DE3138519A1 - Method and device for producing a capacitor cup housing - Google Patents

Method and device for producing a capacitor cup housing

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Abstract

In the method for producing a capacitor cup housing from a material which can flow, especially from aluminium, having a stamped, linear, slot-like wall weakened area as a nominal bursting point, the housing is drawn onto a retaining mandrel for the stamping process, which mandrel is constructed in a planar manner in its surface region which is used as the counterpunch for the stamping operation, and does not rest against the inner wall of the pulled-on housing in this surface region, while its inner wall rests on the retaining mandrel such that their surfaces touch and fit precisely, in all the other surface regions.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method as described in the preamble of the claim 1 mentioned type as well as a device for carrying out this method.

Das Hauptpatent 30 41 391 betrifft ein Verfahren zur erstellung eines Kondensatorbechergehäuses aus einem fließfähigen Werkstoff-, insbesondere aus Aluminium. Der Begriff "Kondensatorbechergehäuse" bzw. im folgenden auch kurz "Gehäuse" schließt dabei nicht nur die in der Regel zylindrischen einseitig geschlossenen Gehäuse ein, sondern auch beidseitig offene Gehäuse sowie Gehäuse mit nichtrundem Querschnitt.The main patent 30 41 391 relates to a method for creating a Capacitor can housing made of a flowable material, in particular aluminum. The term “capacitor can housing” or “housing” for short in the following also includes not only include the usually cylindrical housings closed on one side, but also housings open on both sides and housings with a non-circular cross-section.

Bei den nach dem Hauptpatent hergestellten Gehäusen wird durch Stanzen eine linear verlaufende schlitzartige Wandschwächung als Sollberststelle von außen in die Wand des Gehäuses gestanzt. Eine solche Sollberststelle ist eine Sicherheitsmaßnahme, die bei Überlastung des Kondensators und Auftreten eines kritischen Überdrucks in dem versclilossenen Kondensatorgehäuse das Gehäuse durch Einreißen öffnen und so verhindern soll, daß der Kondensator explosionsartiy platzt oder daß der Verschlußdeckel geschoßartig aus seiner Verankerung im geschlossenen Gehäuse herausgeschleudert wird.The housings manufactured according to the main patent are stamped a linear slit-like wall weakening as a predetermined burst point from the outside punched into the wall of the case. Such a predetermined bursting point is a safety measure, which, if the capacitor is overloaded and a critical overpressure occurs in the closed capacitor housing open the housing by tearing and so to prevent that the capacitor bursts explosionsartiy or that the sealing cover ejected like a bullet from its anchorage in the closed housing will.

Zur Herstellung dieser Sollberststelle nach dem HaupApatenl wird das Gehäuse paßgenau anliegend auf einen profilkotaplementären Haltedorn aufgezogen, der für die als Stanzstempel dienende Stanzschneide als Gegenstempel und gleichzeitig als Halterung für das Gehäuse dient. Die Wand des auf diesen Haltedorn aufgezogenen Gehäuses wird dann von außen mit einer konvexen Stanzschneide so gestanzt, daß die Gehäuse wand auch am Scheitel der Schneide nicht durchtrennt wird.To produce this predetermined bursting point according to the main patent, the Housing pulled onto a profile cap-complementary holding mandrel with a precise fit, the one for the cutting edge serving as a punch as a counter punch and at the same time serves as a holder for the housing. The wall of the mounted on this retaining mandrel The housing is then punched from the outside with a convex cutting edge so that the casing wall is not severed even at the apex of the cutting edge.

Dabei wird der Stanzvorgang so'geführt, daß-die schwächste stehenbleibende Wandstärke ausreicht, um eine absolute Dichtheit und Permeationsfestigkeit-des -Kondensatorgehäuses bis zum vorgegebenen kritischen Grenzdruck zu gewährleisten.The punching process is carried out in such a way that the weakest one remains Wall thickness is sufficient to ensure absolute tightness and permeation resistance of the capacitor housing to ensure up to the specified critical limit pressure.

