專利名稱：粉末壓制機和制造電容陽極的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粉末壓制機和制造電容陽極的方法。
發(fā)明的
背景技術：
壓制鉭或電子管粉末制造電容元件的技術在1999年9月7日授予T.Malda等人名稱為a Capacitor Element for Solid Electrolytic Capacitor，Device and Process for Making the Same的美國專利5,949,639以及2001年2月20日授予D.A.Webber等人名稱為a Capacitor Having TexturedPellet and Method for Making Same的美國專利6,191,936中披露。
當通過電子管粉末的壓制制造電容陽極時，希望均勻壓制。然而當電容元件具有不規(guī)則的外表面時，壓制設備一般不能生產出均勻壓制的電容元件。同時發(fā)現(xiàn)在從使電容元件成形的沖桿中取出電容元件時，電容元件可能被損壞。

發(fā)明內容
發(fā)明的主要目的是通過處處以均勻壓制度來壓制電子管粉末從而形成具有不規(guī)則外表面的電容元件。發(fā)明的另一目的是提供均勻壓制具有不規(guī)則表面的電容元件并且當成形沖桿從電容元件上取走時電容元件不被損壞的粉末壓制機。
電容元件在采用交錯對置的肋沖桿和槽沖桿的臥式壓力機或立式壓力機中成形。對置的肋沖桿和槽沖桿設置在非壓制位置，在非壓制情況下粉末放入壓制腔，當沖壓機處于壓制位置時，粉末被壓成壓制度一致的電容元件。電容元件成形后，對置的槽沖桿首先移開，避免因摩擦破壞元件。


發(fā)明的兩個實施例如圖所示，其中圖1是第一個實施例的俯視圖，為了圖示效果將臥式壓力機局部破開；圖2是沿圖1中2-2的局部剖視圖；圖3是沿圖1中3-3的視圖；圖4是圖1的壓力機的局部俯視圖，表示處于非壓制位置的肋沖桿和槽沖桿；圖5是類似圖4的俯視圖，表示粉末放置在壓制腔中；圖6是壓制腔的俯視圖，表示肋沖桿和槽沖桿在其壓制位置，并且電容元件處于壓制狀態(tài)；圖7是壓制腔的俯視圖，表示槽沖桿從電容元件中抽出；圖8是壓制腔的俯視圖，表示肋沖桿和槽沖桿從電容元件中抽出；圖9是表示一對側壁與壓制腔分離的俯視圖；圖10是現(xiàn)有技術壓力機的斷面圖，表示壓制前粉末在壓制腔中；圖11是表示圖10中現(xiàn)有技術的壓力機沖桿的斷面，其處于壓制位置；圖12表示現(xiàn)有技術的沖桿與壓制后的電容元件分離的斷面；圖13是具有單導線的電容元件透視圖；圖14是具有三根導線的電容元件透視圖；圖15表示另一種電容元件的透視圖；圖16是沿圖15中16-16的視圖；圖17是第二實施例的側視圖，為了圖示效果將立式壓力機局部破開；
圖18是圖17沿18-18的視圖；圖19是部分剖開的表示充滿粉末的壓制腔的局部側視圖；圖20是表示上部的肋沖桿和槽沖桿下降到填滿的壓制腔頂端的局部側視圖；圖21表示肋沖桿和槽沖桿調整到所要求的預壓位置的局部側視圖；圖22表示肋沖桿和槽沖桿在其壓制位置，并且電容元件處于壓制狀態(tài)的局部側視圖。
發(fā)明的詳細說明圖1、2和3表示是臥式粉末壓力機26。具有均勻的四邊形橫截面的細長壓制腔27由平面支架28形式的下壁構成，一對平行側壁31、32具有彼此面對平行的等高垂直面從支架28的上表面向上延伸，以及上壁33具有與側壁31、32在同一平面的頂面接合的平底表面。一組六個對置的肋沖桿36、36’以及一組四個對置的槽沖桿37、37’伸入相對的壓制腔27開口端。成直線相對的肋沖桿36以及槽沖桿37是交錯的平板。上壁33通過壓力機底部39固定在側壁31、32的頂面上，壓力機底部39具有垂直延伸的開口41用來容納導線42穿過上壁33的開口43，插入粉末壓制腔27。
