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Bechergehäuse und Verschlußverfahren
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Bechergehäuse aus Metall
für elektrische Bauelemente im Sinne eines vorgefertigten Halbfabrikates gemäß Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie ein derartiges verschlossenes Bechergehäuse, insbesondere
als Becherkondensator, gemäß Oberbegriff des Anspruches 2 und ein Verfahren zum
Verschließen des vorgenannten Bechergehäuses gemäß Oberbegriff des Anspruches 6.
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Ein gattungsgemäßes Bechergehäuse im Sinne eines Halbfabrikates und
eines Endproduktes, sowie ein gattungsgemä-Bes Verfahren zum Verschließen derartiger
Bechergehäuse
ist aus der DE 26 14 497 A1 bekannt. Das bekannte
Bechergehäuse ist speziell auf eine Massenproduktion hin konzipiert, wobei die verfahrenstechnischen
Schritte möglichst keine Taktzeiten erfordern sollen. Mit anderen Worten gesagt,
muß ausgehend von einem vorgefertigten Bechergehäuse als Halbfabrikat die Gesamtzeit
zur Konfektionierung bzw. zum Zusammenbau eines derartigen Bechergehäuses z.B.
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für einen Becherkondensator, unter Kostenaspekten so klein wie möglich
gehalten werden.
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Bei Verwendung des vorgenannten Bechergehäuses z.B. für Miniatur-Becherkondensatoren
mit Abmessungen von etwa 12 mm Höhe und einem Durchmesser von 10 mm, hat sich jedoch
gezeigt, daß unter Berücksichtigung von Sicherheitsauflagen Innendruckgrenzwerte,bis
zu denen ein derartiger Becherkondensator betrieben werden darf, nicht mehr erreicht
werden. Dies ist dadurch bedingt, daß der Materialverpressungseingriff im oberen
Bereich des Bechergehäuses aufgrund der Umfalzung des Becherrandes und der radialen
Durchmesserreduzierung der Aufweitung nicht ausreicht, um beispielsweise einem Innendruck
von ca. 20 bar standzuhalten. Derartige Becherkondensatoren sollen jedoch so konzipiert
sein, daß bei einem Innendruck knapp unter 20 bar ein beispielsweise im Boden des
Bechergehäuses vorgesehenes Sicherheitsventil mit Erreichen des vorgegebenen Grenzwertes
zuverlässig öffnet, um ein explosionsartiges Herausschleudern des Verschlußstopfens
zu verhindern. Bei den die gattungsgemäßen Bechergehäuse verwendenden Becherkondensatoren
lassen die Haltekräfte keinen Betrieb der Becherkondensatoren bis zum vorgenannten
Sicherheitsdruck im Innenraum zu.
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Vielmehr sind die Haltekräfte im Bereich der Umfalzung des Becherrandes
mit dem elastischen Verschlußstopfen zu gering, damit zunächst das vorgesehene Sicherheitsventil
öffnet und der Verschlußstopfen in seiner Montagelage im oberen Bechergehäuse festgehalten
wird, Vielmehr wird bei
den bekannten kompletierten Becherkondensatoren
der Verschluß stopfen durch den Innendruck unterhalb des zulässigen Sicherheitsdruckes
herausgeschleudert, ohne daß sich das Sicherheitsventil öffnet.
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Verbesserungen dahingehend, daß anstelle der am Becherrand vorgesehenen
Umfalzung eine Umbördelung vorgesehen wird, wie sie beispielsweise aus der DE 29
46 578 Al bekannt ist, lassen sich im Hinblick auf eine zuverlässige elektrische
Isolation speziell bei Miniatur-Becherkondensatoren nicht realsisieren. Bei den
bekannten Umbördelungen wird der Becherrand in einem wesentlich größeren Abstand
als die doppelte Becherwandstärke auf die nach außen weisende Oberfläche des Verschlußstopfens
umgebogen und mit dem Verschlußstopfen verpreßt, wodurch dieser ringförmig eine
axiale Haltekraftkomponente erfährt. Diese Art von Umbördelung verbietet sich jedoch
bei Becherkondensatoren, bei denen beide Anschlußpole durch den elastischen Verschlußstopfen
hindurchgeführt sind und insbesondere bei kleinformatigen Becherkondensatoren, da
der Abstand zwischen einem Anschlußdraht und dem Becherrand für eine derartige Umbördelung
überhaupt nicht ausreicht. Teilweise beträgt bei Miniatur-Becherkondensatoren der
Abstand zwischen einem Anschlußdraht und der Innenumfangswand einer Umfalzung nur
etwa 0,3 mm.
