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Zur Oberflächenbehandlung oder Prozessierung von elektrischen Bauelementen, wie beispielsweise Piezostacks, werden die Bauelemente beispielsweise in Horden eingelegt.
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Eine zu lösende Aufgabe ist es, eine Horde anzugeben, mit der die Umfangsflächen von elektrischen Bauelementen bearbeitet werden können, wobei möglichst wenig Verfahrensschritte erforderlich sind, die ein Umlagern der elektrischen Bauelemente erfordern.
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Die Aufgabe wird durch eine Horde nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Horde sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Es wird eine Horde angegeben, die zwei Teilhorden umfasst. Die Teilhorden bilden jeweils eine Halterung für wenigstens einen Rahmen. Die Teilhorde umgibt den Rahmen wenigstens lateral.
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In einer Ausführungsform ist der Rahmen ein fester Bestandteil der Teilhorde. Der Rahmen und die Teilhorde sind als ein einteiliges Bauteil ausgeführt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Horde ist der Rahmen austauschbar in der Teilhorde angeordnet. Der Rahmen ist vorzugsweise in einer Aufnahme der Teilhorde eingelegt und in dieser vorzugsweise temporär oder dauerhaft fixiert. Der Rahmen ist somit an das zu bearbeitende Bauelement anpassbar, beziehungsweise der zu dem Bauelement passende Rahmen ist in die Teilhorde positionierbar.
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Ein Rahmen der Teilhorde umfasst wenigstens zwei Haltevorrichtungen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform der Horde sind die Haltevorrichtungen durch vorzugsweise symmetrisch angeordnete Vertiefungen im Rahmen der Teilhorde gebildet. Vorzugsweise sind die Vertiefungen auf gegenüberliegenden Seiten auf gleicher Höhe des Rahmens angeordnet.
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Die Vertiefungen weisen vorzugsweise wenigstens eine Auflagefläche auf, wobei die Vertiefung durch wenigstens zwei ebene oder wenigstens eine gekrümmte Auflagefläche gebildet ist.
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In einer Ausführungsform der Vertiefung mit zwei ebenen Auflageflächen sind die Auflageflächen im Winkel von 90° zueinander und vorzugsweise im Winkel von 45° zur Oberkante des Rahmens angeordnet. Die Vertiefung weist hierbei im Querschnitt die Form eines rechtwinkligen und gleichschenkligen Dreiecks auf.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Vertiefungen als halbrunde beziehungsweise mehreckige Vertiefungen ausgebildet. Vorzugsweise weist die Vertiefung die halbe Umfangsform des einzulegenden Bauelements auf.
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In einer Ausführungsform weist die Teilhorde wenigstens einen Schutzsteg auf. Der Schutzsteg ist vorzugsweise zwischen zwei gegenüberliegenden Haltevorrichtungen angeordnet. In einer Ausführungsform überspannt der Schutzsteg wenigstens zwei benachbarte Rahmen einer Teilhorde.
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Der Schutzsteg ist vorzugsweise parallel zu wenigstens einer Auflagefläche der Vertiefung angeordnet. In einer Ausführungsform, in der der Rahmen dreieckförmige Vertiefungen im Winkel von 45° aufweist, ist der Schutzsteg vorzugsweise im Winkel von 45° zur Oberfläche des Rahmens angeordnet. Vorzugsweise weist der Schutzsteg eine Breite auf, die in etwa einem Drittel der Auflagefläche einer Vertiefung entspricht.
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In einer Ausführungsform sind die Schutzstege austauschbar. Die Schutzstege können aber auch dauerhaft fixiert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Schutzstege auch als elementarer Bestandteil des Rahmens ausgeführt sein und in den Rahmen integriert sein, wobei der Rahmen zusammen mit den Schutzstegen, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, als einstückiges Teil hergestellt ist.
