DE2221314C3

DE2221314C3 - Process for the electrical welding of a capacitor winding connection to the capacitor housing

Info

Publication number: DE2221314C3
Application number: DE19722221314
Authority: DE
Inventors: Roelof Dirk Hattem Bügel (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-05-08
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1977-02-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Anschweißen des freien Endes einer an einem der beiden Kondensatorbeläge eines von einem Metallstift getragenen Kondensatorwickels angebrachten Anschlußfahne an die Innenseite eines metallenen Bodens eines Kondensatorgehäuses.The invention relates to a method for electrically welding the free end of one of the two capacitor plates of a capacitor winding carried by a metal pin attached terminal lug to the inside of a metal base of a capacitor housing.

Bei einem aus der DT-AS 1414 393 bekannten Verfahren dieser Art wird vor dem Anbringen des von einem Metallstift getragenen Kondensatorwickels in dem leeren Gehäuse eine lange, mit dem außerhalb des Kondensatorgehäuses befindlichen Wickel verbundene Anschlußfahne dadurch an den Boden geschweißt, daß zunächst eine erste Schweißelektrode in das Gehäuse 5" eingeführt wird, welche die Anschlußfahne an den Gehäuseboden drückt, und eine zweite Schweißelektrode von außen gegen den Boden gedrückt wird. Danach wird ein hinreichend starker Strom durch den Boden und die Anschlußfahne geleitet. Nachdem die im Kondensatorgehäuse befindliche Schweißelektrode weggezogen worden ist, wird der außerhalb des Gehäuses festgehaltene, von dem Metallstift getragene Kondensatorwickel in das Gehäuse geschoben und darin auf übliche Weise fixiert.In one known from DT-AS 1414 393 This type of procedure is described in FIG the empty housing is connected to a long coil located outside the capacitor housing Terminal lug welded to the floor by first inserting a first welding electrode into the housing 5 " is introduced, which presses the terminal lug to the housing bottom, and a second welding electrode is pressed against the ground from the outside. After that there is a sufficiently strong current through the ground and the connector flag. After the welding electrode located in the capacitor housing has been pulled away, the one held outside the housing is carried by the metal pin The capacitor winding is pushed into the housing and fixed in it in the usual way.

Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß beim Einführen des Wickels in das Gehäuse die bereits festgeschweißte lange Anschlußfahne gefaltet wird, wodurch leicht mechanische Spannungen an der Schweißstelle auftreten können, die zu einer Verschlechterung oder sogar zum Bruch der Schweißung führen können. Feiner kann die zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Wickel gefaltete Anschlußfahne durch Eindringen in die Stirnseite des Wickels einen Kurzschluß verursachea Außerdem muß der beim Schweißen außerhalb des Gehäuses bleibende Wickel mit besonderen Mitteln festgehalten werden.A disadvantage of this method is that when the roll is inserted into the housing, the already welded long terminal lug is folded, which easily creates mechanical stresses on the Welding point can occur, leading to deterioration or even breakage of the weld being able to lead. The connecting lug, which is folded between the bottom of the housing and the coil, can be finer cause a short-circuit by penetrating the end face of the coil Welding outside the housing permanent coils are held with special means.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anschweißen einer Kondensatorwickelanschlußfahne an den Boden eines Kondensatorgehäuses zu schaffen, bei dem eine relativ kurze Anschlußfahne genügt und der Wickel sich während des Schweißvorganges bereits im Kondensatorgehäuse befindetThe invention is based on the object of a method for welding on a capacitor winding terminal lug to create at the bottom of a capacitor housing in which a relatively short terminal lug is sufficient and the winding is already in the capacitor housing during the welding process

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der von einem Metallstift getragene Kondensatorwickel soweit in das Kondensatorgehäuse geschoben wird, bis das freie Ende der genannten Anschlußfahne zwischen den Metallstift und den Boden des Gehäuses geklemmt wird, und daß danach ein derartiger Strom durch den Metallstift, durch das eingeklemmte Ende der Anschlußfahne und durch den Boden geführt wird, daß die Anschlußfahne an den Boden geschweißt wird und daß dann der Metallstift mit dem Kondensatorwickel vom Boden weggezogen und im Kondensatorgehäuse fixiert wird.This object is achieved in a method of the type mentioned at the beginning according to the invention in that the capacitor winding carried by a metal pin is pushed into the capacitor housing until the free end of said terminal lug clamped between the metal pin and the bottom of the housing is, and that afterwards such a current through the metal pin, through the clamped end of the terminal lug and is passed through the floor, that the terminal lug is welded to the floor and that then the metal pin with the capacitor winding is pulled away from the floor and fixed in the capacitor housing will.