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Es muß daher auch bei einer Massenproduktion derartiger Becherkondensatoren
sichergestellt sein, daß eine Kurzschlußbrücke zwischen den Anschlußdrähten und
dem benachbarten Becherrand auf alle Fälle verhindert wird.
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Zusätzlich zu dem in der Regel für eine Umbördelung nicht ausreichenden
Abstand zwischen Becherrand und Anschlußdraht kommt das Problem der Flimmerbildung
hinzu, wie es bei der in einem rotatorischen Verfahrensschritt durchgeführten Umbördelung
sehr häufig auftritt. Hierbei wird
unter Flimmerbildung die Entstehung
von haarfeinen Metallfäden verstanden, die bei der Umbördelung entstehen können
und die zu einer Kurzschlußbrücke speziell bei unkaschierten Bechergehäusen führen
können.
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Eine Möglichkeit, den elastischen Verschlußstopfen in der Öffnung
z.B. eines Becherkondensators auch bei höheren Innendrücken zuverlässig zu halten,
ist das nachträgliche Einbringen einer ringsumlaufenden Sicke in der Gehäusewand
im Bereich des Verschlußstopfens, wie es beispielsweise aus der DE 29 46 578 Al
bekannt ist. Diese Art der Erzeugung einer Sicke, die erst nachträglich nach dem
eigentlichen Verschließen des Becherqehäuses und ebenfalls in einem rotatorischen
Verfahrensschritt, der jedoch sehr zeitaufwendig ist, durchgeführt wird, kommt beim
gattungsgemäßen Bechergehäuse und dem entsprechenden Verfahren aus zweierlei Gründen
nicht in Frage. Einerseits muß das gattungsgemäße Verfahren mit kürzester Montagezeit
ablaufen, um bei diesen Massenprodukten konkurrenzfähig zu bleiben.
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In der Regel bedeutet dies, daß rotatorische Verfahrensschritte, die
im Vergleich zu rein vertikalen Verfahrensschritten z.B. in Matrizenvorgängen, die
für die Drehung eine relativ große Zeit beanspruchen, vermieden werden müssen. Andererseits
muß die Sicke, die eine Materialverpressung des Verschlußstopfens bewirkt und damit
auch eine zuverlässige Befestigung des Verschlußstopfens bei höheren Innendrücken
zuläßt, soweit eingesickt werden können, daß auch eine Falzung mit aufeinanderliegenden
oder aneinanderliegenden Bereichen der Becherwand möglich ist. Hierbei ist zusätzlich
zu berücksichtigen, daß sich derartige gefalzte Sicken auch bei Bechergehäusen aus
Metall realisieren lassen, die mit einer elektrischen Isolationsschicht außen kaschiert
sind. Ein nachträgliches Einsicken derartiger umgefalzter Sicken, die etwa
stiftartig
in den Verschluß stopfen eingepreßt sind, birgt jedoch bei der Herstellung im Rotationsverfahren
die Gefahr, daß dann die Kaschierung im Bereich der Sicke beschädigt wird.
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Bei bekannten Bechergehäusen oder den dort gewählten Verfahrensschritten
läßt sich daher kurz gesagt der Verschlußstopfen bei zunehmendem Innendruck beispielsweise
in einem Becherkondensator, nicht zuverlässig genug bis zu bestimmten Grenzdrucken
halten. Zum anderen verbieten sich bekannte Verfahrensschritte, wie z.B.