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Obgleich nicht zur Erfindung gehörend wird des Weiteren ein Verfahren zum Sandstrahlen wenigstens eines elektrischen Bauelements angegeben, für welches sich die beschriebene Horde besonders eignet. Das Bauelement weist eine Vielzahl von Keramikschichten mit dazwischen angeordneten metallischen Innenelektroden auf. Die Innenelektroden sind abwechselnd über Metallisierungsflächen auf gegenüberliegenden Außenseiten des Bauelements elektrisch kontaktiert. Das Bauelement weist an den jeweiligen Enden jeweils einen Endbereich auf, wobei die Endbereiche wenigstens eine Keramikschicht umfassen. Die Endbereiche sind vorzugsweise frei von Innenelektroden.
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Bei dem Verfahren zum Sandstrahlen wenigstens eines elektrischen Bauelements wird eine zuvor beschriebene Horde verwendet. Das elektrische Bauelement wird in einer der Teilhorden angeordnet, wobei die Endbereiche der Bauelemente in den Haltevorrichtungen zu liegen kommen. Die zweite Teilhorde wird auf der ersten Teilhorde angeordnet. Die zwei Teilhorden werden mechanisch miteinander verbunden. Das eingelegte Bauelement wird wenigstens im Teilbereich seiner Umfangflächen sandgestrahlt.
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Das elektrische Bauelement wird während des Sandstrahlens an den Seitenflächen der Endbereiche in den Haltevorrichtungen der Teilhorden gehalten. Das Bauelement liegt mit den Endbereichen in den Vertiefungen der Haltevorrichtung auf.
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In einer Variante des Verfahrens weisen die Teilhorden Schutzstege auf, wobei wenigstens Teilbereiche der Umfangsflächen des elektrischen Bauelements mit einer Metallisierungsfläche versehen sind, die durch die Schutzstege vor dem Sandstrahlen größtenteils geschützt werden.
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Nach dem Sintern von elektrischen Vielschichtbauelementen müssen die Umfangsseiten vor dem Aufbringen der Metallisierungsflächen plan und rechtwinklig geschliffen werden. Aus diesem Zweck werden die gesinterten Bauelemente in Längsrichtung an den Umfangsflächen geschliffen. Hierbei treten während des Schleifens so genannte metallische Verschmierungen der Innenelektroden auf, welche zu elektrischen Kurzschlüssen oder elektrischen Überschlägen führen können. Zu diesem Zweck werden die Umfangflächen des elektrischen Vielschichtbauelements nach dem Schleifprozess sandgestrahlt. Durch eine zuvor beschriebene Horde können alle Umfangsseiten in einem Arbeitsschritt gesandstrahlt werden, wobei gegebenenfalls zuvor aufgebrachte Außenmetallisierungen durch einen Schutzsteg geschützt werden.
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Dadurch, dass die elektrischen Vielschichtbauelemente an den Endbereichen in den Haltevorrichtungen gehalten werden, kann ein Großteil der Umfangsflächen gesandstrahlt werden.
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Die oben beschriebenen Gegenstände und das Verfahren werden anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind schematisch und nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Elemente, die einander gleichen oder die die gleichen Funktionen übernehmen, weisen gleiche Bezugszeichen auf.
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Es zeigen:
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1 den schematischen Aufbau einer zusammengesetzten Horde, die zwei Teilhorden umfasst,
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Teilhorde,
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3 zeigt eine Haltevorrichtung einer Teilhorde,
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4 zeigt schematisch die Positionierung eines elektrischen Bauelements in den Haltevorrichtungen zwischen zwei Teilhorden.
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Die 1 zeigt eine Sandstrahlhorde 1, die zwei zusammengebaute Teilhorden 2, 2' umfasst. Jede der Teilhorden 2, 2' weist in der dargestellten Ausführungsform fünf nebeneinander angeordnete Rahmen 3, 3' auf. In der dargestellten Ausführungsform der Horde 1 weisen die Teilhorden 2, 2' mehrere parallel angeordnete Schutzstege 7 auf, die die elektrische Bauelemente in Teilbereichen der Umfangsflächen vor dem Sandstrahlen schützen.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Teilhorde 2. Die Teilhorde 2 weist einen Rahmen 3 auf, der auf gegenüberliegenden Seiten vorzugsweise auf gleicher Höhe symmetrisch zueinander angeordnete Haltevorrichtungen 4, 4' aufweist. Die Haltevorrichtungen 4, 4' sind in Form von Vertiefungen 5, 5' gebildet. Die Vertiefungen 5, 5' weisen in der dargestellten Ausführungsform jeweils zwei ebene Auflageflächen 6, 6' auf, die in einem Winkel von etwa 90° zueinander sowie in einem Winkel von etwa 45° zur Oberfläche des Rahmens 4, 4' in V-Form angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform können die Vertiefungen auch das Profil eines Halbkreises oder eines halbierten Mehrecks aufweisen. Vorzugsweise weist die Vertiefung das Profil auf, das dem halben Umfangsprofil des einzulegenden Bauelements entspricht.
