DE2920473A1

DE2920473A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von elektrischen kondensatoren

Info

Publication number: DE2920473A1
Application number: DE19792920473
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Petrick; Roland Zeranski
Original assignee: ERO TANTAL KONDENSATOREN GmbH
Current assignee: ERO TANTAL KONDENSATOREN GmbH
Priority date: 1979-05-21
Filing date: 1979-05-21
Publication date: 1981-02-26
Also published as: DE2920473B2; DE2920473C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
elektrischen Kondensatoren Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren, insbesondere von Elektrolytkondensatoren mit einem Kondensatorkörper aus einer gesinterten oder gewickelten Anode aus Ventilmetall, wie beispielsweise Aluminium oder Tantal, einem festen Elektrolyten, drahtförmigen Anschlüssen und einer Umhüllung aus Wirbelsinterpulver.
Zur Umhüllung von Elektrolytkondensatoren der vorstehend genannten Art, beispielsweise von axialen Tantal-Elektrolytkondensatoren wurden bisher entweder Metallbecher mit Glasdurchführung oder Kunstharz-Preßmassen verwendet. Es ist weiterhin auch bekannt geworden, für derartige Kondensatoren eine aus Glas bestehende Umhüllung vorzusehen. Anstelle von Preßmassen aus Kunststoff sind derartige Kondensatoren auch mit flüssigen Epoxidharzen umgossen worden.
Zwar genügen dicht verlötete elektrische Kondensatoren höchsten Ansprüchen; dabei ist jedoch der Herstellungsaufwand hoch und auch die erzielbaren Abmessungen sind relativ groß.
Auch beim Umpressen mit Preßmassen aus Kunststoff sind kaum kleinere Abmessungen erzielbar, wobei darüber hinaus auch die klimatische Beanspruchbarkeit geringer ist. Ebenso wie bei Kondensatoren in Metallbechern sind nur weit auseinanderliegende Abmessungsstufen realisierbar.
Eine Reduzierung der Abmessungen von Kondensatoren sowie deren rationelle Herstellung ist durch eine an sich bekannte Umhüllung mit Wirbelsinterpulver möglich. Das Aufbringen des Wirbelsinterpulvers kann dabei durch Uberrieseln, durch in Drehung versetzen der Kondensatorkörper im Wirbelsinterpulver oder elektrostatische Beschichtung erfolgen. Es war dabei bisher jedoch nicht möglich, insbesondere an einer Schweißstelle zwischen einem die Anode kontaktierenden Ventilmetall-Draht und einem äußeren Anoden-Anschlußdraht eine befriedigende Schichtdicke des Wirbelsinterpulvers zu gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von elektrischen Kondensatoren, insbesondere von axialen Elektrolytkondensatoren anzugeben, womit Wirbelsinterpulver in gewünschter Dicke insbesondere an der Schweißstelle zwischen dem die Anode kontaktierenden Ventilmetall-Draht und dem äußeren Anoden-Anschlußdraht auf die Kondensatorkörper aufgebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kondensatorkörper nach einer Vorwärmung zunächst in der Umgebung einer Schweißstelle zwischen einem die Anode kontaktierenden Ventilmetall-Draht und einem äußeren Anoden-Anschlußdraht mit Wirbelsinterpulver beschichtet werden, daß die Kondensatorkörper nach einem erneuten Vorwärmen sodann insgesamt bis zu einer vorgegebenen Strecke an den Anschlußdrähten mit Wirbelsinterpulver beschichtet werden, daß die Beschichtungsvorgänge zur Erzielung einer gewünschten Dicke der Wirbelsinterpulver-Beschichtung wiederholt werden und daß die Wirbelsinterpulver-Beschichtung anschließend ausgehärtet wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend definierten Verfahrens durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Eine Transportkette, auf welche die Kondensatorkörper auflegbar sind und mit der die Kondensatorkörper über ein Wirbelsinterpulver-Gefäß hinwegtransportierbar sind, ein erstes im Wirbelsinterpulver-Gefäß vorgesehenes Pulvertransportrad, dessen axiale Breite den Abmessungen der Schweißstelle zwischen dem die Anode kontaktierenden Ventilmetall-Draht und dem äußeren Anoden-Anschlußdraht entspricht, ein zweites, im Wirbelsinterpulver-Gefäß in Bewegungsrichtung der Transportkette hinter dem ersten Pulvertransportrad vorgesehenes Pulvertransportrad, dessen axiale Breite den Abmessungen der Kondensatorkörper plus einer vorgegebenen Strecke der axialen Anschlußdrähte entspricht, und wenigstens zwei in Bewegungsrichtung der Transportkette jeweils vor den Pulvertransporträdern vorgesehene Heizvorrichtungen zur Vorwärmung der Kondensatorkörper.
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sowohl hinsichtlich des vorstehend definierten Verfahrens als auch hinsichtlich der vorstehend definierten Vorrichtung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielennäher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Kondensatorkörpers eines Elektrolytkondensators; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Kondensatorkörpers eines Elektrolytkondensators; Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Kondensatorkörpers eines Elektrolytkondensators; Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung; und Fig. 5 eine schematische Aufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 4.
