DE1639324A1

DE1639324A1 - Aufbringungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1639324A1
Application number: DE19681639324
Authority: DE
Inventors: Klein Gerhart Paul
Original assignee: PR Mallory and Co Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1967-02-01
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1971-02-04
Also published as: GB1221215A; GB1221214A; US3456694A

Description

Dipl.-lstg. Egen Prißs I b ^ " O £ H-

Dr. Ger&rod Heuser βοοο Msnef_ä*B a©, 3O₀JaHUaZ" 19.68

DipL-lng. Gottfried Leiser Em.bT_e.r»tra_Me ι?

Patentanwälte

Telegramms: Labyrinth München

Telefon: 83 15 10 ABSCHPlIJPS

Poiiidieckkonto: MOndien 117078

P 16	AU	324.1-33	1	BIG
P.K.H		,OEf & OU		100
Un s ar	1 oil en M.

ι,U.A. Ui

Ea ist "b&]iaas.tj äaß fest® Elelrtrol^-ölsoiiösasa-uorv::;! :j-3.ih ν er«- söliiedensii Hethoden hergeetellt weröoa Isöi weise kann eine vorliertiestimiate Hang© eis.®s Metallp'alTera, beispielsweise Santalj Sl^ko ITiob oder Sitan, zu einer gewünschten Dicht© "verpreBt tanä anschließend unter Gewirniurig einer gesisaisirtea porösen Anodenmasse gesintert werden· Außerdem Ts&nn öle Anoäenraasae unter Verwendung eineβ flüchtigen Bindemittels hergestellt werden, wobei eine Anodenmasse erhalten v/ird, die eine Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden Poren aufweist. Auf dem fumbildenden Material wird unter Anwendung einer der bekannten Elektroabscheidungsverfahren sowie unter Verwendung eines Elektrolyten aus einer wässrigen Lösung aus einem Borat, einem öitrat AB/tß einem Succinat, einem Tartret,Oxalsäure, Sohwefelsäure,Phos?

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phorsäure oder Chromsäure ein Oxydfilm gebildet. Der Oxydfilm v'eist asymmetrische leitende Eigenschaften auf und dient als Dielektrikum für den Kondensator. Über der Oxydschicht wird ein Überzug, beispielsweise aus Mangannitrat, aufgebracht und auf pyrolytischem Wege in eine halbleitende Schicht aus Manganoxyd umgewandelt· Anschließend wird ein elektrisch Ie itendes Material,, wie beispielsweise ein Graphit-cd er Silberanstrich, auf die halbleitende Schicht aufgebracht« Sie halbleitende Sohioht sowie der elektrisch leitende Überzug dienen als Kathode. Die poröse Masse dient als Anode cles ICondensstora. Nachdem die Anoöj 'die die Eathoäe mit elektrischem isi'fengei: verbunden v;c"-"--:.ti ai.-?^₅ VTirä der feste Elelrcrolytkona stator in zweckmäßiger Ye^z^ in einem Metallgehäuse verschloss?::, oder in einem ^^i^o^vfi. .r.^c eingebettet *

I^ ■- Λ «i· ;> 1ι.νώ'^:&ΐΐ£:^€:3ΐβ11ΐ_ϊ <iaJi f*-ste Zv.r-rtr.-lv+z k -.:_■' ir;·, '-λ :.i oll 3rd: £ ie ¥eiae nerf. sst^llt ¹VrI¹Se:! kSnnejij daß ein :?:iv.:.:.-> "^: .■;:-liibxlSenies Metallpnl^i,:^s ar.i e:ii"?r ^lie abgelagert ν;,rί, .■■".- -,»li dem gleichen f:'.lmbil5enden 1Ιβ"ε11 hergestellt wii:I_t VÄVi"■:'* öas Metallpiilver unt^:" Bilöia.g ^iiies festen Pel'j,■*'*.f, _f αεί; jait der Folie verbunden ±ετ, gesin^ert wird, Auf den? !folie nnä dem Pellet, welche die Anode bilden, wird ein cü-alektrisoiisr Film gebildet, wenn Folie und Pellet einem Elektro-AbacheidungsYerfahren unterzögen werden· line halbleitend© Schickt sowie ein elektrisch leitender überzug werden in der vorstehend beschriebenen Weise zur Bildung der Kathode des Kondensators zugegeben. Der Kondensator wird mit leitungen verbunden und in geeigneter Weise eingekapselt.

