DE3247336A1 - Bechergehaeuse und verschlussverfahren - Google Patents

Bechergehaeuse und verschlussverfahren

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DE3247336A1
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housing
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cup housing
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DE19823247336
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Rudolf 7896 Wutöschingen Klaschka
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Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
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Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
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    • H01G2/103Sealings, e.g. for lead-in wires; Covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • HELECTRICITY
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Description

  • Bechergehäuse und Verschlußverfahren
  • 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.
  • 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.
  • für einen Becherkondensator, unter Kostenaspekten so klein wie möglich gehalten werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In diesem Montagezustand kann beispielsweise das Unterwerkzeug um eine Station weitergefahren oder gedreht werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Hierzu bedarf es einer geringfügigen Anderung in der Abkantung 33 in einer eher konischen wie in Fig. 3 gezeigten Form.
  • In der linken Hälfte der Fig. 3 ist nunmehr das nach Fig.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (11)

  1. Bechergehäuse und Verschlußverfahren P a t e n t a n 5 p r ü c h e (1. Bechergehäuse aus Metall für elektrische Bauelemente als vorgefertigtes Halbfabrikat, das achssymmetrisch und mit einer Gehäuseaufweitung im oberen Bereich mit größerem Durchmesser als das übrige untere Bechergehäuse ausgebildet ist, wobei die Gehäusewand an der Öffnung der Aufweitung nach innen zur etwa doppelten Wandstärke umgefalzt ist und die Aufweitung mit einer relativ schwachen Abschrägung in das untere Bechergehäuse übergeht, insbesondere für einen Becherkondensator, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß etwa in der Mitte der axialen Länge der Aufweitung (5) eine umlaufende Einformung (20) nach innen gebildet ist, deren Innendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der umgefalzten Gehäusewand (23) entspricht oder größer ist, und der jedoch größer ist als der Innendurchmesser des unteren Bechergehäuses (1).
  2. 2. Verschlossenes Bechergehäuse aus Metall ~für ein elektrisches Bauelement, insbesondere Becherkondensator, das achssymmetrisch und mit etwa gleichem Außendurchmesser ausgebildet ist, dessen Becherrand an der Becheröffnung durch Umfalzung der Gehäusewand nach innen verstärkt ist und die Becheröffnung mit einem eingesetzten, mit dem Becherrand etwa fluchtenden elastischen Verschlußstopfen form- und/oder kraftschlüssig verschlossen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Bechergehäuse (1) zusätzlich zur Umfalzung (23) des Becherrandes (24) eine mindestens axial gestauchte Haltesicke (22) aufweist, die radial nach innen ragt und in Materialverpressungseingriff mit dem Verschlußstopfen (6) steht.
  3. 3. Bechergehäuse nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Haltesicke (22) einen Innendurchmesser aufweist, der etwa gleich oder kleiner ist als der Innendurchmesser der Umfalzung (23) des Becherrandes (24).
  4. 4. Bechergehäuse nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Materialverpressungseingriff der Haltesicke (22) mit dem eingesetzten, elastischen Verschlußstopfen (6) etwa in der Mitte dessen axialer Länge erfolgt.
  5. 5. Bechergehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Umfalzung (23) mit Becherrand (24) zur nach außen weisenden Abschlußfläche des eingesetzten Verschlußstopfens (6) hin kegelstumpfförmig verjüngend ausgebildet ist.
  6. 6. Verfahren zum Verschließen eines Bechergehäuses aus Metall für elektrische Bauelemente mit einem elastischen Verschluß stopfen, insbesondere eines Bechergehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem nach Einsetzen des elektrischen Bauelementes in das Bechergehäuse der Verschlußstopfen in eine den oberen Becherbereich bildende Gehäuseaufweitung mit umgefalztem Becherrand eingesetzt wird, wobei das Einsetzen bis zur Auflage des Verschlußstopfens auf einer Abschrägung der Gehäuseaufweitung zum durchmesserkleineren unteren Bechergehäuse erfolgt, und das Bechergehäuse zur Durchmesserreduzierung der Gehäuseaufweitung und zum Materialverpressungseingriff des umgefalzten Becherrandes mit dem Verschluß stopfen axial durch eine Matrize geschoben wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t da8 nach Einsetzen des Verschlußstopfens in die Gehäuseaufweitung, die eine vorgeformte nach innen ragende Einformung kleineren Innendurchmessers als der Außendurchmesser des Verschlußstopfens aufweist, die Gehäuseaufweitung zur Erzeugung einer Sicke aus der Einformung und zum radialen Materialverpressungseingriff der Sicke mit dem Verschlußstopfen axial materialgestaucht wird, und daß in bekannter Weise anschließend zur Durchmesserreduzierung der Gehäuseaufweitung das Bechergehäuse durch eine Matrize geschoben wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Sicke durch die Aufweitungsreduzierung und/oder die vorausgehende axiale Materialstauchung als Einfalzung von etwa doppelter Gehäusewandstärke ausgebildet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Sicke etwa in der Mitte der axialen Länge des Verschlußstopfens auf einen kleineren Innendurchmesser als der Innendurchmesser des umgefalzten Becherrandes axial materialgestaucht wird-.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die axiale Materialstauchung der vorgeformten Sicken-Einformung und die radiale Aufweitungsreduzierung des oberen Becherbereiches im gleichen Matrix-Unterwerkzeug durchgeführt werden.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß bei der radialen Aufweitungsreduzierung eine Auflagesicke für den unteren Rand des Verschlußstopfens erzeugt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß ein mindestens auf der Außenseite mit einer elektrischen Isolationsschicht versehendes Bechergehäuse verwendet wird.
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