DE2706911A1 - ELECTROLYTE CAPACITOR WITH A SELF-HOLDING LEAD ARRANGEMENT - Google Patents
ELECTROLYTE CAPACITOR WITH A SELF-HOLDING LEAD ARRANGEMENTInfo
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Description
PATENTANWALT
DlPL-ING. PATENT ADVOCATE
DlPL-ING.
6 Fron!.-u.-l c<m Main 70
Schnadci>!iof;«r. 77 - TeL 617079 6 Fron! .- u.-l c <m Main 70
Schnadci>! Iof; «r. 77 - TeL 617079
16. Februar 1977 Gzm/Ra.February 16, 1977 Gzm / Ra.
Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / USAUnion Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / USA
Elektrolytkondensator mit einer selbsthaltenden Zuleitungsanordnung Electrolytic capacitor with a self-retaining lead arrangement
Die vorliegende Erfindung betrifft mit einem Harz beschichtete Elektrolytkondensatoren, die endständige Leiter aufweisen, um die Montage und den Eingriff mit Schaltbrettern und dergl. zu erleichtern.The present invention relates to resin-coated electrolytic capacitors having terminal conductors, to facilitate the assembly and the intervention with switchboards and the like.
Mit einem Harz beschichtete Festkörper-Elektrolytkondensatoren sind wohlbekannt und in dem US-Patent 3 646 404 beschrieben; in diesem wird eine endsTändige Leiterkonfiguration offenbart. die sich ganz allgemein für Schaltbretter eignet. Die endständige Leiterkonfiguration dieses Patentes jedoch und andere bereits bekannte Konfigurationen sind in mancher Hinsicht nicht völlig zufriedenstellend,z.B. was die Vermeidung der zufälligen Umkehrung der Polarität während der Montage betrifft, die Halterung vor dem Schweißen, Einheitlichkeit der Installation usw..A resin-coated solid-state electrolytic capacitors are described well known and described in U.S. Patent 3,646,404; therein an end-to-end ladder configuration is disclosed. which is generally suitable for switchboards. However, the terminal conductor configuration of this patent and other previously known configurations are not entirely satisfactory in some respects, e.g. avoidance of accidental polarity reversal during assembly, pre-welding support, uniformity of installation, etc.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Elektrolytkondensator zu entwickeln, der endständige Zuleitungen aufweist, die leicht befestigt werden können und die sich besonders für den Eingriff mit Schaltbrettern eignen.It is therefore an object of the present invention to provide an electrolytic capacitor to develop that has terminal leads that can be easily attached and that are special suitable for engagement with switchboards.
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Andere Ziele ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Ansprüchen und der Zeichnung.Other goals emerge from the following description in the Connection with the claims and the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Elektrolytkondensators ,1 shows a cross section of the electrolytic capacitor according to the invention ,
Fig. 1a den Boden des Kondensators,1a the bottom of the condenser,
Fig. 2-4 Verfahrensschritte bei der Herstellung des Kondensators nach Fig. 1 undFig. 2-4 Process steps in the manufacture of the capacitor according to Fig. 1 and
Fig. 5a, 5b und 5c gewisse Anordnungen der endständigen Zuleitung, die sich für den Eingriff mit Schaltbrettern eignen.5a, 5b and 5c certain arrangements of the terminal supply line, which are suitable for engagement with switchboards.
Die vorliegende Erfindung wird verständlicher, wenn man die Fig. 1 betrachtet; diese zeigt sine gesinterte Kondensatoranode 10 aus Tantal, Aluminium oder einem anderen, einen Film bildenden Metall; an die Anode ist ein herausragender Stab befestigt, der als metallene Zuleitung fungiert. Eine Oxidschicht wird elektrolytisch auf die Oberfläche der Anode 10 aufgebracht und eine Kathodenschicht, z.B. Silber, wird nach bekannten Verfahren auf die Oxidschicht aufgebracht. Endständige Anoden- und Kathodenzuführungen 30 und 40 werden mit dem Kondensatorkörper durch Schweißen, wiev bei 35 angedeutet, verbunden; das Lötmittel, wie bei 45 angedeutet, und der Aufbau wird von einer Hülle aus Harz umgeben, wie bei 50 angedeutet wird. Nach Fig. 1 enthält die endständige Kathodenzuleitung einen relativ schmalen Teil 60, der so angeordnet ist, daß erThe present invention will be more fully understood by considering Figure 1; this shows a sintered capacitor anode 10 made of tantalum, aluminum or some other metal forming a film; A protruding rod is attached to the anode, which acts as a metal lead. An oxide layer is applied electrolytically to the surface of the anode 10 and a cathode layer, for example silver, is applied to the oxide layer by known methods. Terminal anode and cathode supply leads 30 and 40 are connected to the capacitor body by welding as indicated at 35 v; the solder, as indicated at 45, and the assembly is encased in a sheath of resin, as indicated at 50. According to Fig. 1, the terminal cathode lead includes a relatively narrow portion 60 which is arranged so that it
