DE2757015C2

DE2757015C2 - Verfahren zum automatischen Anbringen von Anschlußdrähten an Festelektrolytkondensator-Körpern

Info

Publication number: DE2757015C2
Application number: DE2757015A
Authority: DE
Inventors: Richard Arthur Greenville S.C. Lambrecht
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1985-07-11
Also published as: GB1592470A; JPS5380558A; FR2375704A1; DE2757015A1; CA1098598A; NL7714191A; US4070747A; FR2375704B1; JPS59126B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Anbringen von Anschlußdrähten an Festelektrolytkondensator-Körpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

Kondensatoren mil festen Elektrolyten bestehen aus einem, wie gut bekannt ist. im allgemeinen zylinderförmigen Kondensatorkörper mit einer äußeren Kathodenschicht, welche eine Anode aus einem filmbildenden Metall umgibt, z. B. aus Tantal.

Die Anode wird mit einem sich axial erstreckenden Anodenstab oder -draht geformt, an dem anschließend ein Anodenanschlußdraht. z. B. durch Schweißen, befestigt wird, während ein Kathodenanschlußdraht anschließend an der Kathodenschicht, z. B. durch Schweißen, befestigt wird.

Üblicherweise wurden Kathoden- und Anodenanschlußdrahte mit Kondensatorkörpern dadurch verbunden, daß Auf, daß Aufbauten von Ansehlußdrähten verwendet wurden, die eine vorgeformte Drahtgestalt aufwiesen, wobei eine solche Gestalt ein Paar von parallelen Drahtteilcn hat, von denen ein Teil transversal gebogen ist, um an den Anodcndrahl des Kondensators /.si stoßen, während der andere Teil so geformt ist, daß er loiigitiidiiiiil an die Kiilhodenschicht lies Konilensatorkörpers stößt. Während der Anodcndrahl mit dem oben erwähnten transversalen Teil verschweißt wird, muß Kraft in einer entsprechenden Richtung ausgeübt werden, um den Kontakt während des Schweißens aufrechtzuerhalten; während des Verschweißens des Iongitudinalen Teiles mit der Kathodenschicht ist eine Haltekraft erforderiieh, und zwar in einer Richtung 90" zu der Kraft, die zum Halten während des Schweißens erforderlich is». Dies erfordert eine komplexe und kostspielige Ausrüstung und macht es schwierig, die Ve. bindung

to mit der Kathodenschicht des Kondensatorkörpers herzustellen, insbesondere, wenn die Durchmesser der Kondensatorkörper variieren, wie es bei der kommerziellen Herstellung der Fall ist.

Aus der DE-AS 11 2, 731 ist ein Verfahren bekannt,

Id bei dem der Kondensatorkörper derart auf das Ende eines in einer Halterung festgehaltenen ersten Drahtstückes aufgesetzt wird, daß dieses Drahtstück innerhalb der Bohrung des Kondensatorkörpers endet und daß anschließend das vorher etwa zu einer halbkreisförmigen Schleife gebogene Ende eines zweiten, von dem ersten Drahtstück getrennt gehalterten Drahtstückes, dessen Schleifenebene quer zur Längsrichtung beider Drahtstücke verläuft, um den Kondensatorkörper gelegt und dieser infolge der beim Umlegen der Schleife auftretenden Biegespannung in den Drahtstücken zwischen diesen verklemmt wird, wonach die Belege des Kondensators mit „"".en aufliegenden Drahtteilen durch Tauchen in ein Lötbad verlötet werden.

In der DE-OS 24 04 759 ist ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kondensatoren beschrieben, wobei die Anschlüsse für beide Elektroden an einem Transportband befestigt sind und nicht in leitender Verbindungstehen.

Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs ist in der DE-PS 13 02 299 offenbart

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine einwandfreie Positionierung des Kathoden-Anschlußdrahtes am Kondensatorkörper gewährleistet ist und daß die Fertigungsoperationen beim Anbringen der Anschlußdrähte im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung der Werkstücke vorgenommen werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Weiterbildungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

.0 F i g. 1 einen Querschnitt eines bekannten Kondensatorkörpers mit festem Elektrolyten.
F i g. 2 einen Anschlußdrahtaufbau.
F i g. 2a einen Querschnitt des in F i g. 2 dargestellten Aufbaus.