Das kontinuierliche Herstellungsverfahren, das nachstehend alä "Pulver-auf Polie"-Methodβ bezeichnet wird beseitigt die Verarbeitungsprobleme, die bei der Herstellung kleiner fester

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Elektrolytkonäensatoren auftreten· Die ^!lPulver-auf folie"-Hethode zur Her stellring kleiner fester Kondensatoren setst erheblich die Bearbeitung der einzelnen Kondensatoren im 7ergleich zu der Bearbeitung herab, die bei der Herstellung fester Elektrolytlconelensatoren unter Verwendung gesinterter Anodenmassen erforderlich ist. Es vnirde ferner gefunden, daß durch das Weglassen des Terpressens sowie die Hichtverwendimg des Bindemittels in merklicher Weise die Qualität der festen Elektrolytkondensatoren erhöht wird. Die "Pulver-a uf-Foiie"-Kondensatoren können in sicherer und zuverlässiger Weise bei einer höheren Elektro-Abscheidungsspannung als die Kondensatoren verwendet werden, die nach den vorstehend erwähnten Methoden unter Verwendung einer gesinterten Masse hergestellt werden.

Bisher wurden "Pulvsr-atif-Folie"-Kondensatoren dadurch hergestellt, daß eine vorherbestimmte Menge einer Aufschlämmung aus einen Heta 11 ulver viiä einer Trägerflüssigkeit auf eine filmbildende Iletallfolie gegeben wird, dieb it Einkerbungen oder Einschnitten versehen ist, um die Aufschlämmung an bestimmten Stellen der jpolie su lokalisieren»und festzuhalten«, Wie vorstehend erwähnt, müssen das Metallpulver und die Metallfolie aus den gleichen filmbildenden Material bestehen. Die !Folie, auf welcher die Aufschlämmung abgelagert ist, wird in ihrer Gesamtheit verarbeitet, wobei die einzelnen Kondensatoren in der letzten Pabrikationsstufe der einzelnen Kondensatoren voneinander getrennt v/erden. Man sieht, daß durch die geschilderte Methode das Ausnaß der Bearbeitung der einzelnen Kondensatoren während der Herstellung herabgesetzt wird und eine Verschiiutzung ira wesentlichen vermieden wird. Außerdem besteht nicht ruehr die Ht glichkeit einer Struktur Schädigung während der Hersteirung, im& swar infolge des Wegfalls der Stufen des Yerprensens 'inä äer Zugabe des Bindemittels zu dem Pulver vor des Sintern,

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Die Aufbringung der Aufschlammungströpfehen, die ein reproduzierbares vorherbestimmtes Verhältnis von Metallpulver zur (Drägerflüssigkeit sowie ein im wesentlichen gleichmäßiges Gewicht besitzen und mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit auf ein sich bewegendes Metallband aufgebracht werden, gestaltet sich schwierig und stellt eine Quelle für mögliche Ungleichmäßigkeiten des Kondensators sowie für Störungen des Konden-) sators gegenüber anderweitig zufriedenstellend arbeitenden Kondensatoren dar, wenn die Aufschlämniungströpfchen nicht in geeigneter V/eise auf die sich bewegende Metallfolie aufgebracht werden.

Durch die vorliegende Erfindung werden die vorstehend geschilderten. Probleme beseitigt, indem eine Aufbringungsvorrichtung verwendet wird, welche ein Kapillarrohr mit einer abgeschrägten Düse besitzt, Vielehe die Aufsclilämmungströpfchen mit im wesentlichen gleichmäßigem Gewicht und einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit, die gegebenenfalls variiert v/erden kann, aufbringt. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung dieser Aufbringungsvorrichtung der Gewichtsprozentsatz des " Metallpulvers, das in dem Aufschlämmungströpfchen enthalten. ist, reproduzierbar ist, wobei die Geschwindigkeit, mit welcher die Aufsclilämmungströpfchen von dem Kapillarrohr in Freiheit gesetzt werden, gleichmäßig gehalten werden kann oder gegebenenfalls innerhalb eines bestimmten Bereiches variiert werden kann, nachdem die Aufschlämmungströpfchen in entsprechenden Einkerbungen in dem Metallfolienband abgelagert worden sind, setzt sich das in den einzelnen Aufs cn lämmungs tröpfchen enthaltene Metallpulver in der !Flüssigkeit ab, was die ITaß-Verdichtung des Metallpulvera zu einem feuchten Pressling mit hoher Dichte zur Folge hat. Die Rass-Verdiclitung des Pulvers erzeugt ferner einen feuchten Pressling mit einer im wesent-

