden, die durch
diesen Einschnitt angeschnitten sind. Zur Vereinfachung der Darstellung ist das
Lötmittel oder sonstiges Material, welches benutzt wird, um die Leitungen in den
Einschnitten zu halten und die Verbindung mit den freigelegten Belegungen herzustellen,
in der Ansicht der Fig. 1 weggelassen. Die Leitungen 23 und 24 sind mit zwei Anschlüssen
26 bzw. 27 verbunden.
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Als Ausführungsbeispiel können die folgenden Abmessungen für einen
nach Fig. 1 ausgebildeten Kondensator angegeben werden: Die Gesamtabmessungen können
etwa 2,5 mm Dicke, 7 mm Breite und 2,5 cm Länge betragen. Die kapillare Weite der
Hohlräume beträgt etwa 0,05 bis 0,37 mm, vorzugsweise 0,125 mm oder weniger.
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Die Weite der Hohlräume kann 0,075 mm und ihre Breite 6 mm betragen,
wobei sie abwechselnd um 0,625 mm in der Breitenrichtung versetzt sind. Die Hohlräume
können einen Abstand. von 0,125 mm voneinander haben, wobei Schichten von der halben
Stärke über dem obersten und unter dem untersten Hohlraum auf der linken Seite der
Hohlräume 12 bis 15 und auf der rechten Seite der Hohlräume 16 bis 19 angeordnet
sein können.
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Fig.2 zeigt in schaubildlicher Darstellung einen etwas kleineren Kondensator
mit einer abweichenden Anordnung der inneren Belegungen und der Anschlußleitungen.
Der Kondensator der Fig. 2 ist ein Kondensator mit drei Anschlüssen, der einen Anschluß
aufweist, welcher üblicherweise geerdet werden kann und mit einer Gruppe von gemeinsamen
Belegungen verbunden ist, die kapazitiv mit zwei weiteren Gruppen von Belegungen
gekoppelt sind, die je zu entsprechenden Anschlüssen führen. Der Körper 31 des Kondensators
hat eine obere Belegung 32, die in Längsrichtung durch den Körper führt, zwei sich
in Längsrichtung ertreckende, in einer Ebene liegende Belegungen 33 und 34 darunter,
eine mittlere Belegung 36 unter den Belegungen 33 und 34, zwei weitere in Längsrichtung
verlaufende, in einer Ebene liegende Belegungen 37 und 38 unter der Belegung 36
und eine untere Belegung 39. Jede der oberen, mittleren und unteren Belegungen 32,
36 und 39 verläuft zusammenhängend zwischen dem linken und rechten Rand, jedoch
sind die Belegungsränder im Abstand von dem linken und rechten Rand des Körpers
31 angeordnet. Die linken Ränder der Belegungen 33 und 37 und die rechten Ränder
der Belegungen 34 und 38 nähern sich mehr den linken bzw. rechten Rändern des Körpers
31. Die Belegungen 33, 34 und 37, 38 liegen jeweils in einer gemeinsamen Ebene,
sie sind jedoch jeweils durch eine feste Brücke des keramischen Materials getrennt,
die in Längsrichtung des Körpers verläuft.
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Um die Zuleitungen für diese Belegungen herzustellen, sind Einschnitte
41 und 42 ähnlich den Einschnitten 21 und 22 bei der Anordnung der Fig. 1 auf den
Seiten des Körpers 31 vorgesehen. Zuführungsleitungen 43 und 44 sind leitend in
den Einschnitten 41 und 42 befestigt, so daß die Zuleitung 43 nur mit den Belegungen
34 und 38 und die Leitung 44 nur mit den Belegungen 33 und 37 in Berührung steht.
Ein weiterer Einschnitt 45 ist an einem stirnseitigen Ende des Körpers in der Mitte
angeordnet, so daß er von den Belegungen 33, 34, 37 und 38 durch die obenerwähnten
Brücken aus dielektrischem Material getrennt ist. Ein Zuleitungsdraht für die Masseverbindung
46 ist leitend an den Belegungen 32, 36 und 39 in dem Einschnitt 45 befestigt. Die
Leitungen 43, 44 und 46 können an entsprechende Klemmen 47, 48 und 49 angeschlossen
sein.
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Durch die seitliche Versetzung der linken bzw. rechten Ränder der
jeweils in einer Ebene liegenden Einzelbelegungen 33, 34 und 37, 38 nach außen in
bezug auf die jeweils benachbarten gemeinsamen Gegenbelegungen 32, 36 und 39 und
durch die beschriebene Anordnung der Zuleitungen an die einzelnen Belegungen besteht
der in Fig. 2 dargestellte Kondensator schaltungstechnisch aus paarweise hintereinandergeschalteten
Einzelkondensatoren, die in ihrer Gesamtheit parallel geschaltet sind.
