DE3246890A1 - Metallische abschlussscheibe und verfahren - Google Patents

Metallische abschlussscheibe und verfahren

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DE3246890A1
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insulation layer
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Withdrawn
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DE19823246890
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Rudolf 7896 Wutöschingen Klaschka
Franz Josef 6483 Bad Soden Wolf
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Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Original Assignee
Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H01G9/10—Sealing, e.g. of lead-in wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
WOK-4
1) WOCO Franz-Josef Wolf & Co.
Sprudelallee 19, 6483 Bad Soden-Salmiinster
und
2) Rudolf Klaschka
Tannenweg 9, 8796 Wutöschingen 3
Metallische Abschlußscheibe und Verfahren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine metallische Abschlußscheibe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung dieser Abschlußscheibe bzw. zur Verbesserung der Abdichtung zwischen der Oberfläche einer Metallscheibe und einer darauf aufgebrachten Isolationsschicht gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 11. .
Eine gattungsgemäße metallische Abschlußscheibe, insbesondere auch für Becherkondensatoren, ist aus der
BERGSTRASSE 481Ii ■ D-8O35 MÜNCHEN-GAUTING TELEPHON: (089)8003030 . TELEX: S21777Jsard
DE 27 18 228 Al bakannt. Der Hauptaspekt bei dieser bekannten Abschlußscheibe für Becherkonden satoren liegt jedoch auf der konstruktiven Gestaltung der Abschlußscheibe selbst, um diese als Massenfertigungsprodukt automatisch mit einer Isolationsschicht vor allen Dingen im Scheibenrandbereich versehen zu können.
Bei dieser bekannten Ausbildung der Abschlußscheibe ist der Aspekt, möglichst gute und konstante elektrische Daten bei einem mit dieser Abschlußscheibe versehenen Elektrolyt-Becherkondensator zu erreichen, noch verbesserungsbedürftig. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß beim Umspritzen des Scheibenrandes mit z.B. einer Elastomermasse immer wieder ein Eindringen von Elektrolytsubstanzen, hier insbesondere von flüssigen Elektrolyten,zwischen die Elastomerschicht und die Unterseite bzw. Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe möglich ist. Dieser Vorgang findet sowohl dann statt, wenn nur ein äußerer radialer Randbereich der Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe mit der Isolationsschicht bedeckt ist, aber auch dann, wenn die Isolationsschicht vollständig an die stabförmige metallische Erhebung, die bei der bekannten Abschlußscheibe als Zentrier- oder Wickeldorn ausgebildet ist, heranreicht.
Die Änderung von elektrischen Kenndaten und hier insbesondere des Kapazitätswertes des entsprechenden fertigen Elektrolyt-Becherkondensators ist dadurch bedingt, daß bei einer Vorformierung mindestens der in den Kondensatorbecher hineinweisenden Flächen der Abschlußscheibe einschließlich der metallischen Erhebung t eine Nachformierung durch den Elektrolyten bei Inbetriebnahme stattfindet. Hierbei ist selbstverständlich vorausgesetzt, daß die Abschlußscheibe den Plus-Pol des Kondensators bildet, der durch die Isolation der Abschlußscheibe im Randbereich gegenüber dem Bechergehäuse, das als Minus-Pol dient, elektrisch isoliert ist.
Während die Nachformierung der sozusagen gegenüber dem Becherinneren des Kondensators freiliegenden Oberfläche der bekannten Abschlußscheibe sozusagen unter Spannungsanlegung bzw. bei Betriebsaufnahme vor sich gehen kann, verhindert die z.B. aufvulkanisierte Elastomerschicht auf der Erhebungsflächenseite eine parallel zu den anderen Bereichen verlaufende Nachformierung. Die in das Bechergehäuse weisende Oberflächengrenzschicht der Abschlußscheibe einschließlich der metallischen stabförmigen Erhebung ist dadurch teilweise nachformiert und teilweise lediglich vorformiert. Die daraus resultierenden unterschiedlichen Formierungsschichten stellen im Betrieb des Kondensators wenn auch nur geringfügige Potentialunterschiede dar, die Restströme und Kriechströme als Fehlerströme verursachen. Noch gravierender wird dieses Problem, wenn die Innenoberfläche der Abschlußscheibe überhaupt nicht vorformiert ist und eine allmähliche Nachfomierung auf der vom Elastomer unbedeckten Fläche vor sich geht. Durch diese Fehlerquellen werden die Kapazitätswerte der Elektrolyt-Becherkondensatoren stark beeinflußt, so daß teilweise nicht einmal die Toleranzwerte eingehalten werden oder relativ große Toleranzbereiche für die Kapazität angegeben werden müssen. Beides stellt jedoch gravierende Nachteile dar, so daß man bemüht ist, diese Mangel zu beheben.