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liehen gleichförmige?! äußeren Oberflächen so #aS Irg'iiw .!ose& Teilchen vorliegen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung lsi Gis 8eäEifesg 'ΰΐτ^ι AufbringungsvorriGhtu&g, duroli welcÄe üIq 'TossteuiaiKi us£3li.ri"

a I ß Si f^* 'V E st'- ^tieJ f ι "■'' i·^ LA. * ' Ί i t i " S-" $ i F " Λ- Γ*·· ι* ϊ J) t * · ί ■ Ϊ »* i / * ⁿ ■ ■ '·■.-":■^r ; - ' ß f ä « ' -- · /- '-; ^L' '-/ ■ ~ .'-" ^; '■

tröpfchen ελ,-σ ^Ιϊ;3ώ l-Ietallpiilirsr und gxh-ä:? rlüssigteit m:'.t κι,-^ντη im 'Ji8 3 θ nt liehen einLeitlichsri Gewiaivö Ώλ'ϊ -Iy^p ρ:·?,·Λ"^;':ί3ΰη ί.::^?--

s^qIIo-ii Ginsn in^ag^alsii Seil ΐί.::·-·¹:" kosi^^i^iciCiali^^ e rf ahrens L;;:r Hera¹·; 3 llung eiaes ua,© nd 1 i ο"''■;·.: i AnotezLßKr'-we xiir-

AnfbrinGusiÄS'ifGi^s/i.oiit'inp' ks,nn in Q5rskt©i/ Ή'^ι.ον siiiö \*Gscii/iii^- bsstimmte' Keiige eines filiabildenden mstallis.eiiöij PulvGr-s- ωλ::,£ ein filabildeudes Metallband aufgebraöht wsz'äon-, tjobi:. äa.s PnI-^r und das Band derart zusammenarbeiten» daß eis.® a,eoö3 siiies ll€ktrolytkondensators gebildet wird. Die QzfiziaM'ügsgoirMB® £ufb^iii« gungsvor-richtung besteht aus einem Kcipitlzwoh,^_s uoooi die Öffnung des Kapillarrohrs eine nichfbsn-atsna^e Düss emfwoist« deren Durchmesser 2540 M (100 mils) nicht ücerst-eigtj so da£ die Aufschläiamung8tröpfchen, welche von der Aufbringmigsvorrichtung freigegeben werden, ein im wesentlichen siiihsitliches Gewicht besitzen. In der erfindungsgemäßen Aufbringungsvorrichtung wird eine Vibrationseinrichtung verwendet, um zu gewährleisten, daß eine Aufschlämmung mit ainer vorherbestimmten Menge eines Metallpulvers freigegeben wird. Diese Aufbringungsvorrichtung zeichnet sich durch ein© besondere Einfachheit aus und arbeitet infolge einer kompakten Konstruktion^ die ein Minimum an Teilen aufweist_? sehr suverlässigo BIe gemäße Aufbrir-guiisavorrichtung ist mit einewi photoo!

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E'seiiermigeorgaa. verseilen, duroL velches ά^£ 2anö in regulier "ar-sr Weiss 'bewegt wird, ziaoliässi axe AufscfcliimTiZLgstropfChan auf «5,3 3h.z1 aufgagsfcaji warder sind» Di-ss A*afcringungsvorrio/'tung 1Ot sioh 'Ui sir>iaor-:; "~Iea lirter geringen Kosten L?"/itslle;.!λ Sie arbeitet ir. --rsx^sr und sirrs-rlLssiger Weise·

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ansäüiit" . sines Espillarrofcri? :'.,'..'j eines⁵ Vijlsahl τοη Kanälen«

Pigur 5 gibt eine atrfccmstisoiio A^ffcringnngsTorriclitung wieder^ in der die Grundprinzipien der vorliegender* Erfindung verkörpert sind ·

figur 6 seigt eine aridere autoiiatiselie Aufbringuagsvorrichtung_s in welcher ebenfalls die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert amcU

