粉末压制机和制造电容阳极的方法

文档序号:6843435阅读:299来源:国知局
专利名称:粉末压制机和制造电容阳极的方法
技术领域
本发明涉及粉末压制机和制造电容阳极的方法。
发明的
背景技术
压制钽或电子管粉末制造电容元件的技术在1999年9月7日授予T.Malda等人名称为a Capacitor Element for Solid Electrolytic Capacitor,Device and Process for Making the Same的美国专利5,949,639以及2001年2月20日授予D.A.Webber等人名称为a Capacitor Having TexturedPellet and Method for Making Same的美国专利6,191,936中披露。
当通过电子管粉末的压制制造电容阳极时,希望均匀压制。然而当电容元件具有不规则的外表面时,压制设备一般不能生产出均匀压制的电容元件。同时发现在从使电容元件成形的冲杆中取出电容元件时,电容元件可能被损坏。

发明内容
发明的主要目的是通过处处以均匀压制度来压制电子管粉末从而形成具有不规则外表面的电容元件。发明的另一目的是提供均匀压制具有不规则表面的电容元件并且当成形冲杆从电容元件上取走时电容元件不被损坏的粉末压制机。
电容元件在采用交错对置的肋冲杆和槽冲杆的卧式压力机或立式压力机中成形。对置的肋冲杆和槽冲杆设置在非压制位置,在非压制情况下粉末放入压制腔,当冲压机处于压制位置时,粉末被压成压制度一致的电容元件。电容元件成形后,对置的槽冲杆首先移开,避免因摩擦破坏元件。


发明的两个实施例如图所示,其中图1是第一个实施例的俯视图,为了图示效果将卧式压力机局部破开;图2是沿图1中2-2的局部剖视图;图3是沿图1中3-3的视图;图4是图1的压力机的局部俯视图,表示处于非压制位置的肋冲杆和槽冲杆;图5是类似图4的俯视图,表示粉末放置在压制腔中;图6是压制腔的俯视图,表示肋冲杆和槽冲杆在其压制位置,并且电容元件处于压制状态;图7是压制腔的俯视图,表示槽冲杆从电容元件中抽出;图8是压制腔的俯视图,表示肋冲杆和槽冲杆从电容元件中抽出;图9是表示一对侧壁与压制腔分离的俯视图;图10是现有技术压力机的断面图,表示压制前粉末在压制腔中;图11是表示图10中现有技术的压力机冲杆的断面,其处于压制位置;图12表示现有技术的冲杆与压制后的电容元件分离的断面;图13是具有单导线的电容元件透视图;图14是具有三根导线的电容元件透视图;图15表示另一种电容元件的透视图;图16是沿图15中16-16的视图;图17是第二实施例的侧视图,为了图示效果将立式压力机局部破开;
图18是图17沿18-18的视图;图19是部分剖开的表示充满粉末的压制腔的局部侧视图;图20是表示上部的肋冲杆和槽冲杆下降到填满的压制腔顶端的局部侧视图;图21表示肋冲杆和槽冲杆调整到所要求的预压位置的局部侧视图;图22表示肋冲杆和槽冲杆在其压制位置,并且电容元件处于压制状态的局部侧视图。
发明的详细说明图1、2和3表示是卧式粉末压力机26。具有均匀的四边形横截面的细长压制腔27由平面支架28形式的下壁构成,一对平行侧壁31、32具有彼此面对平行的等高垂直面从支架28的上表面向上延伸,以及上壁33具有与侧壁31、32在同一平面的顶面接合的平底表面。一组六个对置的肋冲杆36、36’以及一组四个对置的槽冲杆37、37’伸入相对的压制腔27开口端。成直线相对的肋冲杆36以及槽冲杆37是交错的平板。上壁33通过压力机底部39固定在侧壁31、32的顶面上,压力机底部39具有垂直延伸的开口41用来容纳导线42穿过上壁33的开口43,插入粉末压制腔27。
四个动力驱动机构51、52、53、54设置在支架28上。驱动机构51包括固定在支架28上并驱动水平布置的螺杆57的电动机56,所述螺杆57在推力座59内贯穿带螺纹的螺纹孔58。推力座59具有丁字架形的与支架28榫槽的连接部60,当电动机56驱动螺杆转动时推力座59沿螺杆57轴向运动。推力座59包括一对通过插棒62与肋冲杆36连接的悬臂61。驱动机构52包括的动力驱动器,其形式为具有输出螺杆67的电动机66,其中螺杆67与穿过推力座69的内螺纹孔68螺纹啮合。推力座69具有丁字架形与支架28榫槽的连接部。推力座69包括通过插棒72与槽冲杆37连接的悬臂71。