四個動力驅動機構51、52、53、54設置在支架28上。驅動機構51包括固定在支架28上并驅動水平布置的螺桿57的電動機56，所述螺桿57在推力座59內貫穿帶螺紋的螺紋孔58。推力座59具有丁字架形的與支架28榫槽的連接部60，當電動機56驅動螺桿轉動時推力座59沿螺桿57軸向運動。推力座59包括一對通過插棒62與肋沖桿36連接的懸臂61。驅動機構52包括的動力驅動器，其形式為具有輸出螺桿67的電動機66，其中螺桿67與穿過推力座69的內螺紋孔68螺紋嚙合。推力座69具有丁字架形與支架28榫槽的連接部。推力座69包括通過插棒72與槽沖桿37連接的懸臂71。
驅動機構53、54的形式相同，包括電動機76、77，螺桿78、79以及通過推臂83、84和插棒86、87與肋沖桿36’和槽沖桿37’連接的螺桿座81、82。
圖4是壓力機26去掉上壁33和壓力機底部39后的空的壓制腔27的俯視圖。壓制腔27用來充滿電子管粉末。肋沖桿36、36’和槽沖桿37、37’已調節(jié)到適當?shù)姆菈褐莆恢没蚍Q粉末裝料位置，從而在進行壓制時實現(xiàn)壓實度。圖4-9表示壓縮比例為3比1的過程。圖5表示充滿電子管粉末88的壓制腔。上壁(圖中未表示)位于側壁31、32的頂端，壓力機底部39(圖中未表示)對上壁33(圖中未表示)施加壓力。然后導線42以適當深度伸入粉末88中。這樣，將粉末88壓制成電容元件的準備工作就完成了。舉例來說，加壓的過程是將對置的肋沖桿36、36’端部之間的距離以及槽沖桿37、37’端部之間的距離從3減少到1。這樣肋狀區(qū)域和對置的槽之間的連接區(qū)域等量壓縮。圖6表示制作工藝中的壓制過程結束，肋沖桿36、36’和槽沖桿37、37’移到了壓制位置。圖4和5表示沖桿從其非壓制位置或腔體裝料位置按照與其之間的距離成比例的速度向壓制位置移動的過程。肋沖桿36、36’比槽沖桿37、37’移動得快，成組的沖桿均同時到達如圖6所示的加壓或壓制位置。粉末在元件89肋狀區(qū)域的壓縮速率與對置的槽之間的連接區(qū)域的壓縮速率相同。通過開始壓縮時按照電容元件89肋狀區(qū)域和連接區(qū)域的成品寬度成比例地設置沖桿間隔，以及在壓制過程中沖桿按照在壓制過程中移動的距離成比例的速度移動，就生產出密度均勻的元件89。
下一個生產步驟如圖7所示，槽沖桿37、37’從元件89上形成的槽中抽出，為了運行的需要可以將槽沖桿抽回到圖4和5所示的粉末裝料位置。在槽沖桿37、37’抽出時肋沖桿36、36’保持在其壓制位置，從而避免成形后的元件89的邊緣受到破壞。
如圖8所示，肋沖桿36、36’已抽回到圖4和5所述的腔體裝料位置。下一步，如圖9所示，壓力機底部39和上壁33提起，側壁31、32沿側向移動增大彼此間距從而完全釋放開元件89，這樣就可以在未磨光元件89的側面下，取出元件89。
圖10、11和12表示壓力機制造電容元件的現(xiàn)有技術。如圖10所示，壓制腔由側壁91、92、下壁(圖中未表示)和對置的沖桿93、94形成后，在其中充滿粉末，蓋上上壁，對置的沖桿93、94如圖11所示移動到壓制位置。由于沖桿93、94的槽形成部分與肋形成部分移動距離相同，槽之間的連接區(qū)域壓縮的程度大于肋部。元件壓制不均勻嚴重影響電容質量。當沖桿93、94移開時，如圖12所示，由于沖桿施加給其內壓實的粉末的壓力大于壓制成的元件的抗拉強度，元件上的一些部分可能脫落。本發(fā)明彌補了上述現(xiàn)有技術中粉末壓制機的不足。