Weiterhin ist aus der europäischen Patentanmeldung ΈΡ 0 065 021 A1 eine metallische Abschlußscheibe bekannt, die als Verbundabdeckscheibe aufgebaut ist, wobei das Hauptziel dieser Anmeldung darin besteht, mehrere elektrische Durchführungen elektrisch isoliert durch die Abschlußscheibe hindurchführen zu können und des weiteren ein Überdruck-Sicherheitsventil in dieser Abschlußscheibe zu integrieren. Wie insbesondere den Figuren zu entnehmen ist, ist die metallische Abschlußscheibe ebenfalls mit einer ihren Rand umfassenden und bis auf die Unterseite reichenden Elastomerschicht ausgebildet. In geringem Abstand, möglicherweise
- f.
auch angrenzend an diese Elastomerschicht;f ist auf der Unterseite eine Kunststoffschicht vorgesehen. Dieser Angrenzungsbereich zwischen Kunststoff- und Elastomerschicht auf der Unterseite bietet in ähnlicher Weise wie bei der vorausgehend erwähnten bekannten Abschlußscheibe die Möglichkeit,daß das Elektrolyt im Betrieb in diese Grenzschicht eindringt und eine allmähliche Formierung mindestens der Unterseite der Abdeckscheibe vor sich geht. Hierdurch können auch bei dieser Abdeckscheibe die vorausgehend beschriebenen Nachteile, insbesondere einer Kapazitätsveränderung, auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Abschlußscheibe, die als Massenprodukt preisgünstig herstellbar sein muß, so auszubilden, daß eine zuverlässige Abdichtung gegenüber Substanzen des Becherinneren, insbesondere gegenüber einem Elektrolyten, zwischen der Isolationsschicht und der Unterseite der Abschlußscheibe im Bereich der stabförmigen Erhebung erreicht wird, wobei dies zu einer zusätzlichen Fixierung der Isolationsschicht führen soll und im wesentlichen ohne weitere Einrichtungen auch bei einstückiger Abschlußscheibe mit stabförmiger Erhebung realisierbar sein muß, sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen metallischen Abschlußscheibe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Verfahrensmäßig erfolgt die Lösung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 11.
Der Kerngedanke der Erfindung beruht darauf, bei einer einstückig mit einer zapfenartigen bzw. stabförmigen Erhebung auf der in das Gehäuseinnere weisenden Fläche versehenen
Abschlußscheibe die Isolationsschicht zunächst direkt bündig bis an die zapfenartige Erhebung aufzubringen. Im Falle des Vorhandenseins einer in die Erhebungsflächenseite, also der zum Becherinneren weisenden Unterseite der Abschluß scheibe, übergehenden Ringnut an der Basis der zapfenartigen Erhebung, wird die Isolationsschicht formschlüssig und/oder kraftschlüssig auch in diese Ringnut eingebracht. Durch eine Materialstauchung der zapfenartigen Erhebung in axialer Richtung zur eigentlichen Abschlußscheibe hin, gelangt die Erhebung,und hier speziell die durch die Ringnut entstehende Kreisringfläche, in Preßkontakt mit der Isolationsschicht. Hierdurch wird die Isolationsschicht ringartig gegen die Erhebungsflächenseite der Metallscheibe niedergedrückt, so daß mindestens in diesem Bereich eine zuverlässige Dichtung auch gegenüber dem Eindringen eines Elektrolyten geschaffen wird.
Abhängig vom verwendeten Material kann dabei z.B. beim Aufbringen bzw. Aufknöpfen eines scheibenartigen, vorgefertigten Kunststoff ormteiles, in der Ringnut,eine radial in Richtung zur Rotationsachse der Abschlußscheibe wirkende Preßkraft-Komponente erzeugt werden. Diese durch die Materialdehnung in der Ringnut in radialer Richtung wirkende Preßkraft wird dadurch erreicht, daß die im vorgefertigten Kunststofformteil vorgeshene koaxiale Ausnehmung mit etwas geringerem Durchmesser ausgelegt wird, als der kleinste Außendurchmesser der Ringnutsohle.