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das nachträgliche Umbördeln des Becherrandes oder das nachträgliche
Einbringen einer Sicke, sowohl aus Gründen der elektrischen Isolation als auch der
erheblichen Erhöhung der Montagezeit, die aus Kostengründen nicht akzeptiert werden
kann. Insbesondere stellt sich bei einer automatisierten Fertigungsstraße die auf
ein Verfahren gemäß der DE 26 14 497 Al ausgelegt ist, das vorgenannte Problem.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes vorgefertigtes
Bechergehäuse für elektrische Bauelemente so zu verbessern, daß eine Massenfertigung
mit nahezu unveränderter Gesamtherstellungszeit für die Verschlußmontage möglich
ist, wobei eine erheblich höhere Innendruckbelastbarkeit beim Endprodukt erreicht
werden soll und ein entsprechendes Verfahren zum Verschließen des vorgefertigten
Bechergehäuses auch speziell für Miniatur-Becherkondensatoren und isolierkaschierte
Bechergehäuse anwendbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird bei einem vorgefertigten Bechergehäuse durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1, bei einem verschlossenen Bechergehäuse
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 2 und einem entsprechenden
Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 6 gelöst.
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Das Kernproblem, das daher von der Erfindung gelöst werden mußte,
bestand kurz gesagt darin, ein Bechergehäuse zu schaffen, das in einem Verfahren
mit vertikalen Arbeitsvorgängen, die wesentlich kürzere Taktzeiten erfordern als
z.B. ein rotatorisches Einsicken, verwendbar ~ist.
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Die Erfindung löst dieses Problem bei einem vorgefertigten Bechergehäuse,
das ein Halbfabrikat, z.B. für einen Becherkondensator darstellt, dadurch, daß etwa
in der Mitte der axialen Länge der Aufweitung des Bechergehäuses zusätzlich zur
Umfalzung des Becherrandes und der normalerweise unter einem spitzen Winkel zur
Achse vorgesehenen Abschrägung der Aufweitung zum unteren durchmesserkleineren Bechergehäuse,
eine nach innen ausgebildete Einformung der Gehäusewand vorgesehen ist. Diese Einformung,
die als Sicken-Vorformung betrachtet werden kann, ist in der Regel kreisbogenförmig
mit relativ schwacher Krümmung ausgebildet.
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In einer anderen Ausbildungsform kann diese Sicken-Einformung im Axialschnitt
auch dreieckförmig gestaltet sein, wobei jedoch vorzugsweise die nach radial innen
ragende Spitze-des Dreiecks abgerundet ist. Der Innendurchmesser dieser Einformung
im vorgefertigten Bechergehäuse wird dabei gleich oder geringfügig größer gehalten
als der Innendurchmesserder Umfalzung des Becherrandes. Obwohl üblicherweise der
Innendurchmesser der Umfalzung des Becherrandes wiederum etwas größer gehalten ist
als der Innendurchmesser des unteren, durchmesserkleineren Bechergehäuses, kann
die Aufweitung insgesamt so dimensioniert sein, daß die innere Umfangswand der Umfalzung
beim vorgefertigten Halbfabrikat des Bechergehäuses axial mit der inneren Umfangswand
des unteren Bechergehäuses fluchtet.
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Bei dieser Ausbildung ist immer noch die Gewähr gegeben, daß das eigentliche
elektrische Bauelement, z.B. ein Kondensatorwickel, und der für das Bechergehäuse
vorgesehene Verschlußstopfen mit geringem Spiel gerade in einem
vollautomatischen
Montageverfahren eingesetzt werden können.
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Die axiale Länge der Umfalzung des Becherrandes und die Vorformung
der Einformung für die spätere eigentliche Sicke sind so beabstandet, daß bei der
axialen Materialstauchung im Sickenbereich und der radialen, durchmesserreduzierenden
Verpressung, das zwischen dem unteren Rand der Umfalzung und dem oberen Bereich
der beim Endprodukt vorhandenen Sicke genügend elastisches Material gelangen kann,
damit auch in diesem Bereich eine Materialverpressung des Verschlußstopfens erreicht
wird.