圖13是通過壓力機26制成的電容元件89的透視圖。圖14表示具有三根導線的電容元件96，圖15和16表示按照本發(fā)明采用一對對置肋沖桿和兩對對置槽沖桿制成的電容元件97。
圖17和18示意性地表示本發(fā)明立式壓力機101的實施例。四個動力驅動機構102、103、104、106固定在立式支座工作面107上，電子管粉末壓制腔108由垂直工作面107、側壁111、112、113和由設置在垂直工作面107上的導向塊121、122支架的一組對置的肋沖桿116、116’以及一組對置的槽沖桿117、117’形成。側壁111、112、113通過壓力機底部131、132、133可釋放地固定就位。傳動螺桿136、137、138、139由電動機141、142、143、144驅動，與推力座146、147、148、149中的螺紋孔通過螺紋接合。推力座146、147、148、149與工作面107采用本發(fā)明圖1-3所示實施例中相同的旁邊榫槽接合方式連接。支架工作面107具有通孔161，電容導線162可以借該通孔插入壓制腔108。
圖19表示上部的肋沖桿116和上部的槽沖桿117壓制腔108充分抽出，足以確保電子管粉末放置在壓制腔108中。下部的肋沖桿116’和下部的槽沖桿117’的上端設置位置要滿足當腔體108中的粉末151填充到頭時，其中的粉末量能夠形成元件。接著如圖20所示，上部的肋沖桿116和上部的槽沖桿117降下，從而封閉壓制腔108的開口頂部。
然后，如圖21所示，上下槽沖桿117、117’調節(jié)到伸入壓制腔108相同距離的位置。這一操作通過將上下槽沖桿117、117’同時移動相同距離實現(xiàn)。這樣，壓力機就為壓制步驟做好了準備。導線162位于被壓縮的粉末151的中心，沖桿116和116’到穿過導線162中心的水平面152的距離相等，沖桿117、117’到水平面152的距離也相等。按三比一的比例壓縮的粉末151形成圖22所示的元件153。換句話說，圖21所示的對置的肋沖桿116和116’之間的距離在壓制過程中減少到原距離的三分之一。同樣，圖21所示的對置的槽沖桿117、117’之間的距離在壓制過程中減少到原距離的三分之一。為了在元件的肋區(qū)域和連接區(qū)域得到同樣的壓縮速率，對置的肋沖桿116、116’彼此間移動的速度比槽沖桿117、117’彼此間移動的速度快。壓制過程中，肋沖桿和槽沖桿移動的速度比與肋沖桿和槽沖桿移動的距離比例相同。這就實現(xiàn)了肋狀區(qū)域和槽之間的連接區(qū)域的粉末壓縮速率相同，從而避免粉末在壓制期間發(fā)生側向位移。均勻壓制密度的元件153制成了。
圖22所示的壓制過程后，槽沖桿117、117’由驅動機構102、103、104、106從元件153中抽出，然后肋沖桿116、116’抽回到非壓制位置。接著側壁111、112和113移開元件153，從而允許取出元件153而沒磨光其表面。沖桿116、116’、117、117’的抽出以及側壁的移動與圖1-9所示的臥式壓力機在制造元件92時的步驟相同。
通過臥式壓力機26和立式壓力機101實現(xiàn)了制造電容元件的方法，制作出的電容元件質量高，具有均勻的壓制密度，沒有缺陷的未磨光表面。
權利要求