Bei Herstellung der schlitzartigen Wandschwächung nach dem Verfahren des Hauptpatents wird das durch die Stanzschneide verdrängte Material- wallartig-oder gratartig zu beiden Seiten des durch den Stanzvorgang erzeugten Schlitzes aufgeworfen. Dieser Wall oder Grat hat bei Gehäusedurchmessern in der Größenordnung von bis zu ungefähr 6 oder 8 cm eine Höhe von durchschnittlich ungefähr 0,1 mm und nur in seltenen Ausnahmefällen eine Höhe-von bis zu-maximal 0,3 mm, bezogen auf die angrenzende äußere Oberfläche bzw. Mantelfläche des Gehäuses. Es hat sich nun aber gezeigt, daß auch eine solche durchschnittliche Grathöhe von 0,1 mm sich jedoch störend auswirkt, wenn auf den automatischen Fertigungsstraßen für die Kondensatoren, auf denen das gestanzte Bechergehäuse eingesetztwerden soll, oder wenn bei der Verwendung des fertiggestellten Kondensators auf automatischen Fertigungsstraßen Spannzangenhalterungen eingesetzt werden.When producing the slit-like wall weakening according to the method of the main patent, the material displaced by the cutting edge is wall-like or thrown up like a burr on both sides of the slot produced by the punching process. This wall or ridge has case diameters of the order of up to about 6 or 8 cm an average height of about 0.1 mm and only rarely Exceptional cases a height of up to a maximum of 0.3 mm, based on the adjacent outer surface or jacket surface of the housing. But it has now been shown that even such an average burr height of 0.1 mm has a disruptive effect, if on the automatic production lines for the capacitors on which the punched cup housings are to be used, or when using the Completed Capacitor on Automatic Assembly Lines Collet Holders can be used.

Es wäre naheliegend, diesen Stanzgrat nach dem Stanzen in einer zweiten Bearbeitungsstufe durch Abstechen oder Abschleifen zu entfernen. Da die in Rede stehenden Kondensatorgehäuse jedoch Artikel der Massenfertigung sind, würde ein solcher zweiter Bearbeitungsvorgang die Herstellung für die Bechergehäuse untragbar verteuern.It would be obvious to use this punching burr in a second after punching Machining stage can be removed by parting or grinding. As the talked about standing capacitor cases, however, are mass-produced items Such a second machining operation makes the manufacture of the cup housings unacceptable more expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß die mit der Sollberststelle versehenen Gehäuse ohne Nachbearbeitung der Weiterverarbeitung mit Spannzangenhalterungen zugänglich sind, also an keiner Stelle ihren vorgegebenen äußeren Solldurchmesser überschreiten.The invention is therefore based on the object of the method according to Main patent to the effect that the provided with the predetermined bursting point Housing without post-processing further processing with collet holders are accessible, so at no point their specified outer target diameter exceed.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist. This task is carried out by a method of the type mentioned at the beginning solved that according to the invention mentioned in the characterizing part of claim 1 Has features.

Die Erfindung sieht also vor, daß das zu stanzende Gehäuse auf einen profilkomplementären paßgenauen Haltedorn aufgezogen wird, der in dem der Stanzschneide gegenüberliegenden und im eigentlichen Sinne als Gegenstempel zur Schneide wirkenden Oberflächenbereich plan ausgebildet ist und bei dem dieser plane, als Gegenstempelfläche wirkende und dienende Oberflächenbereich vor der Durchführung des Stanzvorganges nicht an der Innenwand des aufgezogenen Gehäuses anliegt, während in allen anderen Bereichen die Innenwand des auf den Haltedorn aufgezogenen Gehäuses paßgenau und flächenbündig auf dem Außenmantel des Haltedorns aufliegt. Durch diese Ausbildung des Haltedorns wird bewirkt, daß beim Absenken der Stanzschneide die Gehäusewand tszunächst nicht unterstützt ist, wenn die Schneide auf die äußere Oberfläche der Gehäusewand aufsetzt. Beim weiteren Absenken der Stanzschneide findet daher zunächst kein Schneidstanzen unter Fließen des Werkstoffs der Gehäusewand, sondern eine Biegeverformurg der Gehäusewand statt. The invention provides that the housing to be punched on a profile-complementary precisely fitting holding mandrel is drawn, in which the cutting edge opposite and in the real sense acting as a counterstamp to the cutting edge The surface area is designed to be planar and in which it is planar as a counter-punch surface Acting and serving surface area before the punching process is carried out does not rest against the inner wall of the opened housing, while in all others Areas the inner wall of the housing pulled onto the retaining mandrel with an accurate fit and rests flush on the outer jacket of the retaining mandrel. Through this training of the holding mandrel causes the housing wall to be lowered when the cutting edge is lowered ts first is unsupported if the cutting edge hits the outer surface of the Housing wall touches down. Therefore, when lowering the cutting edge further, initially no cutting punching with flowing of the material of the housing wall, but a bending deformation the housing wall instead.