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Ein derart vorgefertigtes, mit einer Sicken-Einformung versehenes
Bechergehäuse wird z.B. zur Konfektionierung als Becherkondensator in ein Matrizenunterwerkzeug
eingelegt. Das Matrizenunterwerkzeug weist dabei eine paßgenaue an den Außendurchmesser
des unteren Bechergehäuses angepaßte Ausnehmung oder Bohrung auf. Der Übergang des
unteren Bechergehäuses zur oberen Aufweitung, das vorzugsweise als Abschrägung mit
einem Neigungswinkel gegenüber der Mittelachse des Bechergehäuses von 450 und kleiner
ausgebildet ist, liegt dabei paßgenau auf einer entsprechenden Abkantung des Unterwerkzeugs
auf. Die Oberfläche des Unterwerkzeuges schließt dabei etwa am Übergang von der
Abschrägung zur dblicherweise axial verlaufenden Außenwand der Aufweitung ab.
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Nach Einsetzen des eigentlichen elektrischen Bauelementes z.B. eines
Kondensatorwickels und der entsprechenden Anschlußdrähte, sowie dem nachfolgenden
Einsetzen des Verschlußstopfens in die Aufweitung des Bechergehäuses, wird ein Matrizen-Oberwerkzeug,
z.B. als Außenstempel, paßgenau an der Umfangswand der Aufweitung anliegend bündig
abschließend mit dem Unterwerkzeug um die Aufweitung vorgesehen.
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Durch dieses Oberwerkzeug ist die Außenform der Aufweitung
und
deren Abstützung möglich. Ein zweites, inneres Oberwerkzeug wird dann im Außenstempel
gegen den Becherrand gefahren. Durch die von diesem Innenstempel auf den Becherrand
übertragene axiale Kraft wird die vorgeformte Sicken-Einformung axial gestaucht.
Durch diese axiale Materialstauchung bildet sich eine mehr oder weniger stark gefalzte
Sicke aus, die radial bereits in Eingriff mit dem Verschlußstopfen kommt, d.h. der
Innendurchmesser wird kleiner als der Innendurchmesser der Umfalzung des Becherrandes.
Axial wird diese Materialstauchung vorzugsweise so weit durchgeführt, daß eine gefalzte
Sicke, worunter ein Sicke verstanden wird, bei der die oberen und unteren Sickenbereiche
im Prinzip direkt aneinanderliegen, also in etwa in axialer Richtung zweifache Wandstärke
aufweist.
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Selbstverständlich ist die Konfiguration der sich durch diese axiale
Materialstauchung ergebenden Sicke abhängig vom Werkstoff des Bechergehäuses, wofür
in der Regel hochreines Aluminium von 98 bis 99 % verwendet wird.
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Weiterhin beeinflußt auch die ursprüngliche Wandstärke des Bechergehäuses
und die genaue Konfiguration der vorgeformtenEinformung die mittels der Axialstauchung
erzeugte Stauchungssicke. Ebenfalls ist bei der Ausbildung der Stauchungssicke der
axiale Hub des inneren Oberwerkzeuges und die dabei aufgebrachte Kraft zu berücksichtigen.
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Nach beendeter axialer Materialstauchung und ausgebildeter Stauchungssicke
weist das Bechergehäuse zwar noch die Gehäuseaufweitung auf. Der in seinem unteren,
inneren Bereich auf der Abschrägung normalerweise aufliegende Verschlußstopfen wird
jedoch nach diesem Verfahrensschritt bereits von der Stauchungssicke gehalten und
schließt in der Regel etwa bündig mit dem oberen Becherrand ab.
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Der-weitere Verfahro.nsschritt zur Durchmesserreduzierung der Aufweitung
wird in bekannter Weise durchgeführt. Hierbei wird das gesamte die Aufweitung noch
aufweisende Bechergehäuse durch eine entsprechende Ausnehmung einer Matrize gedrückt.
Erfindungsgemäß kann jedoch dieser Verfahrensschritt im gleichen Unterwerkzeug durchgeführt
werden, das bereits zur Axialstauchung und zur Formung ' der Stauchungssicke verwendet
wurde. Üblicherweise wird jedoch bei diesem Durchdrücken des Bechergehäuses ein
anderes Oberwerkzeug verwendet. Dieses Oberwerkzeug greift üblicherweise ebenfalls
kraft- und/oder formschlüssig am oberen Becherrand an und drückt das Bechergehäuse
über seine gesamte axiale Länge'in das Unterwerkzeug, das im Übergangsbereich zu
seiner Oberfläche eine leicht konische Abrundung aufweist, die die Durchmesserreduzierung
der Aufweitung begünstigt.