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Es ist klar, daß eine große Anzahl verschiedener Anordnungen von Belegungen
ähnlich wie die Ausführungsbeispiele in Fig. 1 und 2 ausgebildet werden können und
daß entsprechende Anordnungen mit weniger und mehr Belegungen möglich sind.
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Fig. 3 zeigt in der Ansicht und teilweise im Schnitt eine Vorrichtung,
die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Kondensators
gemäß der Erfindung benutzt werden kann.
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Die Vorrichtung enthält einen Behälter 51 mit Seitenwänden 52 und
53, einem Boden 54 und einer mittleren Trennplatte 55, die jedoch nicht bis zum
Boden 54 des Behälters 51 reicht. Die Trennwand 55
erstreckt sich
natürlich zwischen der Vorderseite des Behälters, die in dem Schnitt nicht dargestellt
ist, und seiner Rückwand 56.
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Eine Anzahl von nicht hitzebeständigen dünnen Bändern 57, 58 und 59
sind auf entsprechenden Spulen 61, 62, 63 aufgewickelt. Diese Spulen sind auf waagerecht
angeordneten Achsen über der linken Seite des Behälters 51 gelagert, wobei die Spulen
61 und 63 sich links und rechts von der Spule 62 befinden. Führungsstäbe 64, 66
sind für das Band 59 in dem Teil des Behälters unterhalb der Trennwand 55 vorgesehen,
und ähnliche Führungsstäbe 67, 68 und 69, 71 sind noch tiefer in dem Behälter für
die Bänder 58 und 57 angeordnet.
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Zwei Rollen 72 und 73 sind etwas weiter oben in dem Behälter auf der
rechten Seite der Wand 55 auf waagerechten und parallel zueinander liegenden Achsen
angeordnet, und eine nicht dargestellte Vorrichtung ist vorgesehen, um den Abstand
zwischen diesen Achsen einstellen zu können und um vorzugsweise einen leichten Federdruck
zu erzeugen, der die Rollen 72 und 73 etwas gegeneinanderdrückt, wenn ein vorbestimmter
Abstand zwischen den Rollen vorhanden ist. Eine Führungsrolle 74 von großem Durchmesser
befindet sich oberhalb des Behälters, so daß eine senkrechte Tangentialebene auf
der linken Seite der Rolle 74 durch den Raum zwischen den Rollen 72 und 73 hindurchgeht.
Zwei Antriebsrollen 76, 77 mit nachgiebigen Oberflächenschichten sind mit ihren
einander gegenüberliegenden Flächen unterhalb der rechten Seite der Führungsrolle
74 gelagert. Die Rolle 77 ist in einem Lager gelagert, welches von einem Teil 78
getragen wird, an dem ein weiterer Teil 79 gelenkig befestigt ist, der ein
Lager für die Rolle 76 trägt. Eine Feder 81 zwischen den oberen Enden der Teile
78 und 79 gestattet die Einstellung eines geeigneten Druckes zwischen den Rollen
76 und 77. Ein Motor 82 treibt die Rolle 77 über einen Riemen 83 an.
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Beim Betrieb der Vorrichtung der Fig. 3 zur Herstellung eines keramischen
Kondensators gemäß der Erfindung werden die drei Bänder 57, 58 und 59 durch den
Behälter 51 unter den betreffenden Führungsstäben hindurchgeführt, dann zwischen
den Rollen 72 und 73, wobei das Band 58 in der Mitte liegt, dann über die Führungsrollen
74 und zwischen den Antriebsrollen 76 und 77 hindurch. Die Bänder können z. B. aus
einem Pergamentpapier von 0,075 mm Dicke und 6 mm Breite bestehen. In dem Behälter
51 ist eine Menge Quecksilber 86 so eingebracht, daß der Flüssigkeitsspiegel oberhalb
des Bodens der Trennwand 55 steht, ohne Rücksicht auf das Gewicht der Flüssigkeit
oder Flüssigkeitssuspensionen, die auf dem Quecksilber auf jeder Seite des Behälters
schwimmen.
