DE705592C

DE705592C - Process for the production of electrical capacitors

Info

Publication number: DE705592C
Application number: DES130462D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Schupp
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1938-01-20
Filing date: 1938-01-20
Publication date: 1941-05-03

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrischen .Kondensatoren Es ist bereits vorgeschlagen worden, als Dielektrikum für elektrische Kondensatoren auch :anorganische Stoffe, wie z. B. Metalloxyde, zu verwenden. Diese Stoffe haben u. a. den Vorzug, hochwärmebeständig zu sein, und außerdem liegt ihre Dielektrizitätskonstante teilweise verhältnismäßig hoch, wie bei Rutil, was eine erhebliche Verbilligung in der Fertigung der Kondensatoren bedeutet.Method of making electrical .capacitors It is already been proposed as a dielectric for electrical capacitors also: inorganic Substances such as B. metal oxides to use. These substances have, inter alia. the advantage to be highly heat resistant, and in addition, their dielectric constant is partly relatively high, as with rutile, which means that production is considerably cheaper the capacitors means.

Die untersuchten und vorgeschlagenen Verfahren zur Verarbeitung dieser dielektrischen Stoffe sind sehr mannigfaltig, besitzen jedoch jeweils den betreffenden Verfahren eigentümliche Nachteile. Das Pressen der fein pulverisierten Stoffe zu diinnen Tabletten erzielt selbst bei Anwendung von Bindemitteln, die an sich bereits den _ Füllfaktor herabsetzen, mechanisch unstabile und trotzdem noch zu starkwandige Gebilde. Die Erzeugung des Dielektrikums als Umsetzungs-Produkt auf der Oberfläche von entsprechenden Metallkörpern ist nicht bei jedem Stoff möglich; insbesondere lassen sich danach gerade keine Dielektrika mit besonders hoher Dielektrizitätskonstante herstellen. Außerdem sind diese dielektrischen Schichten porös und darum nicht sehr durchschlagsfest.The studied and proposed methods of processing this dielectric materials are very diverse, but each have the relevant one Procedure peculiar disadvantages. The pressing of the finely powdered fabrics shut thin tablets achieved even with the use of binders, which in themselves already Reduce the fill factor, mechanically unstable and still too thick-walled Structure. The creation of the dielectric as a conversion product on the surface corresponding metal bodies is not possible for every substance; in particular According to this, no dielectrics with a particularly high dielectric constant can be created produce. In addition, these dielectric layers are porous and therefore not very puncture resistant.

Die Aufbereitung der Stoffe nach dem keramischen Verfahren hat auch den Nachteil, daß der Füllfaktor wegen der notwendigen keramischen Zuschläge nicht r oo % betragen kann und sich außerdem nicht genügend geringe Wandstärken des Dielektrikums erzielen lassen. Schließlich ist auch die Herstellungsweise insbesondere wegen der notwendigen Brenntemperaturen verhältnismäßig umständlich und teuer.The preparation of the substances according to the ceramic process also has the disadvantage that the fill factor is not due to the necessary ceramic surcharges r oo% and also insufficient wall thicknesses of the dielectric can be achieved. Finally, the manufacturing method is particularly due to the necessary firing temperatures relatively cumbersome and expensive.

Die vorliegende Erfindung benutzt nun ein Verfahren, das äußerst neinfach und billig auszuführen ist und weiterhin die Verarbeitung vorzugsweise der vorstehend genannten dielek-C t ris , hen Stof 1e ermöglicht. Gemäß der Erfindung werden nämlich konzentrisch abwech-, selnd übereinander angeordnete Belag- und Dielektrikumschichten in einer Stangenziehbank verarbeitet und auf einen solchen QuC'rschnitt gezogen, bis die Schichten die gc@: wünschte Stärke haben, wonach entsprechend der Kapazitätsgröße die Kondensatoren in bestimmter Länge von der gezogenen Stange abgetrennt werden.The present invention now uses a method which is extremely cheap to carry out and neinfach and further preferably the processing of the abovementioned dielek-C t ris, hen Stof 1e possible. According to the invention, concentrically alternating, alternating covering and dielectric layers are processed in a rod drawing bench and drawn on such a cross-section until the layers have the desired thickness, after which the capacitors in a certain length of be cut off the drawn rod.