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Da bei der durchmesserreduzierenden, radialen Verpressung der Aufweitung
die Stauchungssicke bereits gegenüber dem Verschlußstopfen festliegt, kann diese
Stauchungssicke nur radial in den Verschlußstopfen weiter hineingepreßt werden.
Gleichzeitig gelangt auch die Umfalzung des Becherrandes in Materialeingriff mit
dem Verschlußstopfen, der zudem auf der Oberseite vom Oberwerkzeug bündig mit dem
Becherrand gehalten wird. Zusätzlich zur radialen Materialverpressung durch die
als Haltesicke fungierende Stauchungssicke wird daher der Verschluß stopfen auch
im Zwischenbereich zwischen dem unteren Rand der Umfalzung und der Haltesicke materialverpreßt.
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In bekannter Weise wird beim Durchdrücken des Bechergehäuses durch
die untere Matrize im Bereich der beim Halbfabrikat vorhandenen Abschrägung eine
leichte Auflagesicke gebildet, die zusätzlich ein axiales Ausweichen des unteren
Teils des Verschlußstopfens durch die Materialverpressung
in den
Becherinnenraum verhindert. Durch die leichte konische Gestaltung des oberen Randes
des Unterwerkzeugs erfährt die Umfalzung und der Becherrand eine geringfügig konische,
sich nach außen erweiterende Konfiguration, die in einem nachfolgenden Verfahrensschritt
mittels eines glockenartigen Oberwerkzeugs mit einer Einwärtspressung am äußersten
Randbereich egalisiert werden kann. Auch dies begünstigt die auf den Verschlußstopfen
wirkenden Verformungskräften und damit #die Belastbarkeit des Verschlußstopfens
bei im Gehäuseinneren entstehenden Innendruck.
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Kernprinzip des Verfahrens ist es daher , die im vorgefertigten Bechergehäuse
vorgesehene Einformung einer reinen Axialstauchung in einem entsprechenden Werkzeug
zu unterziehen, um damit oder in Ergänzung dazu durch die nachfolgende Durchmesserreduzierung
der Aufweitung die endgültige Haltesicke des Verschlußstopfens zu erhalten.
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Das verschlossene Bechergehäuse als Endprodukt, z.B. als Elektrolyt-Becherkondensator,
zeichnet sich dadurch aus, daß auch bei relativ kleinen Abmessungen des Bechergehäuses
von ca. 12 mm Höhe und ca. 10 mm Durchmesser die Materialverpressung des Verschlußstopfens
im ursprünglichen Aufweitungsbereich mit der axial gestauchten Haltesicke, Innendrücke
bis zu etwa 35 bar aushält. Der Verschlußstopfen selbst besteht üblicherweise aus
hinreichend bekannten Werkstoffen, insbesondere aus einer Elastomermasse, die hohe
elastische Rückstellkräfte aufweist, so daß ein fluiddichter Abschluß durch den
Verschlußstopfen gegenüber der Becherwand gewährleistet ist. Für Elektrolytkondensatoren
werden dabei insbesondere Elastomere mit nur geringer Permeabilität ausgewählt oder
als Material Butylkautschuk verwendet, das im Hinblick auf die Reduzierung seiner
Permeabilität
nachbehandelt ist. Bei Materialstärken von ca. 0,5 mm kann auf diese Weise ein Becherkondensator
geschaffen werden, der eine hohe Druckbelastbarkeit aufweist und trotz geringer
Becherwandstärke ausgezeichnete mechanische Festigkeit hat. Aufgrund des bereits
beim Halbfabrikat vorhandenen umgefalzten Becherrandes und der vorgeformten Sickeneinformung
weisen derartige Becherkondensatoren auch bei einer Massenfertigung gute elektrische
Isolationseigenschaften auf, so daß die Ausschußquote aufgrund von Kurzschlußausbildungen
im Vergleich zu nachgebördelden oder nachgesickten Becherkondensatoren sehr gering
ausfällt. Aufgrund der neuerdings hinzugekommenen Sicherheitsauflagen, die ein zuverlässiges
öffnen eines Sicherheitsventils beispielsweise im Becherboden bei einem bestimmten
Grenzdruck erfordern, ist es möglich, trotz Anbringung einer haltesickig gegenüber
dem Verschlußstopfen im wesentlichen die vertikalen Verfahrensschritte zum Verschließen
des Bechergehäuses beizubehalten. Hierdurch brauchen automatische Fertigungsstraßen
oder Drehtische nur geringfügig und dann vor allem beim Oberwerkzeug verändert zu
werden., wobei des weiteren die Gesamtmontagezeit ab vorgefertigtem Bechergehäuse
nahezu leichbleibt, Zu dieser Zeitersparnis im Vergleich zu einer normalerweise
im Rotationsverfahren angebrachten Umbördelung oder Einsickung trägt auch die Auslegung
des Matrizen ierkzeugsbei, das zur Durchführung des Verfahrens verwendet wird, so
daß auch dieses erfindungswesentlich ist.