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Auf der linken Seite der Platte 55 ist ein flüssiges Koagulierungsmittel
87 auf dem Quecksilber angeordnet. Ein bevorzugtes Koagulierungsmittel besteht aus
einer wäßrigen Lösung von Ammoniumpentaborat, NH4B50s, die unter Verwendung von
10 bis 15 Gewichtsprozent von Pentaborat hergestellt sein kann und vorzugsweise
auch 0,1 Gewichtsprozent eines nichtionischen Benetzungsstoffes, z. B. Äthersulfonat,
enthalten kann. Eine wäßrige Dispersion 88 des keramischen Rohmaterials schwimmt
auf dem Quecksilber auf der rechten Seite der Wand 55. Als Beispiel einer geeigneten
Dispersion kann ein Brei oder Schlamm benutzt werden, der 1000 g eines zerkleinerten,
für elektrische Zwecke bestimmten Bariumtitanats als keramisches Rohmaterial enthält,
das Strontiumtitanat und Calciumzirkonatbeimengungen der obenerwähnten Art mit etwa
1 bis 2 Gewichtsprozent von anderen oxydischen Elementen enthält, von denen einige
als Flußmittel während des nachfolgenden Brennvorganges. dienen. Dieses, keramische
Rohmaterial ist in etwas mehr als 200 g Wasser aufgeschwemmt. Ein Dispersionsmittel,
z. B. eine Menge von 10 g Natriumlignosulfonat, ist in diesem Brei aufgelöst, dem
ferner 75 ccm einer 20o/oigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol hinzugefügt wird.
Der letztere wird hinzugefügt, damit er die Dispersion zusammen mit dem dispersen
Material als Binder koaguliert oder gelatiniert, um dem zu koagulierenden keramischen
Material eine größere Festigkeit zu erteilen.
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Wenn der Motor 82 angelassen wird, dann bewirkt er, daß die Druckrollen
76 und 77, die durch die Feder 81 zusammengehalten werden, die nicht hitzebeständigen
dünnen Bänder 57, 58 und 59 durch das flüssige Koagulierungsmittel 87 hindurchziehen.
Die drei Bänder, die etwas von dem Koagulierungsmittel aufnehmen, wandern dann durch
das Quecksilber nach unten unter den Führungsstäben hindurch und von da nach oben
in die Dispersion 88. Wenn die Bänder, welche einen Teil des Koagulierungsmittels
mit sich führen, in Richtung auf die Rollen 72 und 73 durch die Dispersion 88 des
keramischen Rohmaterials gezogen werden, dann koaguliert ein überzug des Rohmaterials
und sammelt sich mit zunehmender Dicke auf sämtlichen Oberflächen jedes der Bänder
an. Ein allgemeines Verfahren dieser Art zum Koagulieren einer Schicht eines keramischen
Rohmaterials auf einer nicht hitzebeständigen Form aus einer Dispersion des feinzerkleinerten
Materials im Anschluß an das Aufbringen eines koagulierenden Stoffes auf den Träger,
der dann während des Brennens beseitigt wird, ist in dem USA.-Patent 2 554 327 beschrieben.
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Die Geschwindigkeit des Motors 82, der die Bänder durch die Vorrichtung
hindurchzieht, und die Strecke, die die Bänder durch die Dispersion 88 bis zu den
Rollen 72 und 73 zurücklegen, werden so eingestellt, daß sich Schichten gewünschter
Dicke auf den Bändern ausbilden. Die Dicke der Schichten entspricht etwa der Hälfte
der Trennwand zwischen den Hohlräumen in dem keramischen Körper, wenn z. B. ein
Körper der Art nach Fig. 1 mit breiten, dünnen übereinanderliegenden Hohlräumen
hergestellt werden soll. Der Abstand der Rollen 72 und 73 wird so eingestellt, daß
die Rollen die überzogenen Bänder 57, 58 und 59 Fläche auf Fläche gegeneinanderdrücken,
so daß sich unter einem mäßigen Druck eine einheitliche Anordnung bildet, während
die Bänder sich noch innerhalb der Dispersion 88 im Koagulierungszustand befinden..
Es ist häufig wünschenswert, eine dickere Schicht des keramischen Rohmaterials auf
der Außenseite der einheitlichen Anordnung vorzusehen, als sie auf den einzelnen
Bändern vor dem Durchlaufen durch die Rollen 72 und 73 erzeugt wurde, und dieser
spätere Koagulierungsvorgang verläuft im allgemeinen langsamer, weil kleinere Mengen
des Koagulierungsmittels durch die auf den Bändern bereits niedergeschlagenen Schichten
hindurchwandern. Aus diesem Grund kann die einheitliche Anordnung auf einer Strecke
durch die Dispersion im Anschluß an die Rollen 72 und 73 hindurchwandern,
die
vielleicht zweimal so lang ist wie die vor den Rollen liegende Strecke.
