DE1038193B - Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden fuer elektrolytische Kondensatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden für elektrolytische Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden, insbesondere aus Tantal, für elektrolytische Kondensatoren durch Herausschneiden aus einem Elektrodenband.
• Es ist bereits bekannt, bei elektrolytischen Kondensatoren poröse Elektrodenkörper,insbesondere für die Anode, zu verwenden. Derartige poröse Elektroden haben den Vorteil großer Kapazität auf geringem Raum. Die Herstellung solcher Sinterelektroden wird in der Weise vorgenommen, daß zunächst ein poröser Körper durch Zusammenpressen von Metallpulver erzeugt und dieser danach einer Wärmebehandlung und einer elektrischen Formierung unterworfen wird. Um den porösen Elektrodenkörper während des Herstellungsverfahrens und im Kondensator handhaben und haltern zu können, wird beim Pressen des Pulvers gleichzeitig ein metallischer Stift oder Draht, der gleichzeitig zur Stromzuführung dient, mit eingepreit. Für den angegebenen Zweck verwendet man entweder gepulvertes Ventilmetall, z. B. Aluminium-oder Tantalpulver, oder man baut den Sinterkörper aus einem anderen Metall, beispielsweise aus Kupfer auf und überzieht diesen-porösen Körper mit einer oder mehreren Schichten aus Ventilmetall.
• Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Sinterelektroden für Elektrolytkondensatoren bekannt, bei dem auf einem fortlaufend längs bewegten bandförmigen Träger Sinterpulver aufgepreßt wird, das von ihm sodann wieder abgelöst und als Sinterkörper weiteren Behandlungen unterworfen wird. Ebenfalls ist es bei der Herstellung von Elektroden für Elektrolytkondensatoren üblich, die Elektroden fortlaufend verschiedenen Verfahrensschritten, wie Tempern, Formieren usw._, zu unterwerfen.
• Andererseits ist es bekannt, zunächst ein Elektrodenband mittels eines kontinuierlich arbeitenden Verfahrens herzustellen und anschließend das Band in einzelne Elektrodenstücke zu zerschneiden. Dieses bekannte Verfahren hat aber den Nachteil, daß in einem besonderen Verfahrensgang die Anschlußfahnen für die herauszuschneidenden Stücke angebracht werden müssen. Schließlich beschäftigen sich die bekannten kontinuierlich arbeitenden Verfahren nicht mit der Herstellung von Sinterelektroden.
• Ein anderes bekanntes Verfahren dient zur Herstellung eines ununterbrochenen Elektrodenbandes, das unzerschnitten für den Aufbau eines Wickelkondensators verwendet werden soll. Bei diesem Verfahren wird das als Abstandshalter dienende Material portionsweise aufgebracht.
• Bei dem Verfahren zur Herstellung von Sinterelektroden, insbesondere Tantalelektroden, sollen diese erfindungsgemäß in der Weise hergestellt werden, daß die einzelnen Elektrodenkörper mit Abstand auf einen fortlaufend längs bewegten und elektrisch leitenden Träger in Form eines biegsamen metallischen Drahtes oder Bandes aufgepreßt, dann den weiteren an sich bekannten Verfahrensschritten, ,vie z. B. einer Wärmebehandlung, Formierung usw., unterworfen werden und daß danach der Träger zwischen den Elektrodenkörpern so zerteilt wird, daß die auf einem oder beiden Enden des Elektrodenkörpers unbedeckten Teile des Trägers zur Halterung und/oder Stromzuführung dienen.
• Auf diese Weise ist es möglich, in einem Bruchteil der bisher notwendigen Zeit, eine große Anzahl von einzelnen Sinterelektroden gleichzeitig herzustellen, während bisher jeder einzelne Sinterkörper für sich hergestellt und behandelt werden mußte. Es kommt der Vorteil hinzu, daß jeder einzelne Sinterkörper nach dem Herausschneiden aus dem Elektrodenband mit den zur Halterung und/oder Stromzuführung dienenden Anschlußorganen versehen ist, so daß es besonderer Maßnahmen für deren Herstellung nicht bedarf.