Fig. 2b bis F i g. 2d weitere Querschnitte des in Fig. 2 dargestellten Aufbaus, wobei die Kondensatorkörper verschiedene Durchmesser aufweisen,

F ι g. 3 eine weitere isometrsiche Darstellung des in F i g. 2 dargestellten Aufbaus, und

Fig 4 und 4a eine besondere Ausführungsform des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen zylindrischen Kondensatorkörper 1 mit einer im allgemeinen zylindrischen, gesinterten Tantalanode 30 mit einem Anodendraht 3, der elektrisch

b¹) damit verbunden ist und sich in longiliidinaicr, ;txi:ilcr Ausrichtung ..-ist reckt. Her Anotlenkiirper M) ist wie üblich mit einer dielektrischen Schicht aus Tanlalpcnl oxid 32 beschichtet. Eine feste Schicht von Mangandi-

oxid als Elektrolyt 34 ist über der dielektrischen Schicht 32 und darauf eine Kathodenschicht 36 vorgesehen, z. B. ein verschweißbarer Film, beispielsweise aus Silber.

In Fig. 2 ist mit 100 ein Anschlußdrahtaufbau bezeichnet, der aus einem vollständig elastischen Draht geformt ist, z. B. aus einen mit Lötmittel bedeckten Nikkel-Kupfer-Schweißdraht oder dergleichen; dieser hat ein paar Anschlußdrähte 110 und 120. die sich im wesentlichen in dieselbe Richtung erstrecken und im wesentlichen in einci Ebene gemeinsam mit dem Aiiodendraht 3 des Kondensatorkörpers 1 liegen. Die Anschlußdrähte 110 und 120 sind so dargestellt, ±aß sie im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene mit dem Anodendraht 3 des Kondensatorkörpers 1 liegen. Die Anschlußdrähte 110 und 120 sind im wesentlichen parallel dargestellt, und der Anoden-Anschlußdraht 110 hat ein um 90' abgewinkeltes Ende 130, das sich quer zum Anodendraht 3 des Kondensatorkörpers 1, wie in F i g. 1 gezeigt, erstreckt. Der Kathoden-Anschlußdraht 120 hat ein gebogenes Ende 125, das von dem abgewinkelten Ende 130 beabstandet ist und in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Anschiußdrahte verläuft.

Der Kondensatorkörper 1 ist zentral eingeoettet in dem im allgemeinen entsprechend gebogenen Ende 125, wie in den F i g 2b bis 2e gezeigt ist. Die F i g. 2d zeigt eine Ausführung des gebogenen Endes 125. welche nicht eine wirkliche Kurvengestalt aufweist, sondern vielmehr der Gestalt des Kondensatorkörpers entspricht und diesen teilweise umgibt, z. B. von einem Achtel bis zur Hälfte des Umfanges, wie in den F i g. 2b, 2c und 2e. Fig. 2c zeigt einen Kondensatorkörper Γ, der kleiner ist als der in F i g. 2b gezeigte, und in Fig. 2e wird der Kondensatorkörper 1" gezeigt, der größer ist als der in F i g. 2b. Nach F i g. 2b entspricht er der Gestalt des gebogenen Endes 125. Es handelt sich dabei um eine bevorzugte Ausführungsform, und zwar wegen des maximalen Kontaktes, während alle anderen Ausführungsformen, wie sie in den F i g. 2b bis 2e gezeigt werden, die Gewähr für einen guten Kontakt für das anschließende Verschweißen bieten. In der praktischen Ausführung ist. wie in den Fig. 2a und 3 gezeigt, der Kondensatorkörper 1 fest gelagert, ebenso wie die Komponenten des Aufbaues 100 des Anschlußdrahtes, wie im folgenden beschrieben wird. Wie in den F i g. 2a und 3 gezeigt wird, wird eine Kraft F auf den Anoden-Anschlußdraht 110 ausgeübt. Diese Kraft ist senkrecht zur gemeinsamen Ebene 101 der Anschlußdrähte 110, 120, 130 und des Anodendrahies 3 und reicht aus. um einen Kontakt zwischen dem abgewinkelten Ende 130 und dem Anodendraht 3 /u beewirken Wahrend des Kontaktes wird der Anodendraht 3 mit dem abgewinkelten Ende 130 auf konventionelle Art verschweißt, wobei die Kr.ifi Fausreicht, um eine gute Schweißung zu gewährleisten. Wie in den F i g. 2a und 3 gezeigt wird, wird auch eine Kraft F' auf den Anschlußdraht 120 ausgeübt, die ebenfalls unter einem Winkel von 90 bezüglich der gemeinsamen Ebene 101 der Anschlußdrähte 110, 120 und des Anodendrahtes 3 gerichtet ist und ausreicht, um einen innmgen Kontakt /wischen dem gebogenen Ende 12S und dem Kondensatorkörper 1 herzustellen, wie in den F1 g. 2b bis 2e gezeigt wird.