Zusätzlich zu dieser radial wirkenden Dichtungskraftkomponente erfährt die Isolationsschicht im Bereich der Außenkante der zapfenartigen Erhebung eine axiale Verpressung gegen die Unterseite bzw. Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe. Im vorgenannten Fall wird daher eine zweifache Abdichtung gegenüber dem Eindringen einer Substanz,insbesondere eines
flüssigen Elektrolyten, aus dem Inneren eines Kondensatorbechers zwischen die Isolationsschicht und die Unterseite der Abschlußscheibe erreicht.
Alternativ zur Ausbildung einer Ringnut im Basisbereich der zapfenartigen Erhebung, aber auch ergänzend hierzu, kann eine radial äußere Schicht der Erhebung im Basisbereich so abgeschält werden, daß ein mit der Erhebung zusammenhängender Ringspan im Basisbereich abgeschält wird, der in relativ starrer Materialverbindung mit dem geringfügig durchmesserreduzierten Erhebungszapfen steht. Beim Abschälen bzw. Abspanen wird ein geschlossener Materialkreisring, der flanschartig im wesentlichen nach radial außen von der Erhebung absteht, auf die Isolationsschicht niedergebracht. Die in der Regel dabei zusätzlich zur RadialerStreckung vorhandene, spanartige Krümmung, die zur eigentlichen Abschlußscheibe weist, kommt dabei kantenartig in Eingriff mit der zum Becherinnenraum zeigenden Fläche der Isolationsschicht. Zur Erzeugung der koaxial wirkenden Anpreßkraft der Isolationsschicht gegen die Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe genügt in der Regel der Abschälvorgang des Ringspanes selbst. Ergänzend hierzu kann jedoch auch eine weitere Materialstauchung in axialer Richtung durchgeführt werden.
Wesentlich ist daher bei der Erfindung, daß neben dem bündigen Abschluß der Isolationsschicht mit der zapfenartigen Erhebung, eine flanschartige Auskragung im Basisbereich der Erhebung vorgesehen ist, die etwa im Abstand der aufzubringenden Isolationsschichtdicke gegenüber der unteren Fläche bzw. der Erhebungsfläche der Abschlußscheibe vorgesehen ist. Diese flanschartige Auskragung, die den radial innersten Bereich der Isolationsschicht mindestens etwas überdeckt, wird durch MaterialStauchung in Preßdichtungskontakt auf die Isolationsschicht gegenüber der Erhebungsflächenseite
der Abschlußscheibe niedergebracht. Obwohl die Abschlußscheibe und das entsprechende Verfahren bei jeglicher Art von Abschlußtechniken eingesetzt werden kann, bei denen das Problem besteht, eine Unterwanderung zwischen der Isolationsschicht und einer Metalloberfläche zu verhindern, ist die Erfindung besonders prädestiniert für den Einsatz bei Abschlußscheiben mit einstückig daran angeformter zapfenartiger Erhebung, wobei letztere beispielsweise als Zentrierdorn oder Wickeldorn dienen kann. Selbstverständlich ist die Anwendung nicht auf einstückig ausgebildete zapfenartige Erhebungen beschränkt, sondern auch bei Abschlußscheiben einsetzbar, in denen vor dem Aufbringen der Isolationsschicht eine derartige zapfenartige Erhebung z.B. eingeschraubt, eingepreßt oder in anderer Form angebracht ist.
Im Falle einer Abschlußscheibe für Elektrolyt-Becherkondensatoren wird die Abschlußscheibe vorzugsweise aus einem Werkstoff mit mindestens 99 % Aluminium bestehen. Diese Wahl beruht vor allen Dingen auf Gewichts- und Kostenaspekten, wobei selbstverständlich auch Aluminiumlegierungen oder andere jedochkorrosionsfeste Metalle hierfür in Frage kommen.