Praktisch vollzieht sich dies so, daß auf einen Metallkern, der später gleichzeitig einen Belag darstellt, ein passendes Rohr aus dem dielektrischen Stoff geschoben wird, über welches seinerseits ein weiteres Rohr aus Metall, das einen weiteren Belag darstellt, angeordnet wird. Das Rohr aus dem dielektrischen Stoff kann z. B., wenn es sich um Metalloxyde handelt, aus den fein gepulverten Stoffen vorher gepreßt werden.In practice, this takes place so that on a metal core, which later at the same time represents a covering, a suitable tube made of the dielectric material is pushed, over which in turn another tube made of metal, the one represents another covering, is arranged. The tube made of the dielectric material can e.g. B., if it is metal oxides, from the finely powdered substances be pressed beforehand.

Die Anordnung braucht nicht nur aus den eben aufgezählten drei Schichten zu bestehen, sondern kann beliebig fortgesetzt sein.The arrangement does not only need the three layers just listed to exist, but can be continued at will.

Dieser so hergestellte Ausgangskörper wird dann in einer Stangenziehbank verarbeitet, wobei seine Länge auf Kosten seines Querschnittes größer und größer wird. Hierbei verformen sich die metallischen Teile in bekannter Weise, wie auch der dielektrische Stoff, sofern er plastisch ist. Besteht das Dielektrikum aus sprödem Stoff, so wird dieser bei den ersten Zügen in der Stangenziehbank zerbrochen und zerpulvert, gleichgültig, ob es sich um einen anfangs homogenen Körper, beispielsweise um ein Trolitulrohr, oder um ein aus gepulvertem Stoff, beispielsweise Titandioxyd, vorgeformtes Rohr handelt. Da die Ziehtechnik sehr genaue Werte einzuhalten gestattet, kann bis auf sehr geringe Abstände der metallischen Belegungen voneinander gezogen «erden, wodurch auf allerkleinstem Raum große Kapazitätswerte erzielt werden können. Dies gilt vor allem für Stoffe, wie Titandioxyd, die sich in reiner Form bisher nicht in beliebig dünnen Schichten herstellen ließen.This starting body produced in this way is then put into a rod drawing bench processed, its length being larger and larger at the expense of its cross-section will. Here, the metallic parts are deformed in a known manner, as well the dielectric material if it is plastic. If the dielectric consists of brittle Fabric, it will break in the rod draw bench with the first pulls and powdered, regardless of whether it is an initially homogeneous body, for example around a Trolitul tube, or around a powdered material, for example titanium dioxide, preformed tube. Since the drawing technique allows very precise values to be adhered to, can be drawn to a very small distance between the metallic coverings «Earth, whereby large capacitance values can be achieved in the smallest of spaces. This is especially true for substances such as titanium dioxide, which have so far been in pure form could not be produced in any desired thin layers.

Bei dem Ziehvorgang wird aber gleichzeitig noch ein weiterer ganz wesentlicher Vorteil erzielt, weil durch den Fertigungsgang eine sehr große Verdichtung des Gefüges erfolgt, so daß die dielektrischen Stoffe nach beendeter Herstellung des Kondensators praktisch porenfrei und unhygroskopisch sind.During the drawing process, however, another becomes whole at the same time Significant advantage achieved because the production process results in a very high degree of compression of the structure takes place, so that the dielectric materials after completion of production of the capacitor are practically pore-free and unhygroscopic.