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Die Erfindung wird nachstehend exemplarisch anhand verschiedener Fertigungsstufen
des Verschließens eines beispielhaften Bechergehäuses noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein vorgefertigtes Bechergehäuse im Axialschnitt, das als Halbfabrikat im
Verfahren verwendet wird;
Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Matrizen-Werkzeug
mit Ober- und Unterteil, mit in das Unterteil eingesetztem vorgefertigtem Bechergehäuse;
Fig. 3 einen bruchstückartigen Axialschnitt durch das Matrizen-Werkzeug für den
Arbeitsgang der Durchmesserreduzierung der Aufweitung und Fig. 4 einen Axialschnitt
durch das Matrizenwerkzeug mit einem Oberwerkzeug zur Einbiegung des oberen Becherrandes.
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Das in Fig. 1 gezeigte Bechergehäuse 1 ist rotationssymmetrisch zur
Längsachse des Bechers ausgebildet. Obwohl diese Form nahezu ausschließlich für
das Verfahren verwendet wird, können auch andere achssymmetrische Querschnittsformen
verwendet werden. Das Bechergehäuse 1 ist zweischichtig mit einer inneren stärkeren
Aluminiumschicht 2 und einer äußeren isolierenden Kunststoffkaschierung 3 ausgebildet.
Im oberen Bereich des Bechergehäuses ist eine Aufweitung 5 vorgeformt, die einen
größeren Durchmesser aufweist als der untere Bereich des Bechergehäuses 1. Ueber
eine Abschrägung 10 geht daher der untere Bereich des Bechergehäuses in diese Aufweitung
5 über. Die Abschrägung 10 verläuft etwa unter 40 bis 450 Neigung gegenüber der
Mittelachse. Der Becherrand 24 selbst ist an der Öffnung 4 des Bechergehäuses 1
nach innen umgefalzt, wobei im Bereich dieser Umfalzung 23 der Becherrand 24 doppelte
Wandstärke aufweist. Der nach innen umgefalzte Becherrand kommt dabei im Prinzip
ohne Zwischenraum direkt gegen die äußere Wandstärke des Bechergehäuses 1 zu liegen.
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Etwa in der Mitte der axialen Erstreckung der Aufweitung ist eine
Einformung 20 angebracht, die im späteren Verfahren
durch die axiale
Materialstauchung zur Haltesicke 22 geformt wird. Diese Einformung 20 weist in etwa
einen kreisbogenförmigen Verlauf auf und ragt radial in der Regel nicht über die
axiale Verlängerung der Umfalzung 23 hinaus, das heißt die Einformung weist in der
Regel einen größeren Innendurchmesser auf als die Umfalzung 23. Zwischen dem unteren
Rand der Umfalzung 23 und dem Ansatz der Einformung 20 besteht noch ausreichend
axialer Abstand, um im späteren Verfahren auch diesen Bereich zur Befestigung des
einzusetzenden Verschlußstopfens nutzen zu können. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.
1 ist daher eine zylindrische Form des Bechergehäusese dargestellt mit einem im
wesentlichen senkrecht zur Längsachse verlaufenden Abschlußboden. Die Außenbegrenzung
der Aufweitunq 5 verläuft abgesehen von der Einformung 20 etwa koaxial zum übrigen
unteren Bechergehäuse 1.