Für die Isolationsschicht einer Aluminium-Abschlußscheibe werden Werkstoffe verwendet, die zu diesem Zweck an sich bekannt und gebräuchlich sind, wofür sich insbesondere schwefelfrei vernetzte synthetische Elastomere eignen und vorzugsweise peroxidisch vernetztes EPDM (Ethylen-Propylen-Dien- Terpolymerisat) oder Butylkautschuk gesetzt werden.
Bei der Verwendung von Kunststoff als Isolationsschicht, insbesondere als vorgefertigtes Formteil, werden Werkstoffe bevorzugt, die auch bei hohen Temperaturen, z.B. bei Temperaturen im Bereich von über 125°C, formbeständig sind.
Des weiteren sollen diese Werkstoffe nicht porös sein und müssen korrosionsbeständig sein, d.h. sie müssen sich vollständig inert verhalten gegenüber allen in dem zu verschließenden Gehäuse eingeschlossenen Komponenten und Werkstoffen. Insbesondere müssen die Werkstoffe daher sich inert gegenüber flüssen Elektrolyten verhalten. Vorzugsweise werden daher Kunststoffe aus Polyamid oder glasfaserverstärktem Polyamid dafür eingesetzt.
Bei dem Einsatz der Abschlußscheibe in einer Massenproduktion wird die Abschlußscheibe einschließlich der einstückig daran ausgebildeten zapfenartigen Erhebung rotationssymmetrisch zur Mittelachse der Scheibe ausgebildet. Die Zapfenerhebung, das heißt der Abstand von der Unterseite bzw. Erhebungsflächenseite der eigentlichen Abschlußscheibe bis zum Ende der im eingebauten Zustand in das Bechergehäuse hineinragenden Erhebung, kann je nach Einsatzgebiet sehr unterschiedlich sein. Sofern diese zapfenartige Erhebung als Wickeldorn vorgesehen wird, kann sich ihre Länge im Prinzip fast über die Gesamthöhe des Becherkondensators erstrecken. Im anderen Extremfall, in dem im wesentlichen allein die elektrolytische Unterwanderung und Restströme an der Abschlußscheibe ausgeschlossen werden sollen, kann beispielsweise eine zwei- bis dreifache Axialerstreckung von der axialen Breite der Ringnut ausreichend sein. Eine Tiefe der Ringnut in radialer Richtung von etwa 1 mm oder größer kann dabei als ausreichend angesehen werden, um bei der Verpressung des Isolationsmaterials in der Ringnut aufgrund der MaterialStauchung der zapfenartigen Erhebung, ein radiales Herausrutschen oder überwiegend eine Materialverpressung nach radial außen anstelle der Verpressung nach radial innen zur Ringnutsohle zu vermeiden.
Für die Erzeugung eines Ringspanes zusätzlich zur vorhandenen Ringnut oder auch allein, reicht es beispielsweise bei einem
Durchmesser der zapfenartigen Erhebung von 6 mm aus, den Basisbereich, in dem die Abspanung durchgeführt werden soll, mit etwa 7 mm auszubilden. Das heißt, im zur eigentlichen Abschlußscheibe orientierten Basisbereich kann die zapfenartige Erhebung einer.durchmesserstärkeren Stufe gestaltet sein, die dann vorzugsweise mit ihrer Kreisringfläche etwa senkrecht zur Achse der Abschlußscheibe vorgesehen ist. Zur Erzeugung des Ringspanes wird nach dem Aufbringen der Isolationsschicht eine Schälhülse bzw. ein Schälstempel über die zapfenartige Erhebung geführt. Der Innendurchmesser der Schälhülse ist geringfügig größer gewählt, als der Durchmesser des durchmesserschmäleren Bereichs der Erhebung. Bei den beispielhaft angeführten Abmessungen von 6 mm bzw. 7 mm Durchmesser kann daher mit der Schälhülse ein geschlossener Ringspan bzw. Kreisring mit etwa 0,5 mm Wandstärke im Basisbereich der zapfenartigen Erhebung abgeschält werden. Die Länge, d.h. etwa die flanscha.rtige bzw. radiale Erstreckung, bei der selbstverständlich eine leichte Spankrümmung berücksichtigt werden muß, ist abhängig von der axialen Länge der durchmessergrößeren Stufe und dem Spanungsweg des Werkzeuges.