Die in der Stangenziehbank hergestellten Kondensatorstangen werden dann in der Kapazitätsgröße entsprechend kurze Stücke aufgeteilt, die, im Querschnitt gesehen, aus einem metallischen Kern mit konzentrisch abwechselnden dielektrischen und metallischen Schichten bestehen. Die Herstellung des für den Ziehvorgang benötigten Ausgangskörpers kann auch in .anderer Weise erfolgen; z. B. kann das Di-.elektrikum aus Umsetzungsprodukten der Metallagen bestehen, die nacheinander, aufeinander erzeugt bzw. aufgebracht werden. Man kann beispielsweise eine Aluminiumstange oxydieren, auf die entgaste und entfeuchtete Oxydschicht Aluminium aufplattieren oder sonstwie aufbringen, diese Aluminiumschicht wiederum oxydieren und so fort und diesen Körper dann dem Stangenziehverfahren, .das die vorliegende Erfindung für die Kondensatorenherstellung darstellt, unterwerfen.The capacitor rods produced in the rod drawing bench are then divided into the capacity size according to short pieces that, in cross section seen from a metallic core with concentrically alternating dielectric and metallic layers. The manufacture of the required for the drawing process Starting body can also be done in .anderer way; z. B. can the di-.elektrikum consist of reaction products of the metal layers, which are generated one after the other or are applied. For example, an aluminum rod can be oxidized, Plating aluminum onto the degassed and dehumidified oxide layer or in some other way apply, oxidize this aluminum layer again and so on and this body then the bar drawing process, which is the present invention for capacitor manufacture represents, submit.

Es ließen sich noch weitere Möglichkeiten anführen, die Ausgangskörper für das erfindungsgemäße Verfahren herzustellen; jedoch bilden diese nur Beispiele, die den eigentlichen Erfindungsgedanken nicht berühren.There are still other possibilities, the starting bodies to produce for the process according to the invention; however, these are only examples which do not affect the actual idea of the invention.

Es ist ebenso möglich, das genannte Verfahren auch mit anderen, z. B. organischen Stoffen als Dielektrikum durchzuführen.It is also possible to use the above method with others, e.g. B. to carry out organic materials as a dielectric.

Die von der gezogenen Stange abgetrennten Kondensatoren werden dann in irgendeiner der bekannten Arten mit Anschlüssen für die Stromzuführung, z. B. mit Kappen, versehen, was dadurch möglich ist, daß bei einem nur mit einer dielektrischen Schicht hergestellten Kondensator ein Teil des äußeren Belages entfernt wird, so daß eine Kappe oder Schelle auf dein Dielektrikum oder, wenn auch dieses noch entfernt ist, direkt auf der Metallseele befestigt werden kann.The capacitors disconnected from the drawn rod are then in any of the known ways with connections for the power supply, e.g. B. with caps, which is possible because only one dielectric Layer produced capacitor part of the outer coating is removed so that a cap or clamp on your dielectric or, if this is still removed can be attached directly to the metal core.

In der Zeichnung ist in Fig. i als Beispiel ein Kondensator mit einer dielektrischen Schicht dargestellt. a ist die Metallseele, b das Dielektrikum und c der äußere Belag, der am rechten Ende der Figur zum Teil entfernt ist, ebenso wie an der linken Seite der innere Belag a, um genügend große Kriechwege zwischen den gegenpoligen Belegungen zu schaffen.In the drawing, in Fig. I is an example of a capacitor with a dielectric layer shown. a is the metal core, b the dielectric and c the outer covering, which is partly removed at the right end of the figure, as well as on the left side of the inner lining a, with sufficiently large creepage distances between to create the opposite polarity assignments.

In Fig.2 ist ein Mehrschichtenkondensator gezeigt. d und e sind zusammengehörige Beläge, f der mittlere Gegenbelag und g und h die dielektrischen Schichten. Durch die treppenstufenähnliche Ausbildung der Stirnseiten des Kondensators lassen sich zwischen den Belegungen beliebig große Kriechwege erzielen und einfache Kontaktierungsmöglichkeiten schaffen.A multilayer capacitor is shown in FIG. d and e are coatings that belong together, f the middle opposing coating and g and h the dielectric layers. Due to the stair-step-like design of the front sides of the capacitor, creepage distances of any size can be achieved between the assignments and simple contacting options can be created.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of electrical capacitors, characterized in that concentrically alternately arranged lining and dielectric layers processed in a bar draw bench and the covering layers drawn on such a cross-section be up the layers have reached the desired strength, according to which, according to the capacity size Capacitors of a certain length from: the drawn rod are disconnected. z. Method according to Claim r, characterized in that for the dielectric layers preferably inorganic substances, such as e.g. B. MagnesiLUn: oxide, aluminum oxide, titanium dioxide, can be used alone or in admixture. 3. The method according to claim r or z, characterized in that the dielectric layers consist of reaction products of the coverings that are generated on this beforehand. q .. electrical capacitor, produced by the process of claims r to 3.