驱动机构53、54的形式相同,包括电动机76、77,螺杆78、79以及通过推臂83、84和插棒86、87与肋冲杆36’和槽冲杆37’连接的螺杆座81、82。
图4是压力机26去掉上壁33和压力机底部39后的空的压制腔27的俯视图。压制腔27用来充满电子管粉末。肋冲杆36、36’和槽冲杆37、37’已调节到适当的非压制位置或称粉末装料位置,从而在进行压制时实现压实度。图4-9表示压缩比例为3比1的过程。图5表示充满电子管粉末88的压制腔。上壁(图中未表示)位于侧壁31、32的顶端,压力机底部39(图中未表示)对上壁33(图中未表示)施加压力。然后导线42以适当深度伸入粉末88中。这样,将粉末88压制成电容元件的准备工作就完成了。举例来说,加压的过程是将对置的肋冲杆36、36’端部之间的距离以及槽冲杆37、37’端部之间的距离从3减少到1。这样肋状区域和对置的槽之间的连接区域等量压缩。图6表示制作工艺中的压制过程结束,肋冲杆36、36’和槽冲杆37、37’移到了压制位置。图4和5表示冲杆从其非压制位置或腔体装料位置按照与其之间的距离成比例的速度向压制位置移动的过程。肋冲杆36、36’比槽冲杆37、37’移动得快,成组的冲杆均同时到达如图6所示的加压或压制位置。粉末在元件89肋状区域的压缩速率与对置的槽之间的连接区域的压缩速率相同。通过开始压缩时按照电容元件89肋状区域和连接区域的成品宽度成比例地设置冲杆间隔,以及在压制过程中冲杆按照在压制过程中移动的距离成比例的速度移动,就生产出密度均匀的元件89。
下一个生产步骤如图7所示,槽冲杆37、37’从元件89上形成的槽中抽出,为了运行的需要可以将槽冲杆抽回到图4和5所示的粉末装料位置。在槽冲杆37、37’抽出时肋冲杆36、36’保持在其压制位置,从而避免成形后的元件89的边缘受到破坏。
如图8所示,肋冲杆36、36’已抽回到图4和5所述的腔体装料位置。下一步,如图9所示,压力机底部39和上壁33提起,侧壁31、32沿侧向移动增大彼此间距从而完全释放开元件89,这样就可以在未磨光元件89的侧面下,取出元件89。
图10、11和12表示压力机制造电容元件的现有技术。如图10所示,压制腔由侧壁91、92、下壁(图中未表示)和对置的冲杆93、94形成后,在其中充满粉末,盖上上壁,对置的冲杆93、94如图11所示移动到压制位置。由于冲杆93、94的槽形成部分与肋形成部分移动距离相同,槽之间的连接区域压缩的程度大于肋部。元件压制不均匀严重影响电容质量。当冲杆93、94移开时,如图12所示,由于冲杆施加给其内压实的粉末的压力大于压制成的元件的抗拉强度,元件上的一些部分可能脱落。本发明弥补了上述现有技术中粉末压制机的不足。
图13是通过压力机26制成的电容元件89的透视图。图14表示具有三根导线的电容元件96,图15和16表示按照本发明采用一对对置肋冲杆和两对对置槽冲杆制成的电容元件97。
图17和18示意性地表示本发明立式压力机101的实施例。四个动力驱动机构102、103、104、106固定在立式支座工作面107上,电子管粉末压制腔108由垂直工作面107、侧壁111、112、113和由设置在垂直工作面107上的导向块121、122支架的一组对置的肋冲杆116、116’以及一组对置的槽冲杆117、117’形成。侧壁111、112、113通过压力机底部131、132、133可释放地固定就位。传动螺杆136、137、138、139由电动机141、142、143、144驱动,与推力座146、147、148、149中的螺纹孔通过螺纹接合。推力座146、147、148、149与工作面107采用本发明图1-3所示实施例中相同的旁边榫槽接合方式连接。支架工作面107具有通孔161,电容导线162可以借该通孔插入压制腔108。
图19表示上部的肋冲杆116和上部的槽冲杆117压制腔108充分抽出,足以确保电子管粉末放置在压制腔108中。下部的肋冲杆116’和下部的槽冲杆117’的上端设置位置要满足当腔体108中的粉末151填充到头时,其中的粉末量能够形成元件。接着如图20所示,上部的肋冲杆116和上部的槽冲杆117降下,从而封闭压制腔108的开口顶部。