Diese Biegeverformung erfolgt solange, bis die Innenwand des Gehäuses in dem unter der Stanzschneide liegenden Bereich auf die plan abgeflachte Oberfläche des Haltedorns niedergedrückt ist. Beim weiteren Absenken der Stanzschneide tritt dann das Stanzen des Schlitzes, also das Schneidstanzen, unter Fließen des Werkstoffs der Gehäusewand ein. This bending deformation takes place until the inner wall of the housing in the area below the cutting edge on the flat, flat surface of the retaining mandrel is depressed. When further lowering the cutting edge occurs then the punching of the slot, i.e. the cutting punching, with the material flowing the housing wall.

Dabei werden in unvermeidbarer Weise die Stanzgrate zu beiden Seiten des gestanzten Schlitzes aufgeworfen. Durch die Verformung der Gehäusewand vor dem Stanzen wird nun jedoch erreicht, daß diese aufgeworfenen Stanzgrate nun nicht mehr über die Außenbegrenzungdes Sollquerschnitts des Gehäuses vorstehen, sondern innerhalb dieser Begrenzung liegen. Die Abflachung des Haltedorns wird dabei vorzugsweise nur so flach gewählt, das die höchsten Erhebungen des Stanzgrates gerade innerhalb oder höchstens auf der Sollbegrenzung der Querschnittsfläche liegen. Wenn also Vorversuche gezeigt haben, daß die mittlere Stanzgrathöhe 0,1 mm beträgt, so wird auch die plane Abflachung des Haltedorns um 0,1 mm oder nur wenig darüber betragen. Für die Herstellung zylindrischer Kondensatorgehäuse aus Aluminium mit Durchmessern in der Größenordnung von bis zu rd. 10 cm liegt die Oberfläche der planen Abflachung des im übrigen zylindrischen Haltedorns vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm unter dem Scheitel des gedachten Verlaufs der Zylindermantelfläche des Haltedorns. The punching burrs are unavoidable on both sides of the punched slot raised. Through the Deformation of the housing wall Before the punching, however, it is now achieved that these raised punch burrs are now no longer protrude beyond the outer boundary of the nominal cross-section of the housing, but lie within this limit. The flattening of the holding mandrel is thereby preferably only chosen so flat that the highest elevations of the punch line are straight lie within or at most on the nominal limit of the cross-sectional area. if So preliminary tests have shown that the average punch height is 0.1 mm, so the flat flattening of the retaining mandrel will also be 0.1 mm or just a little more. For the production of cylindrical capacitor housings made of aluminum with diameters the surface of the flat flat is in the order of magnitude of up to around 10 cm of the rest of the cylindrical holding mandrel, preferably 0.05 to 0.5 mm below the apex the imaginary course of the cylinder jacket surface of the holding mandrel.

Die plane Abflachung des Haltedorns erstreckt sich vorzugsweise in ihrer Längsrichtung parallel zur Längsachse des Haltedorns. Insbesondere sind vorzugsweise die Längsachse der Abflachung, die Stanzschneide und die Längsachse des Haltedorns parallel zueinander ausgerichtet, so daß also die in das Gehäuse gestanzte schlitzartige Wandschwächung parallel zur Längsachse des Kondensatorgehäuses verläuft.The planar flattening of the holding mandrel preferably extends in their longitudinal direction parallel to the longitudinal axis of the holding mandrel. In particular, are preferred the longitudinal axis of the flat, the cutting edge and the longitudinal axis of the holding mandrel aligned parallel to each other, so that the slot-like punched into the housing Wall weakening runs parallel to the longitudinal axis of the capacitor housing.

Dabei kann sich der plan abgeflachte Oberflächenbereich sowohl über die gesamte axiale Länge des Haltedorns erstrecken als auch in seiner axialen Länge nur auf den Stanzbereich beschränkt sein.The planar, flattened surface area can extend over both extend the entire axial length of the retaining mandrel as well as in its axial length only be limited to the punching area.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to exemplary embodiments in FIG Connection with the drawings explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 im Querschnitt und in schematischer nichtmaßstäblicher Teildarstellung das auf den Haltedorn aufgezogene Gehäuse und die Stanzschneide vor Beginn des Stanzvorganges; Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Teildarstellung nach Abschluß des Stanzvorganges; Fig. 3 in perspektivischer, schematischer und nichtmaßstäblicher Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für den Haltedorn; und Fig. 4 in schematischer nichtmaßstäblicher Darstellung und im Axialschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel des Haltedorns.They show: FIG. 1 in cross section and not to scale schematically Partial representation that on the Retaining mandrel drawn housing and the Cutting edge before the start of the punching process; FIG. 2 shows the partial representation shown in FIG after completion of the punching process; Fig. 3 in perspective, schematic and Not to scale a first exemplary embodiment for the retaining mandrel; and FIG. 4 in a schematic representation, not to scale, and in axial section second embodiment of the retaining mandrel.