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in die etwas größere öffnung 62 eines konventionellen Schaltbrettes 64 lose paßt. Der intermediäre laterale Teil 66 der Kathodenzuführung 40 ist mit dem Schaltbrett 64 in Kontakt, was auch für den entsprechenden lateralen Teil 68 der Anodenzuführung 30 zutrifft. Der longitudinale Teil 70 der Kathodenzuführung 40 ist, wie vorhin beschrieben, mit der Kathode des Kondensators vers-chweißt. Die Anodenzuführung 30 wird aus einem elastisch deformierbaren Metall hergestellt, z.B. aus "Nickelsilber", das mit Tantal verlötet und verschweißt werden kann; die typische Zusammensetzung lautet: 55 % Cu, 26,75 % Zn, 18 % Ni, 0,25 % Mn; die Anodenzuführung hat weiterhin einen relativ weiten, streifenförmigen Teil 72, einen querverlaufenden Schulterteil 68 auf derselben Höhe wie der querverlaufende Teil 66 der Kathodenzuführung 40 einen länglichen Teil 74 und einen querverlaufenden Teil 76, der bei 35 mit dem herausragenden Stab 20, der als Anodenzuführung dient, verlötet ist. Wie der Fig. 1a zu entnehmen ist, hat der relativ weite Teil 72 der Anodenzuführung 30 einen Endteil 78, der beim Eintritt in die öffnung 80 des Schaltbrettes 64 durch die Seiten 83 der öffnung 80 elastisch deformiert wird, wie bei 82 angedeutet wird, und zwar infolge der relativ engen Breite der öffnung 80. Beim Passieren der öffnung 80 kehrt der elastische Endteil 78 in seine ursprüngliche Gestalt zurück und bringt den Kondensator mit dem Schaltbrett 64 in Eingriff, wie es bei 85 in Fig. 1a gezeigt wird. Die elastische Verformung der Verriegelungskonfiguration 78 wird durch Blaslanzenschnitte in relativ weite streifenähnliche Glieder 72 erleichtert, wie b3i 84 angedeutet wird. Bei Einfügung des Kondensators in das Schaltbrett 64, was manuell oder automatisch von der Maschine ausgeführt werden kann, wird der Kondensator fest an das Schaltbrett 64 gehalten,fits loosely into the somewhat larger opening 62 of a conventional control panel 64. The intermediate lateral part 66 of the cathode lead 40 is in contact with the circuit board 64, which also applies to the corresponding lateral part 68 of the anode lead 30. The longitudinal part 70 of the cathode lead 40 is, as described above, welded to the cathode of the capacitor. The anode lead 30 is made of an elastically deformable metal, for example "nickel silver", which can be soldered and welded with tantalum; the typical composition is: 55 % Cu, 26.75 % Zn, 18 % Ni, 0.25 % Mn; the anode lead further has a relatively wide, strip-shaped part 72, a transverse shoulder part 68 at the same level as the transverse part 66 of the cathode lead 40, an elongated part 74 and a transverse part 76, which at 35 with the protruding rod 20, which serves as the anode lead , is soldered. As can be seen from FIG this is due to the relatively narrow width of the opening 80. When the opening 80 is passed, the elastic end part 78 returns to its original shape and brings the capacitor into engagement with the circuit board 64, as shown at 85 in FIG. 1a. The elastic deformation of the locking configuration 78 is facilitated by lance cuts in relatively wide strip-like links 72, as indicated in b3i 84. When the capacitor is inserted into the switchboard 64, which can be done manually or automatically by the machine, the capacitor is held firmly to the switchboard 64,
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und zwar durch den Eingriff des Endteils 78 der endständigen Anodenzuführung 30 und den Kontakt der lateralen Teile 66 und 68 der endständigen Kathoden- und Anodenzuführungen. Der Kondensator kann auf diese Weise bequem mit den Leitern 86 und 88, wie in Fig. 1 angedeutet, durch die Lötverbindungen 90 und 92 verbunden werden.by the engagement of the end portion 78 of the terminal Anode lead 30 and the contact of the lateral parts 66 and 68 of the terminal cathode and anode leads. The condenser can in this way conveniently to the conductors 86 and 88, as indicated in FIG. 1, through the soldered connections 90 and 92 get connected.