Obwohl im Hinblick auf die zweifache Anpreßkraft und entsprechende Dichtung ein bündiges Abschließen der Isolationsschicht radial gegenüber der Umfangswand der zapfenartigen Erhebung angestrebt wird, wobei dies bei vorhandener Ringnut auf der Ringnutsohle ist, kann die Isolationsschicht auch in geringfügig radialem Abstand zur Umfangswand der zapfenartigen Erhebung vorgesehen sein. Hierbei muß jedoch sichergestellt sein, daß bei der axialen MaterialStauchung noch eine ausreichende Materialverpressung in der Isolationsschicht stattfindet. Vorzugsweise wird bei vorhandener Ringnut die Isolationsschicht dieser Ringnut jedoch vollständig und mit radialer Materialspannung gegen die Ringnutsohle -ausfüllen. Für diesen Zweck können die entsprechenden Materialien wie ein Kunststoff oder ein Elastomer sowohl im Spritzverfahren als auch als vorgefertigtes Formteil aufgeknöpft werden.
Die flanschlartige Auskragung, die form- und/oder kraftschlüssig gegen die Isolationsschicht angepreßt wird, kann in der einfachsten Form als Ringnut mit Vierkantquerschnitt gestaltet sein. Eine schwalbenschwanzförmige Hinterschneidung der Ringnut, d.h. eine breitere Ringsohle im Vergleich zur sonstigen Nutöffnung, verbessert zwar die Materialverpressung in der Ringnut, ist jedoch fertigungstechnisch schwieriger zu realisieren. Bei der Herstellung der flanschlartigen Auskragung mittels eines Abspanungsvorganges, bei dem letztenendes ein nietschließkopfartiger Ringspan gegen die Isolationsschicht gepreßt wird, kann sowohl ohne vorherige Ringnut als auch zusätzlich zu einer bereits vorhandenen und im Basisbereich ausgebildeten Ringnut, ebenso eine weitere Materialstauchung durchgeführt werden. Die radiale Tiefe der flanschartigen Auskragung ist daher in Abhängigkeit von einer vorhandenen oder nicht eingebrachten Ringnut und der axialen Länge der Abspanung am Basisbereich der Erhebung variierbar. Bei dieser Ausbildung einer erfindungsgemäßen Abschlußscheibe ist der einfache in axialer Richtung vorgesehene Preßdichtungskontakt, der durch den radialen Preßdichtungskontakt ergänzt werden kann, fertigungstechnisch ohne zusätzliche gegenständliche Einrichtungen an der Abschlußscheibe zu erreichen. Die Materialfestigkeit, auch bei Aluminium und dem Abspanungsvorgang, reicht zuverlässig aus, um die Materialverpressung gegenüber der Unterseite der Abschlußscheibe und damit deren zuverlässige Abdichtung zu erreichen. Nur ergänzend sei erwähnt, daß sich die Isolationsschicht selbstverständlich um den radialen Außenrand der Abschlußscheibe herum einstückig mindestens bis auf die Oberseite der Abschlußscheibe erstreckt, um im Randbereich eine elektrisch isolierende Fluiddichtung durch die Umbördelung der Becherwand zu erreichen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer schematischer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch den oberen Bereich eines Becherkondensators mit Ringnutausbildung im Basisbereich einer zapfenartigen Erhebung an der Abschlußscheibe;
Fig. 2 ebenfalls einen bruchstückartigen axialen Schnitt durch eine Abschlußscheibe, bei der keine vorgefertigte Ringnut im Basisbereich der Erhebung vorhanden ist, sondern eine flanschartige Auskragung durch einen Ringspan gebildet ist, und
Fig. 3 einen axialen Schnitt durch eine in einen
Kondensatorbecher eingesetzte und umbördelte Abschlußscheibe mit einer flanschartigen Auskragung als Kombination einer Ringnut und eines Ringspans.
In Fig. 1 ist eine Abschlußscheibe 2 im axialen Schnitt gezeigt, die an der Unterseite, sozusagen der Erhebungsflächenseite 4 mit einer Isolationsschicht 5 flächig versehen ist. Diese Isolationsschicht 5 kann als Elastomer auf der vollständigen Unterseite 4 der Abschlußscheibe 2, sowie deren radialen Außenrand 9 und mindestens teilweise auf der Oberseite 3 z.B. mittels Aufspritzen vorgesehen sein. Die im Beispiel nach Fig. 1 im wesentlichen parallele Ober- und Unterseitenaufweisende Abschlußscheibe 2 ist an ihrem radialen Außenrand 9,am zum Inneren des Bechergehäuses 1 orientierten' Bereich,mit einer umlaufenden Ringnut versehen, die einen kreissegmentartigen Axialschnitt aufweist.