Die Fig. 1 bis 3, in denen sich entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen mögliche Ausführungsformen von axialen Elektrolytkondensator-Körpern 1.
Diese Elektrolytkondensator-Körper besitzen eine vorzugsweise zylindrisch ausgebildete formierte Anode 2 aus Ventilmetall, wie beispielsweise Tantal auf die eine Halbleiter-und Graphitschicht 3 aufgebracht ist. Auf dieser Schicht 3 befindet sich eine Silber-Schicht 4.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 ist mittels einer Lotschicht 5 ein axialer Kathoden-Anschlußdraht 9 angebracht, welcher bei der Ausführungsform nach Fig. 1 am Kondensatorkörper in einem Stauchkopf 10 und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in einem sogenannten Pigtail 10' endet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist zur kathodenseitigen Kontaktierung eine über die Lotschicht 5 am Kondensatorkörper befestigte Metallkappe 11vorgesehen, von welcher der axiale Kathoden-Anschlußdraht 9 ausgeht.
Zur anodenseitigen Kontaktierung der Kondensatorkörper ist bei den Ausführungsformen nach Fig. 1-3 ein axial in der Anode 2 gehalterter Anschlußdraht 6 aus Ventilmetall vorgesehen, an-den ein äußerer Anoden-Anschlußdraht 7 angeschweißt ist, wodurch eine Schweißstelle 8 entsteht.
Zur Beschichtung von Kondensatorkörpern der vorstehend beschriebenen Art mit Wirbelsinterpulver ist erfindungsgemäß eine in den Fig. 4 und 5 schematisch dargestellte Vorrichtung vorgesehen.
Diese Vorrichtung besitzt ein.Wirbelsinterpulver-Gefäß 20, das an seinem Boden ein Filterpapier 21 aufweist und das mit Wirbelsinterpulver 28 gefüllt ist. Uber dieses Wirbelsinterpulver-Gefäß 20 sind mittels einer Transportkette 23 Kondensatorkörper 1 in Richtung eines Pfeiles 24 transportierbar.
Im Wirbelsinterpulver-Gefäß 20 sind zwei Pulvertransporträder 25 und 26 hintereinander angeordnet, welche in Richtung eines Pfeiles 27 rotieren.
Wie Fig. 5 zeigt, besitzt ein erstes Pulvertransportrad 25 eine axiale Breite d1, welche den Abmessungen der vorstehend anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Schweißstelle 8 zwischen dem Anoden-Anschlußdraht 6 aus Ventilmetall und dem äußeren Anoden-Anschlußdraht 7 entspricht. Ein zweites Pulvertransportrad 26 besitzt eine axiale Breite d2 welche den Abmessungen des Kondensatorkörpers 1 plus einer vorgegebenen Strekke der axialen Anschlußdrähte 6, 7, 8 auf der Anodenseite und 9 auf der Kathodenseite entspricht.
In der durch den Pfeil 24 angegebenen Bewegungsrichtung der Transportkette 23 ist vor dem ersten Pulvertransportrad 25 bzw. vor dem zweiten Pulvertransportrad 26 jeweils eine Heizvorrichtung 30 bzw. 31 vorgesehen. In Bewegungsrichtung der Transportkette 23 kann hinter dem zweiten Pulvertransportrad 26 eine weitere Heizvorrichtung 32 vorgesehen werden.
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erfolgt die Beschichtung der Kondensatorkörper 1 in folgender Weise.
Die durch die Transportkette 23 transportierten Kondensatorkörper 1 werden zunächst vor dem ersten Pulvertransportrad 25 durch die Heizvorrichtung 30 vorgewärmt und sodann durch das erste Pulvertransportrad 25 an der SchweiB8telle 8 mit Wirbelsinterpulver beschichtet. Damit entsteht gemäß Fig. 5 an der Schweißstelle 8 eine ffirbelsinterpulver-Beschichtung. 8'.
Danach werden die so mit Wirbelsinterpulver beschichteten Kondensatorkörper 1 durch die Heizvorrichtung 31 erneut vorgewärmt und dem zweiten Pulvertransportrad 26 zugeführt. Durch dieses Pulvertransportrad 26 werden die Kondensatorkörper einschließlich einer vorgegebenen Strecke an den axialen Anschlußdrähten 6, 7, 8 bzw. 9 insgesamt mit Wirbelsinterpulver beschichtet, so daß hinter dem zweiten Pulvertransportrad 26 ein mit Wirbelsinterpulver beschichteter Kondensatorkörper 1' entsteht.
Zur Erzielung einer gewünschten Dicke der Wirbelsinterpulver-Beschichtung werden die vorstehend erläuterten Verfahrensschritte entsprechend oft wiederholt. Diese Wiederholung der Verfahrensschritte setzt sich dann beginnend mit einer Vorwärmung durch eine weitere Heizeinrichtung 32 gemäß Fig. 5 fort.