• Da elektrolytische Kondensatoren mit Sinterelektroden wesentlich kleiner sind als entsprechende Folienkondensatoren, so sind auch die benötigten Sinterelektroden verhältnismäßig klein. Insbesondere tritt dies in Erscheinung bei Sinterelektroden aus Tantal, da infolge der hohen Dielektrizitätskonstante des formierten Tantals eine weitere Verkleinerung der Elektrodenkörper möglich ist. Sinterelektroden aus Tantal haben oft nur eine Länge und Breite von wenigen Millimetern. Es liegt auf der Hand, daß die Handhabnug von derart kleinen Körpern zeitraubend ist, so daß durch das Verfahren nach der Erfindung eine erhebliche Beschleunigung der Fertigung erzielt wird.
• Durch Verwendung von Drähten bzw. Bändern als Träger hat man den Vorteil, daß nicht unbedingt alle Einrichtungen zur Behandlung der Sinterkörper in einer geraden Linie aufgebaut sein müssen. Zum Transport des Bandes verwendet man zweckmäßig eine Art Zahnräder, deren Zähne am Draht zwischen den einzelnen Sinterkörpern angreifen, und zwar so, daß die Sinterkörper in Zahnlücken stets frei schwebend gehalten werden. Ein solches Zahnrad ist etwa dem Malteserkreuz vergleichbar, das zur Fortschaltung eines Films in Kinoprojektionsgeräten verwendet wird.
• In der Zeichnung sind verschiedene Beispiele der Ausführung des Erfindungsgedankens dargestellt; in Fig.l sind verschiedene Sinterkörper auf einem Träger aus einem Metalldraht dargestellt; Fig.2 stellt ein Metallband als Träger mit aufgepreßten Sinterkörpern dar; in Fig. 3 ist ein Verfahren zur mehrmaligen Formierung von auf einem flexiblen Träger aufgereihten Sinterkörpern dargestellt; Fig.4 stellt schematisch das Aufbringen und Behandeln von Sinterkörpern auf einem biegsamen Trägerkörper in einem fortlaufenden Verfahren dar.
• Die in Fig. 1 mit 1 bezeichneten Sinterkörper sind auf einem biegsamen Metalldraht 2 aufgepreßt. Zur Vermeidung von Korrosionen ist es zweckmäßig, den Draht 2 aus demselben Ventilmetall herzustellen, aus dem die Sinterkörper 1 bestehen. Je nach der Länge des Drahtes 2 können mehr oder weniger Sinterkörper gleichzeitig der weiteren Behandlung, beispielsweise der Glühurig und Formierung, unterworfen werden. Nach beendeter Behandlung wird der Draht vorzugsweise dicht an einem Ende des Sinterkörpers abgetrennt. Dies kann auf die übliche Weise, beispielsweise durch Sägen, Schleifen, Schneiden oder ein anderes Verfahren, geschehen. Die Trennstellen sind in Fig. 1 durch kleine Pfeile markiert.
• Fig. 2 stellt ein Beispiel für Sinterkörper dar, die auf einem Metallband 2 aufgepreßt sind. Die Sinterkörper 1 haben in diesem Falle die Form eines flachen Zylinders oder eines linsenförmigen Ellipsoides. Die Form der Sinterkörper kann beliebig sein. Die Abtrennung geschieht entweder an derselben Stelle, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist, oder aber in der Mitte zwischen zwei Sinterkörpern, wie dies in Fig. 2 durch den Pfeil angedeutet ist. Das Metallband besteht zweckmäßig aus einem Ventilmetall.
• Zur Führung des Trägerkörpers in Biegungen verwendet man erfindungsgemäß Räder, welche zahnradförmige Ausriehmungen haben, so daß der Draht oder das Band jeweils nur in der Mitte zwischen zwei Sinterkörpern erfaßt wird und die Sinterkörper im übrigen frei schwebend in den Zahnlücken geführt werden. Die zum Transport benutzten zahnradartigen Gebilde sind in Fig. 3 mit 6 bezeichnet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist der Draht oder das Band beispiels-,veise durch Schweißen oder auf irgendeine andere Weise zu einem endlosen Band vereinigt. Die auf dem Band 2 befindlichen Sinterkörper 1 werden durch Bewegungen der Zahnräder 6 mehrmals nacheinander mit der Flüssigkeit 4 eines Formierbades in Berührung gebracht. Durch Anlegen einer entsprechenden Spannung an die beispielsweise aus Metall hergestellten Räder 6 und eine in die Badflüssigkeit 4 tauchende Elektrode kann ein das Dielektrikum bildender Oxydfilm auf den Sinterkörpern erzeugt werden. Die Anordnung nach Fig. 3 mit endlosem Band kann aber auch für jede andere Behandlung verwendet werden. Beispielsweise können die Sinterkörper auf diese Weise einer mehrfachen Glühung unterworfen werden.