Das Bechergehäuse 1, das ebenfalls wie die Abschlußscheibe 2 aus Aluminium besteht, hat im oberen Bereich eine umlaufende radial nach innen zeigende Sicke 7. Die mit der Isolationsschicht 5 umspritzte Abschlußscheibe 2 wird bei der Fertigung eines derartigen Becherkondensators in den oberen Bereich des Bechergehäuses 1 eingesetzt und ruht dabei auf der Sicke 7. Um die Abdichtung gegenüber der Bechergehäusewand zu gewährleisten, ist der obere Rand 11 des Bechergehäuses 1 nach radial innen umgebördelt. Durch diese ümbördelung wird die Abschlußscheibe 2 einerseits in Richtung zum Inneren des Bechergehäuses 1 axial gegen die Sicke 7 gepreßt und andererseits entsteht durch den oberen Rand 11 selbst eine Materialverpressung des verwendeten Elastomers der Isolationsschicht gegen die Oberseite 3 der Abschlußscheibe 2.
Die rotationssymmetrisch zur Achse 17 ausgebildete Abschlußscheibe weist einstückig auf ihrer Unterseite 4 eine Erhebung auf, die als zylindrischer Zapfen 14 ausgebildet ist. Mit unterbrochener Linie ist in Fig. 1 ein axial weiter nach innen stehender Zapfen 15 angedeutet. Ein derartiger Zapfen 15 kann beispielsweise als Zentrierungsdorn oder als Wickeldorn bis auf einen geringen Abstand gegenüber dem Becherboden an diesen heranreichen. In Fig. 1 ist jedoch ein axial relativ kurzer Zapfen 14 dargestellt, der im Basisbereich einmündend in die Unterseite 4 der Abschlußscheibe 2 eine Ringnut 16 hat. Diese Ringnut 16 hat im Axialschnitt etwa Form eines gleichseitigen Rechtecks.
Die zur Unterseite 4 der Abschlußscheibe 2 weisende Kreisringfläche der Nut 16 bildet dabei eine flanschartige Auskragung gegenüber der Ringnut bzw. der die Ringnut 16 vollständig ausfüllenden Isolationsschicht 5.
Nachdem die Isolationsschicht 5 auf der Unterseite 4 sowie dem Randbereich 9 und der Oberseite 3 der Abschlußscheibe 2 aufgebracht ist, wird der Zapfen 14 in axialer Richtung gegen die eigentliche Abschlußscheibe 2, d.h. in Fig. 1 sozusagen nach oben, materialgestaucht. Diese Stauchung kann vollautomatisch mit relativ geringer Kraftbeaufschlagung z.B. in einer Preßvorrichtung durchgeführt werden. Durch diese Materialstauchung des Zapfens 14 wird die Ringnut 16 in axialer Richtung etwas verkleinert, d.h. das in der Ringnut 16 befindliche Isolationsmaterial wird materialverpreßt, wobei sowohl eine radiale als auch axiale Verpressungskomponente auf tritt .Während die Isolationsschicht 5 außerhalb des Zapfendurchmessers eine größere Materialstarke 18 aufweist, ist im Bereich der materialgestauchten Ringnut 16 eine reduzierte Materialdicke 19 vorhanden. Diese Materialstauchung des Zapfens 14 und die daraus resultierende Verpressung des Isolationsmaterials gegen die Unterseite 4 und die Ringnutsohle gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung gegen ein Unterwandern der Isolationsschicht 5 beispielsweise durch den im Bechergehäuse vorhandenen flüssigen Elektrolyten.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist mit Ausnahme der Gestaltung der flanschartigen Auskragung ein identischer Axialschnitt durch einen Elektrolyt-Becherkondensator wie nach Fig. 1 gezeigt. Bei dem axial nach unten vorspringenden Zapfen 20 ist jedoch . im Stadium des Halbfabrikates der Abschlußscheibe, ohne aufgebrachte Isolationsschicht 5," keine Ringnut 16 vorhanden. Auch in diesem Beispiel folgt das Aufbringen der Elastomerschicht in einer Vorfertigungsstufe. Nach aufgebrachter Elastomerschicht wird durch Ansetzen eines nicht gezeigten Schälstempels, der einen ringförmigen Radialschnitt aufweist, eine mit unterbrochener^ Linie dargestellte radiale äußere Schicht 22 vom Zapfen 20 aufgespant.