Der Kondensatorkörper der vorliegenden Erfindung steht mit dem Schaltbrett 64 dadurch in Eingriff, daß die relativ enge, streifenähnliche endständige Kathodenzuführung 40 mit der relativ kleineren öffnung 62 des Schaltbrettes 64 ausgerichtet ist. Der Endteil 60 der Kathodensuführung 40 ist von der Öffnung 62 umgeben, paßt aber lose in die öffnung 62. Der Endteil 78 der relativ weiten, streifenähnlichen endständigen Anodenzuführurg 30 befindet sich in einem im voraus bestimmten Abstand von dem Teil 60 der Kathodenzuführung 40, so daß er mit der öffnung 80 des Schaltbrettes 64 ausgerichtet ist. Die Weite der öffnung 80 ist enger als die Gesamtweite 81 des Endstückes 78. Der Endteil 78 wird so beim Passieren durch die öffnung 80 elastisch deformiert und nimmt nach dem Passieren durch die öffnung 80 seine ursprüngliche Gestalt wieder an und erfaßt so das Schaltbrett 64. Im Hinblick auf die wesentlich verschiedenen Weiten der endständigen Anodenzuführung 30 und der endständigen Kathodenzuführung 40 ist die Wahrscheinlichkeit umgangen, daß beim Eingriff mit dem Schaltbrett 64 die erwünschte Polarität umgekehrt wird. Zusätzlich zur Leichtigkeit der Installation ist der erfindungsgemäße Kondensator fest eingeklinkt, so daß er vor oder während des Lötens sich nicht von dem Schaltbrett 64 löst.The capacitor body of the present invention is engaged with the circuit board 64 in that the relatively narrow, strip-like shape terminal cathode feed 40 is aligned with the relatively smaller opening 62 of the control board 64. Of the End part 60 of cathode feed 40 is surrounded by opening 62, but fits loosely into the opening 62. The end portion 78 of the relatively wide, strip-like terminal anode feeder 30 is located at a predetermined distance from the part 60 of the cathode feed 40, so that it is connected to the opening 80 of the switchboard 64 is aligned. The width of the opening 80 is narrower than the overall width 81 of the end piece 78. The end part 78 is thus elastically deformed when passing through the opening 80 and takes up after passing through the opening 80 its original shape again and thus encompasses the switchboard 64. With regard to the substantially different widths the terminal anode lead 30 and the terminal cathode lead 40, the probability is avoided that the Engaging with the switchboard 64 reverses the desired polarity. In addition to ease of installation is the capacitor according to the invention is firmly latched so that it does not move from the circuit board 64 before or during the soldering solves.
Wie man aus Fig. 2 ersieht, ist eine dünne Folie aus einem elastischen, schweißbaren Metall von der bereits erwähnten ArtAs can be seen from Fig. 2, a thin film made of an elastic, weldable metal of the type already mentioned
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(ungefähr 0,256 mm bis 0,512 mm dick) in geeigneter Weise gelocht, um die gezeigte Konfiguration zu erhalten, die eine Vielzahl von Leiterpaaren 100 an dem Streifen 110 befestigt enthält. Die in Fig. 2 dargestellte Konfiguration wird anschließend einer Behandlung mit der Blaslanze unterzogen, um die bei 84 in Fig. 3 angedeuteten Lanzenschnitte bereitzustellen; danach wird die in Fig. 2 dargestellte Konfiguration einer fortschreitenden Behandlung mit der Gesenkpresse unterzogen (die punch press), um den Endteil 78, wie in Fig. 3 und 3a gezeigt, zu deformieren. Danach werden die Kondensatoren 10, wie in Fig. 4 gezeigt, befestigt, und zwar an die Anodenzuführungen 30, indem Zuführungsstäbe 20, wie bei 35 angedeutet, angelötet werden. Anschließend wird der Aufbau auf konventionelle Weise in das geschmolzene Lötmittel getaucht, um die Kathodenzuführungen 40 an die Kondensatoren 10 zu befestigen und um die bei 45 in Fig. 1 gezeigte Beschichtung aus dem Lötmittel bereitzustellen. Nach dem Verfahrensschritt des Lötens und Eintauchens wird der Aufbau auf konventionelle Weise in ein flüssiges Harz getaucht, z.B. in ein Epoxidharz, um eine Umhüllung aus Harz, wie bei 50 in Fig. 1 angedeutet, herzustellen, welche den Kondensator 10 umschließt,ebenso den Anodenzuführungsdraht 20 und den größten Teil der longitudinalen Partien der endständigen Anodenzuführung 30 und der endständigen Kathodenzuführung 40. Nachdem die Umhüllung 50 aus Harz gebildet worden ist, werden die Leiterpaare 100 bei "der Linie 120 getrennt, um einzelne, vollständige Kondensatoren des in Fig. 1 gezeigten Typs zu erhalten. Die Fig. 5a, 5b und 5c zeigen verschiedene AusfUhrungsformen des Endteils oder der Verriegelungskonfiguration 78, die mit Hilfe konventioneller Metallbearbeitungsverfahren hergestellt werden können. Die in(approximately 0.256mm to 0.512mm thick) appropriately punched, to achieve the configuration shown securing a plurality of