• In Fig.4 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, mittels der die einzelnen Verfahrensschritte hintereinander im Fließverfahren ausgeführt werden können, so daß am Ende der Anordnung laufend fertige Sinterelektroden zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Der Draht oder das Band 2 wird von einer Vorratsrolle 7 abgenommen und durchläuft zunächst die Preßvorrichtung 8, in welcher periodisch die Sinterkörper mit bestimmtem Abstand voneinander auf dem Draht aufgepreßt werden. Zwischen den einzelnen Verfahrensschritten sind Transportvorrichtungen für den Draht angebracht, beispielsweise solche, wie sie im Zusammenhang mit Fig.3 erläutert wurden. Eine solche Transportvorrichtung bewegt den Dralht 2 hinter der Presse B. Das Zahnrad ist mit 6 angedeutet. Die Sinterkörper 1 gelangen nun in den Glühofen 9, wo ihre Sinterung stattfindet. In diesem Sinterofen können noch zusätzliche Einwirkungen, beispielsweise zur induktiven Erhitzung des Drahtes oder zum Anschweißen der Endflächen des Sinterkörpers an den Draht usw., angeordnet sein, wie dies bereits vorgeschlagen wurde. Zu beachten ist weiter, daß der Draht in glühendem Zustand keiner zu starken Belastung ausgesetzt wird. Beispielsweise kann der Glühofen senkrecht angeordnet sein, so daß kein mechanischer Zug am Ende des Ofens zum Transport erforderlich ist. Nach der Glühung durchlaufen die gesinterten Elektrodenkörper die Kühlvorrichtung 10, wo sie, beispielsweise in einem inerten Gas, auf Zimmertemperatur abgekühlt werden. Das Gas kann beispielsweise auch im Gegenstromprinzip die Kühlkammer und den Glühofen durchströmen und wird 'hierbei von den sich abkühlenden Sinterkörpern vorgewärmt. Hinter der Kühlvorrichtung durchlaufen die Sinterkörper eine Wanne 11, welche mit dem Elektrolyten 4 gefüllt ist, und werden dort einer elektrischen Formierung unterworfen. Durch die vier Umlenkräder 6 zu beiden Seiten der Wanne 11 wird der Draht mit den darauf befindlichen Sinterkörpern in den Elektrolyten getaucht und am Ende wieder herausgehoben.
• Anschließend können die formierten Sinterkörper noch mit Wasser gewaschen und getrocknet werden, und schließlich werden durch eine Schneidevorrichtung, welche bei 12 angedeutet ist, die einzelnen Sinterkörper durch Abschneiden des Drahtes voneinander getrennt.
• Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht somit, eine rationelle Fertigung von Sinterkörpern, die als Elektroden für elektrolytische Kondensatoren dienen. Elektrolytkondensatoren mit solchen Sinterelektroden können daher nicht nur kleiner, sondern auch billiger als Folienkondensatoren hergestellt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRCfCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden. insbesondere aus Tantal, für Elektrolytkondensatoren durch Herausschneiden aus einem Elektrodenband, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektrodenkörper mit Abstand auf einen fortlaufend längs bewegten und elektrisch leitenden Träger in Form eines biegsamen metallischen Drahtes oder Bandes aufgepreßt, dann den weiteren an sich bekannten Verfahrensschritten, wie z. B. einer Wärmebehand- Iung, Formierung usw., unterworfen werden und daß danach der Träger zwischen den Elektrodenkörpern so zerteilt wird, daß die auf einem oder beiden Enden des Elektrodenkörpers befindlichen unbedeckten Teile des Trägers zur Halterung und/oder Stromzuführung dienen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Ventilmetall besteht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus demselben Ventilmetall wie die Elektrodenkörper besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fortbewegung des Trägers derartige Transportvorrichtungen, z. B. Zahnräder nach Art des Malteserkreuzes, verwendet werden, die nur den Träger, vorzugsweise in der Mitte zwischen zwei Elektrodenkörpern erfassen und ein Verbiegen des Trägers dicht an den Elektrodenkörpern vermeiden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Sinterkörper auf dem Träger so bemessen und die Auftrennung des Trägers derart vorgenommen wird, daß der Träger ohne Abfall im fertigen Kondensator verwertet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 578 667, 2 604 517, 2 209 820, 2 566 908, 2 558 172; französische Patentschrift Nr. 837 538.