Die Auf- bzw. Abspanung dieser radial äußeren Schicht des Zapfens 20 erfolgtin der Art, daß der sich dadurch bildende Ringspan 23 einerseits in relativ fester und starrer Materialverbindung mit dem durchmesserreduzierten Zapfen 20 bleibt. Andererseits wird der sich als Vollring bildende Ringspan 23 mit einer flanschartigen Radialerstreckung aber auch der spanüblichen Krümmung leicht in Richtung zur Unterseite 4 der Abschlußscheibe 2 gebogen. Hierdurch wird der Außenrand des ursprünglichen Zapfens 20 als relativ spitze Randkante 24 auf die radial innenliegende Isolationsschicht 5 gepreßt. Das Abspanen bzw. Abschälen,das beispielsweise bei einer usprünglichen Durchmesserstärke des Zapfens von 7 mm mit einer Stärke von 0,5 mm erfolgt, reicht in der Regel aus, um einen Dichtungsbereich 28 am radial innersten Bereich der Isolationsschicht 5 zu erzeugen. Durch die Spankrümmung entsteht gleichzeitig eine Art Hinterschneidung, so daß auch eine Materialverpressung des Isolationsmaterials gegen die Sohle 29 der Ringnut 16 erreicht wird. Auch in dieser Form ist sowohl die axiale Dichtung gegenüber der Unterseite 4 der Abschlußscheibe 2 als auch die radiale Dichtung im Bereich der Sohle 29 der Ringnut 16 vorhanden. Ein Eindringen eines flüssigen Elektrolyten wird daher in der Regel bereits durch die üblicherweise einen 90"-Winkel bildende Randkante 24 und deren Einpressung in das Isolationsmaterial verhindert. Auf alle Fälle wird jedoch das Unterwandern der Isolationsschicht mit einer daraus resultierenden Umformierung der Grenzfläche der AbSchlußscheibe 2 durch die Preßdichtungen gegen die Unterseite 4 der Abschlußscheibe in Art einer geschlossenen Ringdichtung erreicht, die zusätzlich noch durch die radialen Dichtung der Ringnut ergänzt wird.
Der bruchstückartige axiale Schnitt durch eine vorkonfektionierte und in ein Bechergehäuse 1 eingesetzte Abschlußscheibe
nach Fig. 3 ist im Prinzip eine Kombination der Beispiele nach Fig. 1 und 2. Die flanschartige Auskragung wird hierbei durch eine größere Ringnut 26 im Basisbereich des Zapfens 20 gebildet. Zusätzlich ist hier durch einen Spanungsvorgang der Ringspan 23 aufgespant und auf die Isolationsschicht 5 niedergepreßt worden. Die radiale Erstreckung der urpsrünglichen Ringnut wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die zusätzliche radiale Erstreckung des Ringspanes 23 ergänzt. Neben dieser üblicherweise als Materialstauchung ausreichenden Abspanung des Ringspanes 23, kann auch noch eine weitere Materialstauchung auf den Zapfen 20 in axialer Richtung gegen die Fläche der Abschlußscheibe 2 vorgesehen werden. Unterwanderungen und dadurch verursachte Kapazitätsveränderungen durch Uniformierungen können daher in den vorgenannten Beispielen der Abschlußscheiben mit einfachsten und auch für eine Massenfertigung geeigneten Mitteln verhindert werden.

Claims (11)

PATENTANWÄLTE WOK-4
1) WOCO Franz-Josef Wolf & Co.