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In Fig. 2 ist ein durch die Längsmittelachse des Bechergehäuses 1
gehender Schnitt dargestellt, der die verfahrensmäßigen Arbeitsschritte zur 1Konfektionierung
und Ausbildung der Stauchungssicke 21 zeigt. Das Bechergehäuse 1 ist dabei etwa
bis zum oberen Randbereich der:Abschrägung 10 in ein Matrizen-Unterwerkzeug 30 eingelegt.
Das Unterwerkzeug 30 weist eine etwa paßgenaue Bohrung 31 auf, die den durchmesserkleineren
Teil des Bechergehäuses 1 aufnimmt.
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Die Darstellung nach Fig. 2 aber auchlnach den Figuren 3 und 4 zeigt
in der linken Hälfte die Anfangsphase bei diesem Verfahrensschritt und.in der rechten
Hälfte den Endzustand beim jeweiligen Verfahrensschritt. Hierdurch ist die entsprechende
Werkzeugvorrichtung bzw. die Bechergehäuse-Hälfte jeweils spiegelbildlich zur Mittelachse
auf der anderen Seite zu ergänzen.
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Entsprechend der linken Darstellung der Fig. 2 wird zunächst in das
im Unterwerkzeug 30 gehaltene Bechergehäuse 1 bei einem Elektrolyt-Becherkondensator
ein Kondensatorwickel 8 mit entsprechenden nach oben ragenden Anschlußstiften 7
und Anschlußdrähten 9 eingesetzt.
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Anschließend an das Einsetzen des Kondensatorwickels wird ein elastischer
Verschlußstopfen 6, der vorzugsweise einen geringfügig kleineren Außendurchmesser
aufweist als der Innendurchmesser der Öffnung 4 in diese Becheröffnung und die Aufweitung
5 eingesetzt. Das Einsetzen des Verschlußstopfens 6 erfolgt dabei bis zur Auflage
dessen Unterkante auf der Abschrägung 10.
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In diesem Montagezustand kann beispielsweise das Unterwerkzeug um
eine Station weitergefahren oder gedreht werden.
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Ein zweiteiliges Oberwerkzeug führt nunmehr die axiale Materialstauchung
der Aufweitung 5, insbesondere der Sicken-Einformung 20 durch. Zunächst wird hierzu
ein Außenstempel 36 paßgenau über dieAuf##itung 5 gefahren.
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Dieser Außenstempel 36 schließt bündig mit der oberen Fläche 32 des
Unterwerkzeuges 30 ab, so daß eine radiale Außenbegrenzung und Abstützung des Aufweitungsbereiches
5 vorhanden ist. Ein in dem Außenstempel 36 bewegbarer Innenstempel 37,der eine
.ringartige Unterfläche hat, dieetwa senkrecht zur Längsachse des Bechergehäuses
vorgesehen ist, wird gegen den Becherrand 24 gefahren und nach' unten kraftbeaufschlagt.
Durch diese axial nach unten gerichtete Kraftbeaufschlagung des Innenstempels 37
wird die Sicken-Einformung 20 allmählich gestaucht und erhält eine Faltung, wobei
die Radialerstreckung nach innen über den Umfangskreis der Umfalzung 23 hinausragt
und mindestens in geringfügigen Materialverpressungseingriff mit dem Verschlußstempel
6 gelangt. Die axiale Stauchung durch den Innenstempel 37 wind bis auf ein Niveau
durchgeführt, bei dem die nach außen bzw. nach oben weisende Außenfläche des
Verschlußstopfens
6 ungefähr bündig mit dem Becherrand 24 abschließt. Die Kraftbeaufschlagung zur
axialen Materialstauchung wird so durchgeführt, daß die Abschrägung 10 des Bechergehäuses
1 unverändert auf einer Abkantung 33 zwischen der Oberfläche 32 des Unterwerkzeuges
30 und dessen Bohrung 31 verbleibt. Durch die vorgefertigte Material-Einformung
20 wirkt sich die axiale Materialstauchung im Prinzip ausschließlich im Bereich
dieser Einformung aus, so daß die anderen Bereiche der Aufweitung 5 davon unberührt
bleiben. Nach Abschluß des Absenkungsweges des Innenstempels 37 ist daher eine relativ
flache nach radial innen stehende Stauchungssicke 21 vorhanden.