Als Wirbelsinterpulver sind beim erfindungsgemäßen Verfahren der erfindungsgemäßen Vorrichtung Epoxid-Harz, Polyester oder Polypropylen verwendbar.
Die Wirbelsinterpulver-Beschichtung erfolgt in Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 1100C bis 1700C in einer Zeit von etwa 15 bis 60 min.
Nach Abschluß der Wirbelsinterpulver-Beschichtung erfolgt eine Aushärtung des Wirbelsinterpulvers.
Bei einer praktischen Ausführungsform für Kondensatorkörper mit einer Länge von 6 mm besitzt das erste Pulvertransportrad 25 eine axiale Breite d1 von etwa 1 bis 4 mm und vorzugsweise etwa 2 mm und das zweite Pulvertransportrad 26 eine axiale Breite d2 von etwa 10 mm. Die letztgenannte axiale Breite des zweiten Pulvertransportrades 26 ergibt sich dabei aus der Summe der Länge von 6 mm des Kondensatorkörpers 1 plus einer zusätzlichen Strecke von 2 x 2 mm an den axialen Anschlußdrähten 6, 7, 8 bzw. 9 der Kondensatorkörper 1.
Die Kondensatorkörper 1 können während des Beschichtungsvorganges zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke der Beschichtung vorzugsweise in Drehung versetzt werden, wobei diese Drehung durch die rotierenden Pulvertransporträder 25 und 26 automatisch hervorgerufen werden kann.
1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsversuche ohne PräJudiz für dieErzielung weitergehenden Patentschutzes.
2) In UnteransprUchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des Jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes fUr die Merkmale der rUckbezogenen Unteransprtlche zu verstehen.
3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen; insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf in den Unterlagen etwa offenbarte neue Stoffe StoffansprUche zu richten.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren, insbesondere von Elektrolytkondensatoren mit einem Kondensatorkörper aus einer gesinterten oder gewickelten Anode aus Ventilmetall, wie beispielsweise Aluminium oder Tantal, einem festen Elektroylten, drahtförmigen Anschlüssen und einUmhüllung aus Wirbelsinterpulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorkörper (1) nach einer Vorwärmung zunächst in der Umgebung einer Schweißstelle (8) zwischen einem die Anode (2) kontaktierenden Ventilmetall-Draht (6) und einem äußeren Anoden-Anschlußdraht (7) mit Wirbelsinterpulver beschichtet werden, daß die Kondensatorkörper (1) nach einem erneuten Vorwärmen sodann insgesamt bis zu einer vorgegebenen Strecke an den Anschlußdrähten (6, 7, 8, 9) mit Wirbelsinterpulver beschichtet werden, daß die Beschichtungsvorgänge zur Erzielung einer gewünschten Dicke der Wirbelsinterpulver-Beschichtung wiederholt werden und daß die Wirbelsinterpulver-Beschichtung anschließend ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorkörper (1) bei Beschichten mit Wirbelsinterpulver in Drehung versetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirbelsinterpulver ein Epoxid-Harz verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirbelsinterpulver Polyester verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirbelsinterpulver Polypropylen verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5r dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung der Wirbelsinterpulver-Beschichtung bei einer Temperatur von etwa 1100C bis 1700C in einer Zeit von etwa 15 bis 60 min durchgeführt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Transportkette (23), auf welche die Kondensatorkörper (1) auflegbar sind und mit der die Kondensatorkörper (1) über ein Wirbelsinterpulver-Gefäß (20) hinwegtransportierbar sind, durch ein erstes, im Wirbelsinterpulver-Gefäß (20) vorgesehenes Pulvertransportrad (25), dessen axiale Breite (d1) den Abmessungen der Schweißstelle (8) 7wischen dem die Anode (2) kontaktierenden Ventilmetall-Draht (6) und dem äußeren Anoden-Anschlußdraht (7) entspricht, durch ein zweites, im Wirbelsinterpulver-Gefäß (20) in Bewegungsrichtung der Transportkette (23) hinter dem ersten Pulvertransportrad (25) vorgesehenes Pulvertransportrad (26), dessen axiale Breite (d2) den Abmessungen der Kondensatorkörper (1) plus einer vorgegebenen Strecke der axialen Anschlußdrähte (6, 7, 8, 9) entspricht, und durch wenigstens zwei, in Bewegungsrichtung der Transportkette (23) jeweils vor den Pulvertransporträdern (25, 26) vorgesehene Heizvorrichtungen (30, 31) zur Vorwärmung der Kondensatorkörper (1).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 für Kondensatorkörper mit einer Länge von 6 mm, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pulvertransportrad (25) eine axiale Breite (d1) von etwa 1 bis 4 mm, vorzugsweise etwa 2 mm und das zweite Pulvertransportrad (26) eine axiale Breite (d2) von etwa 10 mm besitzt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Transportkette (23) hinter dem zweiten Pulvertransportrad (26) eine weitere Heizvorrichtung (32) vorgesehen ist.