In der Fig. 1 ist im Querschnitt und in nichtmaßstäblicher, der Deutlichkeit halber übertriebener Darstellung ein ondensatorgehäuse 1 gezeigt, das paßgenau auf einen Haltedorn 2 aufgezogen ist. Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die Stanzanordnung vor dem Absenken der Stanzschneide 3. In dem der Stanzschneide 3 gegenüberliegenden und im wesentlichen als Gegenstempel wirkenden Oberflächenbereich 4 ist der haltedorn 2 plan abgeflacht. Die Innenwand des Gehäuses 1 liegt in diesem planen abgeflachten Oberflächenbereich 4 nicht am Haltedorn an, während die Innenwand des Gehäuses 1 in allen anderen Bereichen flächenbündig und paßgenau an der Außenwand des Haltedorns 2 anliegt.In Fig. 1, in cross section and not to scale, is for clarity For the sake of exaggerated representation, an ondensatorgehäuse 1 is shown, which fits exactly a holding mandrel 2 is pulled up. The illustration in FIG. 1 shows the punching arrangement before lowering the cutting edge 3. In the one opposite the cutting edge 3 and the surface area 4, which essentially acts as a counter-punch, is the holding mandrel 2 flattened flat. The inner wall of the housing 1 lies in this plane, flattened Surface area 4 does not touch the holding mandrel, while the inner wall of the housing 1 in all other areas flush and precisely fitting on the outer wall of the retaining mandrel 2 is present.

Der Abstand 5 zwischen der planen Oberfläche 4 und dem Scheitel der zylindrischen Innenwandfläche des Gehäuses 1, entsprechend dem Scheitel des an dieser Stelle gedachten Verlaufs der zylindrischen Außenfläche des Haltedorns 2 beträgt je nach den Gegebenheiten des einzelnen Anwendungsfalles typischerweise 0,05 bis 0,5 mm, insbesondere 0,15 bis 0,25 mm.The distance 5 between the flat surface 4 and the apex of the cylindrical inner wall surface of the housing 1, corresponding to the apex of this Place imaginary course of the cylindrical outer surface of the holding mandrel 2 is depending on the circumstances of the individual application, typically 0.05 to 0.5 mm, in particular 0.15 to 0.25 mm.

Beim Absenken der Schneide 3 wird der nicht durch den Haltedorn 2 unterstützte Abschnitt des Gehäuses 1 zunächst durch Biegen soweit verformt, bis die innere Oberfläche des Gehäuses 1 auf der planen Oberfläche 4 des Haltedorns 2 aufliegt und-dadurch vom Haltedorn 2 als Gegenstempel unterstützt wird. Beim weiteren Absenken der Schneide 3 tritt der den Schlitz stanzende Einschneidvorgang bzw. Stanzvorgang ein, bei dem eine Materialverdrängung durch Fließen stattfindet. Das durch Fließen von der Schneide 3 verdrängte Material wird dabei in der in Fig. 2 gezeigten Weise zu beiden Seiten des gestanzten Schlitzes 6 als Stanzgrat 7 aufgeworfen. Die Krone 8 des Stanzgrates 7 liegt durch die vorangegangene Verformung der Wand des Gehäuses 1 innerhalb der exakt zu wahrenden äußeren Querschnittsbegrenzungslinie 9 des Gehäuses, während sie bei Verwendung eines Haltedorns 2 ohne abgeflachten Oberflächenbereich 4 um die gesamte Aufwurfhöhe über diese Begrenzungslinie 9 vorspringen würde. Ein Bechergehäuse, das eine aus der Fig. 2 -ersichtliche Konfiguration der gestanzten Wandschwächung aufweist, ist daher ohne Nacharbeitung der Weiterverarbeitung mit Spannzangenhalterungen zugänglich.When the cutting edge 3 is lowered, the holding mandrel 2 supported section of the housing 1 initially deformed by bending until the inner surface of the housing 1 on the flat surface 4 of the retaining mandrel 2 rests and is thereby supported by the retaining mandrel 2 as a counter punch. With further When the cutting edge 3 is lowered, the incising process or punching process that punches the slot occurs one in which a material displacement takes place by flowing. That by flowing The material displaced by the cutting edge 3 is thereby in the manner shown in FIG raised as a punching burr 7 on both sides of the punched slot 6. The crown 8 of the punch line 7 is due to the previous deformation of the wall of the housing 1 within the precisely maintained outer cross-sectional boundary line 9 of the housing, while using a retaining mandrel 2 without a flattened surface area 4 would project over this boundary line 9 by the entire height of the throw. A Cup housing, which is a configuration of the punched-out configuration shown in FIG Has wall weakening, is therefore without reworking the further processing with Collet holders accessible.