1.用于由電子管粉末形成電容元件的壓力機，其特征在于形成具有均勻斷面的細長壓制腔的工作面，工作面相對的兩端設有開口；一組對置的可穿入所述開口的肋沖桿，沿直線在所述腔的非壓制位置和壓制位置之間的第一距離內往復運動；一組對置的槽沖桿，沿直線在所述腔的非壓制位置和壓制位置之間的第二距離內往復運動；所述對置的一組肋沖桿和槽沖桿交錯設置；第一驅動裝置可操作地使所述肋沖桿以第一預定速度在其非壓制位置和壓制位置之間運動；第二驅動裝置可操作地使所述槽沖桿以第二預定速度在其非壓制位置和壓制位置之間運動；所述第一預定速度與所述第二預定速度的比例與所述第一距離與第二距離之間的比例相同；控制裝置可操作地使所述第一和第二驅動裝置同時驅動所述肋沖桿和槽沖桿從其非壓制位置向壓制位置移動。
2.如權利要求1所述的壓力機，其特征在于所述對所述第一和第二驅動裝置實施的控制使所述第二驅動裝置驅動所述槽沖桿從其壓制位置移動到非壓制位置，而后使所述第一驅動裝置驅動所述肋沖桿從其壓制位置移動到非壓制位置。
3.如權利要求1所述的壓力機，其特征在于所述對置的肋沖桿在其非壓制位置時彼此間的直線距離與所述對置的肋沖桿在其壓制位置時彼此間的直線距離的比例與所述對置的槽沖桿其非壓制位置時彼此間的直線距離與所述對置的槽沖桿在其壓制位置時彼此間的直線距離的比例相同。
4.如權利要求3所述的壓力機，其特征在于所述對所述第一和第二驅動裝置實施的控制使所述第二驅動裝置驅動所述槽沖桿從其壓制位置移動到非壓制位置，而后使所述第一驅動裝置驅動所述肋沖桿從其壓制位置移動到非壓制位置。
5.如權利要求1所述的壓力機，其特征在于所述一組肋沖桿包括三個肋沖桿和另外三個對置設置的肋沖桿，所述一組槽沖桿包括兩個槽沖桿和另外兩個對置設置的槽沖桿。
6.如權利要求5所述的壓力機，其特征在于所述沖桿是交錯板。
7.如權利要求1所述的壓力機，其特征在于鄰接的一對所述工作壁與其他工作壁可分離，以便于未與所述工作壁磨光接觸下，取下在所述壓力機上成形的電容元件。
8.用于由電子管粉末形成電容元件的壓力機，其特征在于具有平面臥式表面向上的固定支架；一對平行的等高側壁設置在所述支架的所述向上的表面上，并向上延伸；所述側壁為對置的平行垂直面，具有預定間距，并且頂面在與所述支架的水平面平行的同一平面上；可移動的上壁具有與所述側壁頂面接合的平面；所述支架的所述面向上的表面，所述側壁的所述對置的垂直面以及所述上壁的所述平面限定出細長的水平延伸的具有四邊形斷面的壓制腔，其相對的端部開口；一組對置的可穿入所述腔開口的肋沖桿沿所述腔的細長方向在粉末裝料位置與壓制位置之間作彼此靠近和遠離的水平移動；一組對置的可穿入所述腔開口的槽沖桿沿所述腔的細長方向在粉末裝料位置與壓制位置之間作彼此靠近和遠離的水平移動；所述肋沖桿和槽沖桿交錯設置；所述對置的肋沖桿在其裝料位置時彼此間的直線距離與所述對置的肋沖桿在壓制位置時彼此間的直線距離的比例與所述對置的槽沖桿其裝料位置時彼此間的直線距離與所述對置的槽沖桿在其壓制位置時彼此間的直線距離的比例相同；驅動裝置可操作地使所述肋沖桿和槽沖桿同時從其裝料位置向壓制位置移動。
9.如權利要求8所述的壓力機，其特征在于所述驅動裝置使所述肋沖桿和槽沖桿移動，移動速度使所述元件中的粉末具有一致的壓制速率。
10.如權利要求8所述的壓力機，其特征在于至少一個所述側壁可相對另一側壁移開，從而便于取下所述壓力機中成形的元件。