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie liethoden zur Aufbringung einer Aufschlämmung aus einem Metallpulver und einer Eregerflv.ssigkeit in Porin integraler Tröpfchen nit einem im wesentlichen gleichmäßigen Gewicht. Ein Gehäuse enthält die AiifschlrsiMung aus dem Metallpulver und der Trägerflüssigkeit miß weist ein Eapillarrohr auf, das sich in Abwärtarichtung von dem Gehäuse weg srstr-eokt. Das Kapillarrohr weist sine abgeschrägte Düse und einen Kanal auf, der sich längs der Düse erstreckt und einen vorherbe stimmt en Durclimesser "besitzt. Der Durchmesser ä es Kanals "bestimmt an seinem Austritt aus der Düse des Kapillarrohrs das Gewicht der einzelnen Tröpfchen aus dem Metallpulver unä der Srägerflüssigkeit, die an der Büse des Kapillarrohre gebildet werden, sofern die Düse aus einem "benetzbaren I-iaterial, wie beispielsweise Glas, besteht. Eine "Vorrichtung ist vorgesehen, ism eine innen gegen die Aufschlämmung wirkende Kraft auszuüben, tun die Aufschlämmung in Porm von Tröpfchen nit eines voriierbestiKmten Gewicht und eijier vorlierbestinnten Gesöhwinäiglreit aufzubringen.

In der Figur 1 wird die Aufbringungsνorrichtung durch die Besugszahl 10 geliennzeiciinet« Sie Aufbringiingsvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 11, das aus irgendeinem geeigneten federnden Material, wie beispielsweise Polyäthylen o.dgl.,besteht. Das Gehäuse ist zusammendrückbar, falls ein nach innen gerichteter Druck segen die Seitenwande 12 und 13 des Gehäuses in der durch die Pfeile 14 \mä 15 angegebenen Richtimg ausgeübt wird· Es ist darauf hinzuweisen, daß die inneren Abmessungen des Gehäuses durch die Einwirkung des naoh innen wirkenden Druckes verkleinert werden, so daß das Yolxiiaen, welches durch die inneren Abmessungen des Gehäuses festgelegt ist, verkleinert wird. Das Gehäuse weist ein verschlossenes Ende 16 und ein"offenes Ende auf. Das offene Ende des Gehäuses ist ein Teil eines Ansatzes der zur Verengung des offenen Endes 17 auf eine derartige Ab-

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messung dient, die wesentlich geringer ist als der Durchmesser des Hauptteiles des Gehäuses. Der Ansatz "besteht aus einem im wesentlichen kontinuierlichen SchrauTDengeviin.de 19 auf der äußeren Oberfläche des Ansatzes, wie aus Figur 1 hervorgeht.

Das Gehäuse weist fe: ner eine Einrichtung 20 auf. Die Einrichtung 20 besteht aus einem Kapillarrohr 21, das im wesentlichen nahe dem offenen Ende 17 des Gehäuses verwendet wird. Die Einrichtung 20 besteht aus einem Mutterteil 22, das ein kontinuierliches Schraubengewinde 23 aufweist, welches mit dem Gewinde auf dem Ansatz des Gehäuses zusammenpaßt· Die Einrichtung 20 weist eine im wesentlichen konusähnliche Aussparung 24 auf, · wie aus der Figur 1 hervorgeht. Die konusähnliche Aussparung besteht aus einem Rand 25, d er auf das äußerste Ende des Ansatzes anstößt, so daß die Einrichtung 20 auf dem Ansatz des Gehäuses fest aufsitzt. Das Kapillarrohr 21 bildet mit der Einrichtung 20 ein. Ganzes und ragt in axialer Richtung aus dieser heraus. Das Kapillarrohr besteht aus einem axialen Kanal 26, der aus 2 verschiedenen Abschnitten besteht. Der Abschnitt 27 des Kanals 26 besitzt einen im wesentlichen größeren Durchmesser als der Abschnitt 28 des Kanals. Der Abschnitt 28 des Kanals befindet sich innerhalb der Düse 29 des Kapillarrohrs. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Düse 29 des Kapillarrohrs eine konische Form besitzt. Die Figur 2 zeigt deutlicher die Ausgestaltung des Kapillarrohrs. Die Einrichtung 20 kann aus jeden geeigneten festen Material, wie beispielsweise Glas, Kunststoff o. dgl., bestehen·

Eine Aufschlämmung 30 wird durch Vermischen eines filmbildenden Metallpulvers in einem geeigneten flüssigen Träger hergestellt. Das filmbildende Metallpulver kann aus Tantal, Zirkon,Aluminium, ITiob oder Titan bestehen. Die Trägerflüssigkeit kann aus destilliertem Wasser oder aus Wasser, vorm.seht rit Glykol o.dgl.,