Sprudelallee 19, 6483 Bad Soden-Salmünster
und
2) Rudolf Klaschka
Tannenweg 9, 87 96 Wutöschingen 3
Metallische Abschlußscheibe und Verfahren
Patentansprüche
Metallische Abschlußscheibe mit durchmesserkleinerer, im wesentlichen stabförmiger metallischer Erhebung und mindestens auf der Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe aufgebrachter Isolationsschicht aus einem Kunststoff oder einem Elastomer, insbesondere zum Abschluß von Elektrolyt-Kondensatoren,
dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (5) die Erhebungsflächenseite (4) im wesentlichen vollständig bedeckt und bündig
BERGSTRASSE 481Ii . D-8O35 MÜNCHEN-GAUTlNG TELEPHON: (OΘΘ) 8SOSO30 · TELEX: 521777 isard
angrenzend an den Basisbereich (12) der Erhebung (14;20) mit der Abschlußscheibe (2) aufgebracht ist, daß am Basisbereich (12) mindestens eine flanschartige Auskragung (13;23) an der Erhebung (14;20) etwa im Abstand der Isolationsschichtdicke von der Erhebungsflächenseite der Abschlußscheibe vorgesehen ist und daß die Auskragung (13;23) in Preßdichtungskontakt auf die Isolationsschicht (5) gegenüber der Erhebungsflächenseite (4) der Abschlußscheibe (2) niedergebracht ist.
2. Abschlußscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Isolationsschicht (5) einen zwischen flanschartiger Auskragung (13; 23) und Erhebungsflächenseite (4) der Abschlußscheibe (2) gebildeten Ringraum mindestens radial im wesentlichen ausfüllt.
3. Abschlußscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die flanschartige Auskragung (13) als Begrenzung einer in die Erhebungsflächenseite (4 ) übergehenden Ringnut (16) im Basisbereich der Erhebung ausgebildet ist.
4. Abschlußscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die flanschartige Auskragung (23) als ein in starrer Materialverbindung mit der Erhebung stehender Ringspan einer radialen Außenschicht (22) der Erhebung (20) im Basisbereich ausgebildet ist.
5. Abschlußscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Erhebung (14;20) in axialer Richtung zur Abschlußscheibe zum Preßdichtungskontakt zwischen Auskragung und Isolationsschicht (5) materialgestaucht ist.
6. Abschlußscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der flanschartige, sich im wesentlichen radial zur Achse (17)der Absehlußseheibe (2) erstreckende Ringspan (23 ) als geschlossener Kreisring ausgebildet ist, der xn Art eines Nietschließkopfes gegen die Isolationsschicht ( 5 ) niedergebracht ist.
7. Abschlußscheibe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die flanschartige Auskragung (13;23) von der scheibenabgewandten Begrenzung einer in die Erhebungsflächenseite (4) übergehenden Ringnut (26) und einem die Begrenzung forsetzenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Ringspan (23) gebildet ist.
8. Abschlußscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die stabförmige Erhebung (14;20) rotationssymmetrisch zur Mittelachse (17) der Abschlußseite (2) ausgebildet ist.
9. Abschlußscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolationsschicht (5) an der Abschlußscheibe (2) angespritzt, aufvulkanisiert oder als vorgefertigtes scheibenartiges Formteil mit mittiger Ausnehmung auf der Erhebung (1-4; 20) bis zur Anlage gegen die Erhebungsflächenseite (4) aufgebracht ist.
10. Abschlußscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die mittige Ausnehmung der Isolationsschicht (5) als vorgefertigtes Formteil einen etwas kleineren Durchmesser aufweist, als der kleinste Außendurchmesser der Erhebung (14), auch im Bereich der Ringnut (16).
11. Verfahren zur Verbesserung der Abdichtung zwischen der Oberfläche einer Metallseheibe mit davon abstehender zapfenartiger Erhebung und einer auf der Erhebungsflächenseite der Metallscheibe flächenhaft aufgebrachten Isolationsschicht,
insbesondere für die in das Bechergehäuse eines Elektrolyt-Kondensators weisende Metallfläche einer Abschlußscheibe,
dadurch gekennzeichnet , daß die Isolationsschicht aus einem Kunststoff oder einem Elastomer mit bündiger Anlage an der zapfenartigen Erhebung mindestens auf der Erhebungsflächenseite der Metallscheibe aufgebracht wird,
daß eine flanschartige Auskragung der Erhebung durch axiale MaterialStauchung und/oder durch das Abspanen eines Rinspanes im Basisbereich der Erhebung so in Preßeingriff mit der Isolationsschicht gebracht wird, daß die Isolationsschicht ringartig gegen die Erhebungsflächenseite der Metallscheibe dichtend niedergedrückt wird.
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