Hierbei dient der den Kondensatorwickel tragende Metallstift praktisch als SchweißelektrodeHere, the metal pin carrying the capacitor coil serves practically as a welding electrode

Um die Möglichkeit zu verringern, daß der Metallstift an die Anschlußfahne festgeschweißt wird, oder, mit anderen Worten, um eine verhältnismäßig hohe Stromdichte zwischen Anschlußfahne und metallenem Boden und eine verhältnismäßig geringe Stromdichte zwischen Anschlußfahne und Metallstift zu erreichen, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindiingsgemäßen Verfahrens die der Anschlußfahne zugewandte Seite des metallenen Bodens mit einer derartigen Profilierung versehen, daß die Berührungsfläche der Profilierung mit der Anschlußfahne beträchtlich kleiner als die Berührungsfläche des Metallstiftes mit der Anschlußfahne ist.To reduce the possibility of the metal pin being welded to the terminal lug, or with In other words, there is a relatively high current density between the terminal lug and the metal To achieve a ground and a relatively low current density between terminal lug and metal pin, in a preferred embodiment of the method according to the invention, that of the terminal lug facing side of the metal base provided with such a profile that the contact surface the profiling with the terminal lug is considerably smaller than the contact area of the metal pin with the terminal lug.

Vorzugsweise wird die Profilierung durch eine kugelförmige Erhebung im metallenen Boden gebildet.The profiling is preferably formed by a spherical elevation in the metal base.

Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with the aid of some exemplary embodiments shown in the drawing. It indicates

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Elektrolytkondensator während der Herstellung,F i g. 1 shows a longitudinal section through an electrolytic capacitor during manufacture,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Elektrolytkondensator nach F i g. 1 im montierten Zustand,F i g. 2 shows a longitudinal section through an electrolytic capacitor according to FIG. 1 in the assembled state,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Kondensatorgehäuseboden eines Elektrolytkondensators.F i g. 3 shows a section through the capacitor housing base of an electrolytic capacitor.

Der mit den F i g. 1 und 2 dargestellte Elektrolytkondensator enthält ein einseitig offenes Kondensatorgehäuse 1 aus Aluminium, dessen Boden 3 mit einem elektrischen Anschlußdraht 5 versehen ist. Im Kondensatorgehäuse 1 befindet sich ein beispielsweise aus Aluminium bestehender, den Anodenstift durchstellender Metallstift 7, der in einer Hartpapierscheibe 9 und einer Gummischeibe 11 befestigt und mit einem elektrischen Anschlußdraht 13 versehen ist. Um den Metallstift 7 herum liegt ein Wickel 15 mit von innen nach außen gesehen nacheinander einer formierten Anodenfolie aus Aluminium, einer mit einem üblichen Elektrolyten imprägnierten Papierfolie, einer Kathodenfolie aus Aluminium und einer zweiten imprägnierten Papierfolie. Der Stift 7 wird zugleich als Wickeldorn verwendet. Um Kurzschluß 2u verhindern, ist die Abmessung der Papierfolie breiter als die der Aluminiumfolie. Eine Anschlußfahne 17 der Kathudenfolie erstreckt sich axiul iib-.T dtn Wickel 15 hinaus undThe one with the F i g. 1 and 2 shown electrolytic capacitor contains a capacitor housing open on one side 1 made of aluminum, the bottom 3 of which is provided with an electrical connecting wire 5. In the capacitor case 1 is an existing aluminum, for example, through the anode pin Metal pin 7, which is fixed in a hard paper disk 9 and a rubber disk 11 and with a electrical connection wire 13 is provided. Around the metal pin 7 there is a winding 15 from the inside Seen from the outside one after the other a formed anode foil made of aluminum, one with a conventional one Electrolyte-impregnated paper foil, a cathode foil made of aluminum and a second impregnated Paper foil. The pin 7 is also used as a winding mandrel. To prevent short circuit 2u is that Dimension of the paper foil wider than that of the aluminum foil. A terminal lug 17 of the cathode foil extends axiul iib-.T dtn winding 15 out and

muß mit dem Boden 3 des Kondensatorgehäuses 1 elektrisch verbunden werden.must be electrically connected to the bottom 3 of the capacitor housing 1.