Infolge der Elastizität des Drahtes 120 und aufgrund seiner auskragenden Befestigung 137 ist er, wie mit den Pfeilen bei 135 angedeutet, seitlich bewegbar, wodurch eine Ausrichtung des gebogenen Endes 125 unter Ausbildung eines innigen Kontaktes mit dem Kondensatorkörper 1 ermöglicht wird, selbst wenn der Kondensatorkörper 1 eine etwas irreguläre Gestalt aufweist oder »außer der Reihe ist«. Auch der Anschlußdraht 110 ist auskragend montiert, wie bei 139 gezeigt wird, und ist in Richtung der Kraft F bewegbar, um einen engen Kontakt mit dem Anodendraht 3 zu ermöglichen. Wie in F i g. 3 gezeigt wird, enthält die gemeinsame Ebene 101 der Anschlußdrähte 110,120, 130 und des Anodendrahtes 3 im wesentlichen die Längsachse 102 des Kondensatorkörpers 1, und die Ebene 107 enthält im wesentlichen den Kondensatorkörper, der in Kontakt mit dem gebogenen Ende 125 steht, und steht senkrecht zur Ebene 101.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform des beanspruchten automatisierten Verfahrens mit einer Vielzahl von Aufbauten 100 von Anschlußdrähten auf einem Stützteil 200, z. B. aus Karton und daran befestigt durch das Band 210. Das Stützteil 200 ist auf ein Montageboot 220 montiert, das beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium hergestellt ist, und zwar mit Hilfe der Stifte 230 und der Klammern 240. Ein mit Schlitzen versehenes Kammteil 250 ist an dem Montageboot 220 befestigt, z. B. durch Verschweißen, um die Au· ,chtung der Anschiußdrahtaufbauien 100 auf die Konasrivatorkörper 1 zu unterstützen, welche bei 260 an eine Metall-Bearbeitungsstange 263 geschweißt sind, die bei 270 an das Montageboot 220 festgeheftet ist. Der Schlitz 252 des Kammes 730 ist genügend weit, um eine seitliche Verrückung der Drähte 120 zu erlauben, wie mit den Pfeilen 135 angedeutet ist. Infolge der auskragenden Ausdehnung des Teils 122 des Kathoden-Anschlußdrahtes 120 von seiner fixierten Lage auf dem Teil 2OC, kann der Teil 122 elastisch deformiert werden, wie mit den Pfeilen 135 gezeigt wird, um Kondensatorkörper mit variierenden Durchmessern aufzunehmen und eine engen Kontakt mit dem gebogenen Ende 125 zu ermöglichen. Das Montageboot 220 ist auf dem Gleis 350 beweglich gelagert und wird in die Richtu.ig bewegt, welche durch die Klinke 282 des Schweißkopfes 280 gezeigt wird, der eine leitende Platte 290 aufweist, die sich, wie bei 300 gezeigt, bei einem negativen Potential befinoet un ί die negative Schweißelektrode bildet. Die runde Metallplatte 310 ist d>e positive Schweißelektrode, und die Platte 310 ist an das rotierbare, mit Zähnen versehene Getriebe 320 befestigt, das in Eingriff steht mit dem Batteriegestell 330 auf dem SchweiDkopf 280. Der Schweißkopf 280 wird durch den Stab 340 bewegt und das Montageboot 220 bewegt sich entlang des Gleises 350, um nacheinander jeden Anodendraht 3 eines Kondensatorkörpers 1 am Platz 360 unterzubringen, wo die runde Platte 310 derart in Beziehung zu den Aufbauten gelagert ist. daß eine Kraft Fauf das abgewinkelte Ende 130 ausgeübt wird und einen Kontakt zwischen dem abgewinkelten Ende 130 und dem Anodendraht 3 herstellt. Die Richtung diese^r Schweißkraft F steht unter ein^om ",nikel von 90 /u der im wesentlichen gemeinsamen Ebene der Drahte 110, 120, 130 und des Anoden drahtes 3 gerichtet, v. ie bei 564 angedeutet wi-d. Während dieses Kontaktes gestattet der Zeitschalter 370 den Fluß des Schweiß^tromes von der Energiequelle 300. und der Anodendnht B und das abgewinkelte Ende 130 werden geschweißt. Dieses Schweißen und die Anwendung der Schwerkraft vurd jedesmal wiederholt, wenn ein Kondensator die Stelle 360 erreicht. Wenn alle Kondensatorkörper auf dem Montageboot 220 geschweißt worden sind, wird das Montageboot 220 in eine Position vorwärts bewegt, die sich oberhalb des Schweißtopfes 370 befindet, der emporbewegt wird, um die Kondensatorkörper 1 in das geschmolzene Lötmittel 400 einzutauchen. Ein Führungsrahmenhalter 380 übt gleichzeitig