然后,如图21所示,上下槽冲杆117、117’调节到伸入压制腔108相同距离的位置。这一操作通过将上下槽冲杆117、117’同时移动相同距离实现。这样,压力机就为压制步骤做好了准备。导线162位于被压缩的粉末151的中心,冲杆116和116’到穿过导线162中心的水平面152的距离相等,冲杆117、117’到水平面152的距离也相等。按三比一的比例压缩的粉末151形成图22所示的元件153。换句话说,图21所示的对置的肋冲杆116和116’之间的距离在压制过程中减少到原距离的三分之一。同样,图21所示的对置的槽冲杆117、117’之间的距离在压制过程中减少到原距离的三分之一。为了在元件的肋区域和连接区域得到同样的压缩速率,对置的肋冲杆116、116’彼此间移动的速度比槽冲杆117、117’彼此间移动的速度快。压制过程中,肋冲杆和槽冲杆移动的速度比与肋冲杆和槽冲杆移动的距离比例相同。这就实现了肋状区域和槽之间的连接区域的粉末压缩速率相同,从而避免粉末在压制期间发生侧向位移。均匀压制密度的元件153制成了。
图22所示的压制过程后,槽冲杆117、117’由驱动机构102、103、104、106从元件153中抽出,然后肋冲杆116、116’抽回到非压制位置。接着侧壁111、112和113移开元件153,从而允许取出元件153而没磨光其表面。冲杆116、116’、117、117’的抽出以及侧壁的移动与图1-9所示的卧式压力机在制造元件92时的步骤相同。
通过卧式压力机26和立式压力机101实现了制造电容元件的方法,制作出的电容元件质量高,具有均匀的压制密度,没有缺陷的未磨光表面。
权利要求
1.用于由电子管粉末形成电容元件的压力机,其特征在于形成具有均匀断面的细长压制腔的工作面,工作面相对的两端设有开口;一组对置的可穿入所述开口的肋冲杆,沿直线在所述腔的非压制位置和压制位置之间的第一距离内往复运动;一组对置的槽冲杆,沿直线在所述腔的非压制位置和压制位置之间的第二距离内往复运动;所述对置的一组肋冲杆和槽冲杆交错设置;第一驱动装置可操作地使所述肋冲杆以第一预定速度在其非压制位置和压制位置之间运动;第二驱动装置可操作地使所述槽冲杆以第二预定速度在其非压制位置和压制位置之间运动;所述第一预定速度与所述第二预定速度的比例与所述第一距离与第二距离之间的比例相同;控制装置可操作地使所述第一和第二驱动装置同时驱动所述肋冲杆和槽冲杆从其非压制位置向压制位置移动。
2.如权利要求1所述的压力机,其特征在于所述对所述第一和第二驱动装置实施的控制使所述第二驱动装置驱动所述槽冲杆从其压制位置移动到非压制位置,而后使所述第一驱动装置驱动所述肋冲杆从其压制位置移动到非压制位置。
3.如权利要求1所述的压力机,其特征在于所述对置的肋冲杆在其非压制位置时彼此间的直线距离与所述对置的肋冲杆在其压制位置时彼此间的直线距离的比例与所述对置的槽冲杆其非压制位置时彼此间的直线距离与所述对置的槽冲杆在其压制位置时彼此间的直线距离的比例相同。
4.如权利要求3所述的压力机,其特征在于所述对所述第一和第二驱动装置实施的控制使所述第二驱动装置驱动所述槽冲杆从其压制位置移动到非压制位置,而后使所述第一驱动装置驱动所述肋冲杆从其压制位置移动到非压制位置。
5.如权利要求1所述的压力机,其特征在于所述一组肋冲杆包括三个肋冲杆和另外三个对置设置的肋冲杆,所述一组槽冲杆包括两个槽冲杆和另外两个对置设置的槽冲杆。
6.如权利要求5所述的压力机,其特征在于所述冲杆是交错板。
7.如权利要求1所述的压力机,其特征在于邻接的一对所述工作壁与其他工作壁可分离,以便于未与所述工作壁磨光接触下,取下在所述压力机上成形的电容元件。
8.用于由电子管粉末形成电容元件的压力机,其特征在于具有平面卧式表面向上的固定支架;一对平行的等高侧壁设置在所述支架的所述向上的表面上,并向上延伸;所述侧壁为对置的平行垂直面,具有预定间距,并且顶面在与所述支架的水平面平行的同一平面上;可移动的上壁具有与所述侧壁顶面接合的平面;所述支架的所述面向上的表面,所述侧壁的所述对置的垂直面以及所述上壁的所述平面限定出细长的水平延伸的具有四边形断面的压制腔,其相对的端部开口;一组对置的可穿入所述腔开口的肋冲杆沿所述腔的细长方向在粉末装料位置与压制位置之间作彼此靠近和远离的水平移动;一组对置的可穿入所述腔开口的槽冲杆沿所述腔的细长方向在粉末装料位置与压制位置之间作彼此靠近和远离的水平移动;所述肋冲杆和槽冲杆交错设置;所述对置的肋冲杆在其装料位置时彼此间的直线距离与所述对置的肋冲杆在压制位置时彼此间的直线距离的比例与所述对置的槽冲杆其装料位置时彼此间的直线距离与所述对置的槽冲杆在其压制位置时彼此间的直线距离的比例相同;驱动装置可操作地使所述肋冲杆和槽冲杆同时从其装料位置向压制位置移动。