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Um die nach oben aus dem Verschlußstopfen 6 herausragenden Anschlußdrähte
9 unbeschädigt zu lassen, ist der Innenstempel 37 ringartig ausgebildet, d.h. mit
einer Innenbohrung in die die Anschlußdrähte 9 beim Absenken eintreten können, versehen.
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Anschließend an den Verfahrensschritt nach Fig. 2 wird das Oberwerkzeug
mit den Stempeln 36 und 37 aufgefahren und das Bechergehäuse 1 mit der in der Aufweitung
5 nunmehr vorhanenen Stauchungssicke 21 wechselt in die nächste Bearbeitungsstation.
Hierzu ist es nicht wie in den Fig.
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2 und 3 erforderlich, das Bechergehäuse 1 beispielsweise durch ein
in der Fig. 2 von unten gegen den Becherboden wirkenden Stempel herauszuheben und
in die nächste Bearbeitungsstation zu befördern. Vielmehr kann das Unterwerkzeug
30 gemäß Fig. 2 auch beim Verfahrensschritt nach Fig. 3 verwendet werden.
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Hierzu bedarf es einer geringfügigen Anderung in der Abkantung 33
in einer eher konischen wie in Fig. 3 gezeigten Form.
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In der linken Hälfte der Fig. 3 ist nunmehr das nach Fig.
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2 in der rechten Hälfte erhaltene materialgestauchte
Bechergehäuse
1 dargestellt. Durch Absenkung eines ringförmigen Stempel 12 als Oberwerkzeug in
koaxialer Richtung auf die Außenwand des Bechergehäuses 1 einschließlich der noch
vorhandenen oberen Aufweitung 5 wird das Bechergehäuse in die im Unterwerkzeug 11
vorhandene Bohrung mindestens soweit einges6uben, bis die untere Planfläche des
Stempels 12 auf der Oberfläche des Unterwerkzeugs 11 bündig abschließt. Durch die
konische Verengung im Unterwerkzeug 11 wird die Aufweitung 5 radial verpreßt, wobei
die Stauchungssicke 21 durchmesserreduzierend in den Verschlußstopfen 6 zur Haltesicke
22 eingepreßt wird. Bei diesem Arbeitsschritt erfährt die ralativ flach ausgebildete
und radial stehende Stauchungssicke 21 im wesentlichen keine Formungsveränderung
im Hinblick auf eine Spreizung oder radiale Verkürzung.
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Zusätzlich zur Verformung des Verschlußstopfens 6 im Bereich der Haltesicke
22 wird auch der obere Bereich des Verschlußstopfens durch den Eingriff mit der
Umfalzung 23 des Becherrandes 24 materialverpreßt. Die ursprünglich vorhandene Abschrägung
10 bleibt in der Endkonfiguration der durchmessrreduzierten Aufweitung als Auflagesicke
13 am unteren Randbereich des Verschlußstopfens 6 erhalten, so daß zusätzlich hierdurch
eine Begrenzung der Verformung des Verschlußstopfens 6 zum Becherinneren geschaffen
wird.
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Die gemäß Fig. 4 aufgrund des konischen Randbereiches des Unterwerkzeugs
11 erhaltene geringfügig konische öffnung der Umfalzung 23 des Becherrandes 24 nach
außen wird gemäß Fig. 4 durch ein glockenartiges Oberwerkzeug 14 ausgeglichen. Hierzu
bedarf es zunächst eines Anhebens des gesamten Bechergehäuses 1 beispielsweise durch
einen nicht gezeigten in der Bohrung des Unterwerkzeugs 11 nach oben gefahrenen
Stempels. Nunmehr kann der mit einer glockenartigen Innenkonfiguration 15 versehene
Stempel 14 des Oberwerkzeuges gegen
das Unterwerkzeug 11 gefahren
werden. Die Umfalzung 23 und der Becherrand 24 erfahren dabei beim Absenken des
Stempels 14 eine allmähliche Einwärtsbiegung im oberen Randbereich. Hierdurch wird
der Verschlußstopfen 6 zusätzlich im wesentlichen radial mit geringer Axialkomponente
zum Inneren weiter zusammengepreßt.