Die Anschlußfahne 17 wird dazu zwischen den aus dem Wickel 15 herausragenden Metallstift 7 und den Boden des Kondensatorgehäuses 1 geklemmt. Von außen wird nun eine erste Elektrode 19 gegen den Boden 3 gedrückt, und es wird eine zweite Elektrode 21 gegen ein knopfförmiges Ende 23 des Metallstiftes 7 gedrückt Die Elektrode 19 wird dabei über den Anschlußdraht 5 geschoben, während die Elektrode 21 über den Anschlußdraht 13 geschoben wird. Danach werden die Elektroden 19 und 21 an eine Stromquelle angeschlossen, die einen derart starken Strom durch den Boden 3 des Kondensatorgehäuses, die Anschlußfahne 17 und den Metallstift 7 schickt, daß eine zuverlässige Schweißung zwischen der Anschlußfahne 17 und dem Boden 3 des Kondensatorgehäuses 1 erzielt wird. Nach Abschalten des Stroms werden die Elektroden 19 und 21 zurückgezogen. Der Metallstift 7 mh. dem Wickel 15 wird nun in bezug auf das Kondensatorgehäuse 1 soweit verschoben, daß etwa die in F i g. 2 dargestellte Stellung erreicht wird. Danach wird genau unterhalb der Hartpapierscheibe 9 eine Umfangsnut 25 in das Kondensatorgehäuse 1 gedrückt, wonach das Gehäuse 1 an seinem Ende umgebördelt wird, wie bei 27 in F i g. 2 angegeben wird. Die endgültige Lage der Scheiben 9 und 11 in bezug auf das Kondensatorgehäuse 1 und mithin die Lage des Metallstifts 7 und des Wickels 15 ist hierdurch festgelegt For this purpose, the connecting lug 17 is clamped between the metal pin 7 protruding from the coil 15 and the bottom of the capacitor housing 1. From the outside, a first electrode 19 is now pressed against the bottom 3, and a second electrode 21 is pressed against a button-shaped end 23 of the metal pin 7. The electrode 19 is pushed over the connecting wire 5 while the electrode 21 is pushed over the connecting wire 13 will. The electrodes 19 and 21 are then connected to a power source which sends such a strong current through the bottom 3 of the capacitor housing, the connecting lug 17 and the metal pin 7 that a reliable weld between the connecting lug 17 and the bottom 3 of the capacitor housing 1 is achieved . After switching off the current, the electrodes 19 and 21 are withdrawn. The metal pin 7 mh. the winding 15 is now shifted so far with respect to the capacitor housing 1 that about the in F i g. 2 position shown is reached. Then a circumferential groove 25 is pressed into the capacitor housing 1 exactly below the hard paper disk 9, after which the housing 1 is flanged at its end, as at 27 in FIG. 2 is specified . The final position of the disks 9 and 11 in relation to the capacitor housing 1 and consequently the position of the metal pin 7 and the coil 15 is determined by this

Der Boden 3 der Innenseite des Kondensatorgehäuses 1 kann mit einer kugelförmigen Erhebung 29 versehen sein. Hierdurch wird eine hohe Stromdichte und ein hoher Schweißdruck erhalten. In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei einer Dicke von 0,2 mm des Metallstreifens der Anschlußfahne 17 ein Kugeldurchmesser von 1 mm ein sehr günstiges Ergebnis ergibt.The bottom 3 of the inside of the capacitor housing 1 can be provided with a spherical elevation 29. This results in a high current density and a high welding pressure. In practice it has been shown that with a thickness of 0.2 mm for the metal strip of the connecting lug 17, a ball diameter of 1 mm gives a very favorable result.