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Der Rahmen 3 der Teilhorde 2 weist mehrere Schutzstege 7 auf. Die Schutzstege 7 sind im 45°-Winkel zur Oberfläche des Rahmens 3 angeordnet. Die Schutzstege 7 sind auf den Auflageflächen 6, 6' angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schutzstege 7 im oberen Drittel der Auflagefläche 6, 6' einer Vertiefung 5 der Haltevorrichtung 4 angeordnet. Die Schutzstege 7 überspannen in der dargestellten Ausführungsform wenigstens zwei benachbarte Rahmen. In einer Haltevorrichtung 4, 4' ist ein elektrisches Bauelement 8 angeordnet. Das elektrische Bauelement weist Endbereiche 12, 12' auf, die in den Vertiefungen 5, 5' der Haltevorrichtung 4, 4' eingelegt sind. Das elektrische Bauelement weist eine Vielzahl von Keramikschichten 9 auf mit dazwischen angeordneten metallischen Innenelektroden 10. Die Innenelektroden 10 sind abwechselnd über Metallisierungsflächen 11 auf gegenüberliegenden Außenseiten des Bauelements 8 elektrisch kontaktiert. Die Metallisierungsflächen 11 sind zumindest teilweise durch den Schutzsteg 7 geschützt.
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3 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Haltevorrichtung 4 im Rahmen 3 einer Teilhorde 2. Die Haltevorrichtung 4 ist durch eine Vertiefung 5 im Rahmen 3 gebildet. Die Vertiefung 5 weist Auflageflächen 6, 6' auf, die im Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Die Auflageflächen 6, 6' sind im 45°-Winkel zur Oberfläche des Rahmens angeordnet. Auf wenigstens einer Auflagefläche 6, 6' ist ein Schutzsteg 7 angeordnet. Der Schutzsteg 7 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Breite auf, die etwa ein Drittel der Auflagefläche 6' der Vertiefung 5 entspricht.
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4 zeigt schematisch die Positionierung eines elektrischen Bauelements 8 zwischen zwei Teilhorden 2, 2'. Das elektrische Bauelement 8 ist in den Haltevorrichtungen 4, 4' der Rahmen 3, 3' der Teilhorden 2, 2' eingelegt. Die Seitenflächen des elektrischen Bauelements 8 liegen zumindest mit den Endbereichen 12, 12' in den Vertiefungen 5, 5' der Haltevorrichtungen 4, 4' auf. In der dargestellten Ausführungsform weist die Vertiefung 4, 4' Schutzstege 7 auf. Die Schutzstege 7 sind jeweils an einer Auflagefläche 6, 6' der Haltevorrichtungen 4, 4' angeordnet. Das elektrische Bauelement 8 wird im Bereich der Endbereiche durch die Haltevorrichtungen 4, 4' in den Teilhorden 2, 2' gehalten.
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Es ist prinzipiell möglich, dass die Horde halbkreisförmige Haltevertiefungen aufweist beziehungsweise anderweitig geformte Vertiefungen aufweist, die als Auflage für zylinderförmige beziehungsweise anderweitig geformte Bauteile geeignet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Horde
- 2, 2
- Teilhorde
- 3, 3'
- Rahmen
- 4, 4'
- Haltevorrichtung
- 5, 5'
- Vertiefung
- 6, 6'
- Auflagefläche
- 7, 7'
- Schutzsteg
- 8
- Bauelement
- 9
- keramische Schicht
- 10
- Innenelektrode
- 11
- Metallisierungsfläche
- 12, 12'
- Endbereiche des Bauelements 8