eine Schweißkraft F' auf alle Kathoden-Anschlußdrähte 120 aus. wie in Fig.4 gezeigt wird. Diese Kraft bringt die gebogenen Enden 125 in engen Kontakt mit den Kondensatorkörpern, wie oben beschrieben wurde. Die Richtung der Schweißkraft F' ist quer zur gemeinsamen Ebene der Anschlußdrähte 110, 120, 130 und des Anodendrahtes 3. Irgendeine Fehlausrichtung oder Unregelmäßigkeit bezüglich des Durchmessers der Kondensatorkörper 1 wird ausgeglichen durch die Elastizität des auskragenden Kathoden-Anschlußdrahtes 120, wie oben beschrieben wurde. Nach dem Schweißen der abgewinkelten Enden 130 und der gebogenen Enden 125 wird das Montageboot 220 in eine Position vorwärtsbewegt, wo die Schneidevorrichtung 400 den Anodendraht von der Bearbeitungsstange 263 trennt und die is Anschlußdrähte 110 und 120 werden durch die Schneidevorrichtung 410 durchschnitten. Die zusammengebauten Kondensatorkörper werden dann nach bekannten Verfahren mit einer Hüüc umgeben, geprüft und eignen sich dann für den Einbau in Schaltbretter und dergleichen.

Ein besonderer Vorteil des verwendeten Anschlußdrahtaufbaus besteht darin, daß der Abstand zwischen den daraus resultierenden Anoden- und Kathodenanschlußdrähten nicht zu sehr variiert, wenn der Durchmesser der Kondensatorkörper wesentlich variiert, was oft vorkommt, und zwar aufgrund der vielfachen durch Tauciien hergestellten Beschichtungen im Laufe der Herstellung der Kondensatorkörper. Dieser Vorteil ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß das gebogene Ende des Kathoden-Anschlußdrahtes einen zufriedenstellenden Kontakt mit dem Kondensatorkörper herstellen kann, und zwar mit einer relativ kleinen Verschiebung des geraden Teils des Anodenanschlußdrahtes.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum automatischen Anbringen von Anschlußdrähten an Festelektrolytkondensator-Körpern mit darin eingebettetem Anodendraht, bei dem die Anschlußdrähte in Form eines U-förmig gebogenen Drahtes vorgefertigt werden, dessen dem Anoden-Anschlußdraht entsprechender Schenkel an seinem freien Ende um 90° gegen den anderen, dem Kathoden-Anschlußdraht entsprechenden Schenkel abgewinkelt wird, bei dem das abgewinkelte Ende des Anoden-Anschlußdrahtes unter Einwirkung einer senkrecht zur Ebene der Anschlußdrähte gerichteten Kraft mit dem Anodendraht jeweils eines der •n einer gemeinsamen Halterung mit Abstand zueinander parallel ausgerichteten Kondensatorkörper verschweißt wird und bei dem der Kathoden-Anschlußdraht mit der Mantelfläche des Kondensatorkörpers "erlötet wird, dadurch gekennzeichne!, daß die zylindrischen Kondensatorkörper (1) mit ihren Anodendrähten (3) an einer Stange (263) angeschweißt werden, die an einem auf einer Schiene verschiebbaren Montageboot (220) befestigt ist, daß die Anschlußdrähte in der Ebene der angeschweißten Anodendrähte so an dem Montageboot befestigt werden, daß dao um 90° abgewinkelte Ende des Anoden-Anschlußdrahtes (110) mit dem Anodendraht (3) und der Kathoden-Anschlußdraht (120), der an seinem freien Ende etwa halbkreisförmig gebogen ist. wobei das gebogene Ende in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Anschlußdrähte verläuft, mit der Manteiläche t ^s zylindrischen Kondensatorkörpers in eng:m Kontakt stehen, und daß beim Verlöten des freien End , des Kathoden-Anschlußdrahtes mit der Mantelfläche des Kondensatorkörpers auf den Kathoden-Anschlußdraht eine senkrecht zur Ebene der Anschlußdrähte gerichtete Kraft ausgeübt wird.