conductor pairs 100 to strip 110 contains. The configuration shown in FIG. 2 is then subjected to a treatment with the blowing lance in order to to provide the lance cuts indicated at 84 in FIG. 3; thereafter, the configuration shown in FIG subjected to a progressive treatment with the die press (the punch press) to form the end portion 78, as in FIGS. 3 and 3a shown to deform. Thereafter, the capacitors 10, as shown in Fig. 4, attached to the anode leads 30, in that feed rods 20, as indicated at 35, are soldered on. Then the structure is based on conventional Manner dipped in the molten solder to secure the cathode leads 40 to the capacitors 10 and to provide the coating shown at 45 in Figure 1 from the solder. After the soldering process step and dipping, the assembly is dipped in a liquid resin such as an epoxy resin in a conventional manner to produce a Sheath made of resin, as indicated at 50 in Fig. 1, to produce, which encloses the capacitor 10, as well as the anode lead wire 20 and most of the longitudinal Portions of the terminal anode lead 30 and the terminal cathode lead 40. After the casing 50 made of resin has been formed, the conductor pairs 100 at "the line 120 separated to obtain individual, complete capacitors of the type shown in FIG. Figures 5a, 5b and 5c show different embodiments of the end part or the locking configuration 78, which can be made using conventional metalworking techniques. In the
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Fig. 5b dargestellte Ausführungsform steht mit dem Schaltbrett 64 in einer ähnlichen Weise wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform in Eingriff, d.h. der Endteil 78"ist elastisch deformiert und geht vollständig durch die öffnung 80" und nimmt danach seine ursprüngliche Gestalt wieder an, wobei er mit dem Schaltbrett 64 in Eingriff kommt. Bei der in Fig. 5a dargestellten Ausführungsform isL der Endteil 78' elastisch deformiert, zusammengedrückt und steht mit dem Schaltbrett 64 dadurch in Eingriff, daß er in die öffnung 80· eingekeilt wird, was sich mehr für einen kreisförmigen als einen länglichen Querschnitt eignet. Bei der in Fig. 5c gezeigten Ausführungsform verjüngt sich der Endteil 78"·, wie bei 81 gezeigt, und zwar geeigneterweise im Bereich von ungefähr 5 bis 10 ; er wird in die öffnung 80"' eingekeilt, und zwar ohne wesentliche Deformation des Endteils 78"·. Die leichte Verjüngung des Endteils 78'" erlaubt einen festen Eingriff mit dem Schaltbrett 64, insbesondere, wenn das Schaltbrettmaterial ein hitzehärtbares Harz ist, z.B. Materialien auf der Basis von Phenolen und glasartige Epoxidmaterialien. The embodiment shown in FIG. 5b engages with the switchboard 64 in a manner similar to the embodiment shown in FIG. 1, ie the end part 78 "is elastically deformed and goes completely through the opening 80" and then assumes its original shape again, whereby it comes into engagement with the switchboard 64. In the embodiment shown in FIG. 5a, the end portion 78 'is elastically deformed, compressed and engages with the switchboard 64 in that it is wedged into the opening 80, which is more suitable for a circular than an elongated cross-section. In the embodiment shown in FIG. 5c, the end portion 78 "is tapered as shown at 81, suitably in the range of about 5 to 10; it is wedged into the opening 80"'without substantial deformation of the end portion 78 "·. The slight tapering of the end portion 78 '" allows a tight engagement with the panel 64, particularly when the panel material is a thermosetting resin, such as phenolic based materials and vitreous epoxy materials.
In der vorhergehenden Erläuterung wurde beschrieben, daß der endständige Anodenzuführungsleiter einen relativ weiten, streifenähnlichen Teil und eine Arretierungskonfiguration aufweist; der endständige Kathodenzuführungsleiter hat einen relativ engen, streifenähnlichen Teil; es liegt aber im Bereich dieser Erfindung, daß diese Anordnung umgekehrt werden kann, d.h. der endständige Kathodenzuführungsleiter kann einen relativ weiten, streifenähnlichen Teil und eine Arretierungskonfiguration aufweisen, während der endständige Anodenzuführungsleiter einen relativ engen, streifenähnlichen Teil aufweist.In the foregoing discussion, it was described that the terminal anode lead has a relatively wide, strip-like portion and has a locking configuration; the terminal cathode lead has a relatively narrow, strip-like portion; but it is within the scope of this invention that this arrangement can be reversed, i.e. the terminal cathode lead wire can have a relatively wide, have a strip-like portion and a locking configuration, while the terminal anode lead wire has a has a relatively narrow, strip-like part.
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