Durch den hohen Schweißdruck werden gegebenenfalls an der Erhebung 29 vorhandene Elektrolytreste weggedrückt, so daß keine Gaseinschlüsse in der Schweißstelle auftreten können. Die hohe Stromdichte hai zur Folge, daß eine sehr zuverlässige Schweißung zwischen der Erhebung 29 und dem Streifen der Anschlußfahne 17 erhalten wird. Statt mit einer kugelförmigen Erhebung 29 kann der Boden 3 mit anderen geeigneten Profilierungen. wie beispielsweise Nuten, versehen werden. Auch die dem Boden 3 zugewandte Seite der Anschlußfahne kann mit einer günstigen Profilierung, wie beispielsweise kleinen Vertiefungen, versehen werden.As a result of the high welding pressure, any electrolyte residues that may be present on the elevation 29 are removed pushed away so that no gas inclusions can occur in the weld. The high current density The result is that a very reliable weld between the elevation 29 and the strip of the Terminal lug 17 is obtained. Instead of a spherical elevation 29, the bottom 3 can with other suitable profiles. like for example Grooves, are provided. The side of the terminal lug facing the bottom 3 can also be equipped with a favorable profiling, such as small depressions, are provided.

Zur Verringerung des Übergangswiderstands zwischen dem Metallstift 7 und der Anschlußfahne 17 kann die der Fahne 17 zugekehrte Stirnseite des Stiftes 7 durch beispielsweise Schmirgeln aufgerauht werden. Der gegebenenfalls vorhandene Aluminiumoxydfilm wird hiermit durchbrochen, so daß zwischen dem Metallstift 7 und der Fahne 17 eine innige metallische Verbindung hergestellt wird.To reduce the contact resistance between the metal pin 7 and the terminal lug 17 can the end face of the pin 7 facing the flag 17 can be roughened by, for example, sanding. The aluminum oxide film that may be present is hereby broken through, so that between the Metal pin 7 and the flag 17 an intimate metallic connection is made.

Die am Boden 3 des Kondensatorgehäuses festgeschweißte Anschlußfahne 17 braucht nicht unbedingt eine Fortsetzung der Kathodenfolie zu sein, sondern kann auch durch einen gesonderten an die Kathodenfolie angeschweißten Metallstreifen gebildet werden.The terminal lug 17 welded to the bottom 3 of the capacitor housing is not absolutely necessary to be a continuation of the cathode foil, but can also be attached to the cathode foil by a separate one welded metal strips are formed.

Das Verfahren kann sowohl bei Elektrolytkondensatoren mit flüssigem Elektrolyten ;>ls auch bei Elektrolytkondensatoren mit einem halbfesten oder festen Elektrolyten sowie bei nicht elektrolytischen Wickelkoiidensatoren erfolgreich angewendet werden.The method can be used for electrolytic capacitors with liquid electrolytes;> Is also for electrolytic capacitors with a semi-solid or solid electrolyte as well as with non-electrolytic winding capacitors can be applied successfully.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Massenherstellung, da durch die mehrfache Funktion des Metallstifts, nämlich als Wickeldorn, Schweißelektrode und Stromleiter, die Anzahl der Verfahrensschritte in bezug auf bekannte Verfahren verringert wird.The method is particularly suitable for mass production, since the multiple functions of the Metal pin, namely as a winding mandrel, welding electrode and current conductor, the number of process steps in is reduced with respect to known methods.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for electrically welding the free end of one of the two capacitor plates a terminal lug attached to a capacitor winding carried by a metal pin to the inside of a metal base of a capacitor housing, characterized in that that the capacitor winding (15) carried by a metal pin (7) so far into the Capacitor housing (1) is pushed until the free end of the named terminal lug (17) between the metal pin and the bottom (3) of the housing (1) is clamped, and that afterwards a such current through the metal pin, through the pinched end of the terminal lug, and through the floor is performed, that the terminal lug is welded to the floor and that then the Metal pin with the capacitor winding pulled away from the floor and fixed in the capacitor housing will.

2. The method according to claim 1, characterized in that to achieve a high current density at the welding point the side of the metal base (3) facing the connection lug (17) such a profile is provided that the contact surface of the profile with the terminal lug is considerably smaller than the contact area of the metal pin (17) with the terminal lug.

3. The method according to claim 2, characterized in that the profiling by a spherical Elevation (29) is formed in the metal base (3).

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