11.用于由電子管粉末形成電容元件的壓力機，其特征在于形成垂直細長的具有均勻四邊形斷面的壓制腔的垂直工作面，其具有頂部和底部開口；一組對置的上下肋沖桿在所述腔中沿垂直方向彼此運動；一組對置的上下槽沖桿在所述腔中沿垂直方向彼此運動；所述上部的肋沖桿與所述上部的槽沖桿交錯設置；所述下部的肋沖桿與所述下部的槽沖桿交錯設置；驅動裝置與所述沖桿連接，可操作地使所述沖桿處于粉末裝料位置時，所述上部的肋沖桿和槽沖桿位于與所述頂部開口上方預定距離處，所述下部的肋沖桿和槽沖桿穿入所述下部開口；所述驅動裝置可操作地移動所述肋沖桿和槽沖桿從所述粉末裝料位置移動到預壓制位置，并且以與所述肋沖桿和槽沖桿從其預壓制位置到壓制位置之間的距離成比例的速度同時驅動所述上下肋沖桿和槽沖桿從預壓制位置移動到形成元件的壓制位置；借此均勻地壓制所述元件。
12.如權利要求11所述的壓力機，具有四個側壁，限定出具有矩形橫斷面壓制腔，相鄰的一對所述側壁可移動便于取下由所述壓力機制成的電容元件。
13.如權利要求11所述的壓力機，所述驅動裝置可操作地使所述槽沖桿和肋沖桿依次從其壓制位置抽回。
14.制造側面對邊由肋和槽形成的具有對置缺口的電容元件的方法，包括以下步驟提供具有壓制腔、一組對置的肋沖桿、一組對置的槽沖桿以及動力裝置的壓力機，所述對置的槽沖桿與所述肋沖桿交錯設置，所述肋沖桿和槽沖桿可移動到非壓制和壓制位置之間，運行動力裝置使所述沖桿在所述非壓制位置和壓制位置之間移動，所述對置的肋沖桿在其非壓制位置時之間的距離與所述對置的肋沖桿在其壓制位置時之間的距離的比例與所述對置的槽沖桿在其非壓制位置時之間的距離與所述對置的槽沖桿在其壓制位置時之間的距離的比例相同；采用所述動力裝置使所述對置的肋沖桿和所述對置的槽沖桿位于其非壓制位置；向所述腔填充電子管金屬粉末；采用所述動力裝置通過驅動所述槽沖桿和所述肋沖桿以與形成所述元件移動的距離的所述比例成比例的速度從其非壓制位置同時移動到壓制位置來壓制所述電子管金屬粉末從而形成電容元件；以及采用所述動力裝置將所述沖桿從其壓制位置抽回非壓制位置。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于在抽回所述沖桿的步驟中，所述槽沖桿在所述肋沖桿抽回之前抽回。
16.制造側面對邊由肋、相對設置的槽以及在所述相對設置的槽之間的至少一個連接部形成的具有對置缺口的電容元件的方法，包括以下步驟提供壓制腔；在所述壓制腔內放置預定量的電子管粉末；用交錯設置的對置的肋沖桿和槽沖桿組，通過所述沖桿從非壓制位置到壓制位置的移動壓制所述粉末，形成所述肋和槽，使所述肋和所述槽之間的連接部具有相同的壓實度；以及移開所述沖桿。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于所述槽沖桿早于肋沖桿從所述電容元件中移開。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于所述肋沖桿在其非壓制位置時彼此間的距離與所述肋沖桿在其壓制位置時彼此間的直線距離的比例與所述槽沖桿在其非壓制位置時彼此間的直線距離與所述槽沖桿在其壓制位置時彼此間的直線距離的比例相同。
19.如權利要求18所述的方法，其特征在于壓制過程中，所述肋沖桿和槽沖桿以一定速度移動，以使在所述元件的所述肋和所述連接部中壓制所述粉末的速率一致。
全文摘要
具有交錯對置的肋沖桿和槽沖桿的粉末壓制機以及生產具有均勻的壓制密度且無表面缺陷的電容元件的方法。
文檔編號H01G13/00GK1757084SQ200480006146
公開日2006年4月5日 申請日期2004年12月7日 優(yōu)先權日2003年12月8日
發(fā)明者杰弗瑞·P·泊爾德萊克 申請人:凱米特電子公司