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Die Krümmung des Umfangs der Führungsrolle 74 ist so bemessen, daß
eine Beschädigung des frischen keramischen Körpers vermieden wird, und in der Praxis
kann die Rolle 74 einen Durchmesser haben, der größer ist als die Breite des Behälters
51. Nachdem das koagulierte Material auf dem Band die Antriebsrollen 76, 77 erreicht
hat, werden diese durch die zunehmende Stärke des zwischen ihnen durchlaufenden
langgestreckten Körpers auseinandergedrückt, und es ist danach einfach, eine gleichmäßige
Querschnittsabmessung des das Gerät verlassenden langgestreckten Körpers aufrechtzuerhalten.
Eine Anzahl von Wärmestrahlerlampen 89 ist auf den- langgestreckten Körper 90 zwischen
dem Behälter 51 und der Führungsrolle 74 sowie zwischen der Rolle 74 und den Antriebsrollen
76, 77 gerichtet, um einen großen Teil der Feuchtigkeit aus dem frisch geformten
grünen keramischen Körper zu entfernen.
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Die sich ergebende Anordnung wird dann auf die keramische Brenntemperatur
erhitzt, wobei das koagulierte keramische Rohmaterial gebrannt und die nicht hitzebeständigen
Bänder beseitigt werden, so daß ein nicht zusammengesetzter langgestreckter keramischer
Körper mit einer Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Hohlräumen mit einer verhältnismäßig
kleinen kapillaren Öffnungsweite und mit einer wesentlich größeren Öffnungsbreite
entsteht, wobei die Hohlräume in Richtung der Öffnungsweite im Abstand voneinander
angeordnet sind. Mit der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung würde ein Körper der
in Fig. 1 dargestellten Art mit drei Hohlräumen an Stelle von acht Hohlräumen erzeugt
werden. Um die gewünschte relative seitliche Versetzung der Ränder der Hohlräume
in dem Körper zu erhalten, ist es nur notwendig, auf den Führungsstäben 66, 68 und
71 Führungsstifte oder Scheiben anzuordnen, die nicht dargestellt sind und die radial
von den Stäben ausgehen und das Band 58 in einer seitlich versetzten Lage gegenüber
den Bändern 57 und 59 halten.
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Der langgestreckte Körper 90, der aus der Vorrichtung der Fig. 3 herauskommt,
kann spiralförmig auf einer Vorratstrommel aufgewickelt und später gebrannt werden,
oder er kann auch unmittelbar in einen fortlaufend betriebenen Ofen zum Brennen
eingeführt werden. Wenn ein fortlaufendes Brennverfahren nicht geeignet erscheint,
kann der langgestreckte Körper 90 zuerst in einzelne Stücke zerschnitten
werden; es wird jedoch vorgezogen, den langgestreckten Körper zu brennen, bevor
er in die. Abschnitte vorgegebener Länge unterteilt wird. Der Ofen und weitere Geräte
für die nachfolgende Behandlung des keramischen Körpers können übliche Ausführung
haben und sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Um die inneren Belegungen zu bilden, wird leitendes Material in flüssiger
Form in die Hohlräume eingeführt, und zwar in die Abschnitte, die von dem langgestreckten
keramischen Körper abgeschnitten worden sind. Um dies auszuführen, kann das eine
Ende jedes Abschnittes in eine Suspension von feinverteiltem leitendem Material,
z. B. Silber oder Kohlenstoff, in einer geeigneten Flüssigkeit eingetaucht werden.
Da die Hohlräume eine kapillare Weite haben, steigt das flüssige Material durch
Kapillarwirkung in den Hohlräumen nach oben; es ist zweckmäßig, den Bereich am anderen
Ende der Hohlräume zu evakuieren, um das flüssige Material unter dem Luftdruck in
die Hohlräume einströmen zu lassen. Das leitende Material in dem Abschnitt des keramischen
Körpers wird dann getrocknet, um die im Innern der Hohlräume haftenden Belegungen
zu bilden. Dies kann in einem Ofen ausgeführt werden. Ein leitendes Material mit
einem keramischen Flußmittel nach Art der leitenden Farben kann benutzt werden,
wobei durch die Wärmebehandlung eine glasartige, leitende Belegung in jedem Hohlraum
gebildet wird.
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Zur Herstellung der Einschnitte, die an den Seiten oder am Ende der
in Fig. 1 und 2 dargestellten Körper ersichtlich sind, zur Herstellung eines Kontaktes
mit jeweils nur einer Gruppe der Belegungen können kurze Schnitte mit einer umlaufenden
Bandsäge angebracht werden. Die Anschlußleitungen werden dann in diese Einschnitte
eingelegt und mit Hilfe eines leitenden Klebmittels oder Lötmittels mit den Belegungen
fest verbunden, die durch den Sägeschnitt freigelegt worden sind.