9.如权利要求8所述的压力机,其特征在于所述驱动装置使所述肋冲杆和槽冲杆移动,移动速度使所述元件中的粉末具有一致的压制速率。
10.如权利要求8所述的压力机,其特征在于至少一个所述侧壁可相对另一侧壁移开,从而便于取下所述压力机中成形的元件。
11.用于由电子管粉末形成电容元件的压力机,其特征在于形成垂直细长的具有均匀四边形断面的压制腔的垂直工作面,其具有顶部和底部开口;一组对置的上下肋冲杆在所述腔中沿垂直方向彼此运动;一组对置的上下槽冲杆在所述腔中沿垂直方向彼此运动;所述上部的肋冲杆与所述上部的槽冲杆交错设置;所述下部的肋冲杆与所述下部的槽冲杆交错设置;驱动装置与所述冲杆连接,可操作地使所述冲杆处于粉末装料位置时,所述上部的肋冲杆和槽冲杆位于与所述顶部开口上方预定距离处,所述下部的肋冲杆和槽冲杆穿入所述下部开口;所述驱动装置可操作地移动所述肋冲杆和槽冲杆从所述粉末装料位置移动到预压制位置,并且以与所述肋冲杆和槽冲杆从其预压制位置到压制位置之间的距离成比例的速度同时驱动所述上下肋冲杆和槽冲杆从预压制位置移动到形成元件的压制位置;借此均匀地压制所述元件。
12.如权利要求11所述的压力机,具有四个侧壁,限定出具有矩形横断面压制腔,相邻的一对所述侧壁可移动便于取下由所述压力机制成的电容元件。
13.如权利要求11所述的压力机,所述驱动装置可操作地使所述槽冲杆和肋冲杆依次从其压制位置抽回。
14.制造侧面对边由肋和槽形成的具有对置缺口的电容元件的方法,包括以下步骤提供具有压制腔、一组对置的肋冲杆、一组对置的槽冲杆以及动力装置的压力机,所述对置的槽冲杆与所述肋冲杆交错设置,所述肋冲杆和槽冲杆可移动到非压制和压制位置之间,运行动力装置使所述冲杆在所述非压制位置和压制位置之间移动,所述对置的肋冲杆在其非压制位置时之间的距离与所述对置的肋冲杆在其压制位置时之间的距离的比例与所述对置的槽冲杆在其非压制位置时之间的距离与所述对置的槽冲杆在其压制位置时之间的距离的比例相同;采用所述动力装置使所述对置的肋冲杆和所述对置的槽冲杆位于其非压制位置;向所述腔填充电子管金属粉末;采用所述动力装置通过驱动所述槽冲杆和所述肋冲杆以与形成所述元件移动的距离的所述比例成比例的速度从其非压制位置同时移动到压制位置来压制所述电子管金属粉末从而形成电容元件;以及采用所述动力装置将所述冲杆从其压制位置抽回非压制位置。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于在抽回所述冲杆的步骤中,所述槽冲杆在所述肋冲杆抽回之前抽回。
16.制造侧面对边由肋、相对设置的槽以及在所述相对设置的槽之间的至少一个连接部形成的具有对置缺口的电容元件的方法,包括以下步骤提供压制腔;在所述压制腔内放置预定量的电子管粉末;用交错设置的对置的肋冲杆和槽冲杆组,通过所述冲杆从非压制位置到压制位置的移动压制所述粉末,形成所述肋和槽,使所述肋和所述槽之间的连接部具有相同的压实度;以及移开所述冲杆。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于所述槽冲杆早于肋冲杆从所述电容元件中移开。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于所述肋冲杆在其非压制位置时彼此间的距离与所述肋冲杆在其压制位置时彼此间的直线距离的比例与所述槽冲杆在其非压制位置时彼此间的直线距离与所述槽冲杆在其压制位置时彼此间的直线距离的比例相同。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于压制过程中,所述肋冲杆和槽冲杆以一定速度移动,以使在所述元件的所述肋和所述连接部中压制所述粉末的速率一致。
全文摘要
具有交错对置的肋冲杆和槽冲杆的粉末压制机以及生产具有均匀的压制密度且无表面缺陷的电容元件的方法。
文档编号H01G13/00GK1757084SQ200480006146
公开日2006年4月5日 申请日期2004年12月7日 优先权日2003年12月8日
发明者杰弗瑞·P·泊尔德莱克 申请人:凯米特电子公司
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