In axialer Richtung des Haltedorns' kann-sich-der abgeflachte Oberflächenbereich 4 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise axial über die gesamte Länge aes Halteddrns 2 erstrecken. Alternativ kann die axiale Länge der plan abgeflachten Oberfläche 4' jedoch auch auf einen Abschnitt begrenzt bleiben, der sich im wesentlichen nach der Länge der Stanzschneide 3 richtet und in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise zumindest geringfügig länger, bezogen auf die Längsrichtung des zu stanzenden Schlitzes, ist als die Schneide 3. Der in seiner axialen Länge begrenzte plan abgeflachte Oberflächenbereich 4' muß dabei zumindest um einen solchen Betrag länger als die Länge der Schneide 3 sein, daß die an den stirnseitigen Endbereichen aufgeworfenen Stanzgrate 10 (Fig. 2) vollständig mit abgesenkt werden. Eine entsprechende Dimensionierung der plan abqeflachten Oberfläche 4' ist für den Fachmann kein ProblemThe flattened surface area can be located in the axial direction of the holding mandrel 4 in the manner shown in Fig. 3 axially over the entire length of aes Halteddrns 2 extend. Alternatively, the axial length of the flat surface 4 ', however, also remain limited to a section which essentially follows the length of the cutting edge 3 aligns and in the manner shown in FIG at least slightly longer, based on the longitudinal direction of the slot to be punched, is than the cutting edge 3. The planar, flattened surface area limited in its axial length 4 'must be longer than the length of the cutting edge by at least such an amount 3 be that the raised at the front end areas Punching burrs 10 (Fig. 2) are also completely lowered. Appropriate dimensioning the plane, flattened surface 4 'is no problem for the person skilled in the art

Claims (5)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses aus einem fließfähigen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium, mit einer linearen schlitzartigen Wandschwächung als Sollberststelle, wobei das Gehäuse paß genau anliegend auf einen Haltedorn aufgezogen wird und die Gehäusewand dann von außen mit einer konvexen Schneide so gestanzt wird, daß die Gehäusewand auch am Scheitel der Schneide nicht durchtrennt wird, nach Patent 30 41 391, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Gehäuse auf einen Haltedorn aufgezogen wird, der in seinem als Gegenstempel zur Schneide dienenden Oberflächenbereich plan ausgebildet ist und der in diesem planen Oberflächenbereich nicht an der Innenwand des aufgezogenen Gehäuses anliegt.Method and apparatus for manufacturing a capacitor can housing A method for producing a capacitor can housing from a Flowable material, in particular made of aluminum, with a linear slot-like Wall weakening as a predetermined bursting point, with the housing fitting exactly on one Holding mandrel is pulled up and the housing wall then from the outside with a convex Cutting edge is punched in such a way that the housing wall is not even at the apex of the cutting edge is severed, according to patent 30 41 391, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that the housing is pulled onto a retaining mandrel, who in his as Counter punch to the cutting edge serving surface area is planar and that in this flat surface area is not on the inner wall of the raised Housing. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Abstand von der planen Gegenstempeloberfläche zur Innenwand des Gehäuses nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, insbesondere 0,05 bis 0,5 mm beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the distance from the flat counter-punch surface to the inner wall of the housing is only a fraction of a millimeter, in particular 0.05 to 0.5 mm. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer als Stanzstempel dienenden Schneide und einem als Gegenstempel dienenden Haltedorn, g e k e n n z e i c h n e t durch einen zylindrischen Haltedorn (2),-der in seinem als Gegenstempel wirkenden Oberflächenbereich (4) plan-abgeflacht ist.3. Device for performing the method according to one of the claims 1 or 2 with a cutting edge serving as a punch and one as a counter punch Serving retaining mandrel, not shown by a cylindrical retaining mandrel (2), - the surface area (4) acting as a counter-punch in a plane-flattened manner is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die plane Abflachung (4) nur Bruchteile eines Millimeters tief ist, insbesondere nur 0,05 bis 0,5 mm tief ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the flat flat (4) is only a fraction of a millimeter deep, in particular is only 0.05 to 0.5 mm deep. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Längsachse der Abflachung (4), die Schneide (3) und die Längsachse des Haltedorns (2) parallel zueinander ausgerichtet sind.5. Device according to one of claims 3 or 4, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the longitudinal axis of the flat (4), the cutting edge (3) and the longitudinal axis of the holding mandrel (2) are aligned parallel to one another.
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