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bestehen. Die Flüssigkeit ο-: er der flüssige !Träger wird je nach, seiner Viskosität, Oberflächenspannung sowie der Leichtigkeit der Entfernung "von dem Metallpulver ausgewählte IiK. Beispiel für eine Aufschlämmung 30, die innerhalb des Gehäuses 11 enthalten ist, ist eine Aufschlämmung, die aus ungefähr- 50 g Tantaljulver, 'welches gründlich mit ungefähr 20 g destillierten Wasser unter Verwendung irgendeiner geeigneten Einrieiitung sum Rühren der Mischung, so daß eine gleichmäßige Aufschlämmung gebildet vd.ro, besteht« Das Gehäuse 11 einsehließlieh dsi Einrichtung 20 yird in el ie durch Figur 1 wiso.<sr gegebene Stellung gebracht. Haeh einigen nicht kontrollierten Entladungen der Aufschlämmung 30 wir-ά durch den auf dis Aufechläasroiig iKiierhal'b des Gehäuses und durch den Kanal in dem Eapillars¹ ohr ausgeübten Druck ein Gleichgewichtszustand erreicht₅ so daß öer Best der Aufschlämmung innerhalb der durch das Gehäuse gegebenen Abgrenzung bleibt, und sv/ar auch dann, wenn das.Gehäuse in dar durch Figur 1 wied eingegebenen umgekehrten Stellung gehalten vriz-ö..*

Wie aus Figur 1 zu ersehen, ist, neigt das Metallpulver dazu, sich in dem umgekehrten Gehäuse abzusetzen und, wie durch «3is Be« zugszahl 40 wiedergegeben, eine Säule aus einem feuchten Pulver zu bilden. Die Hauptmenge der Trägerflüssigksit 41 steigt zu den ob .ren Stellen des umgekehrten Gehäuses empor· Beim Ausüben einer Kraft gegen das Innere des Gehäuses, wie durch die Pfeile 14 und 15 in Figur 1 gezeigt wird, wird das Volumen des Gehäuses entsprechend vermindert. Der auf die Metallpulversäule sowie auf die Trägerflüssigkeit innerhalb des Gehäuses ausgeübte Druck ist nun größer als der Druck, der auf die Aufschlämmung durch den Kanal in dem Kapillarrohr ausgeübt wird* so daß die Trägerflüssigkeit gezwungen wird, die Metallpulverkolonne zu durchwandern und die Aufschlämmung durch den Kanal in dem Kapillarrohr verdrängt wird. Eine hängende Masse der Aufschlämmung erscheint bei der Düse des Kapillarro&ra und wird nach.

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dem Erreichen eines vorherbestimmten Gewichts von der Düse des Kapillarrohrs ala Tröpfchen 31? das sich aus einer Aufschlämmung aus Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit zuseouensetEts abgetrennt. Die Masse der 4ufeehlämmung, die an dein Sails ües Kapillarrohrs hängt, vr ird ala hängender Tropfen bezeichnet*

Das iüröpfolisn 51 fällt auf das Ifefcallfoltenlsand 42, das sich αΐ:.'··ίΐΓ.·5 untsi'halb ö.er Düse des Kapillarrohre fcafindet. Auf dem Bc₄IiU 4-2 ai-'iKt das Tröpfchen eine häßjslliptis-ohe Form 31 ' an. Die 7?olis enthält "Vertiefungen oder 3inlrerliimgeia(nicht geseigt), Hü- ülb T^optohen in vorherbsati^mröer Vieiae auf der Folie su leitellsiere.ru Die Polie 42 wird in Eichtuiig ies Pfeiles? 43 durcv. ei»i'3 nicht gssseigte geeigii£i;s Einrieirfcuiig, beispielsweise di-rcli ein I?öräerband o.dgl., be-wegte

Wie fej.'sieJitliGli, v/erden dann häiigend-e Aufsclilämiaungströpfchen aii Q er Düse «es Kapillarrohre a gebildet und 1-3 tätlich als Aufsc-hläEBnu:ag3bi7Öpfchen abgeschieden, wie durch Pigur 1 geseigt wird j wenn kein Druckausgleich vorliegt, d.h. wenn das Gewicht der iUifschlämmimg nicht durch den. außerhalb dea Gehäuses herrschenden Druck ausgeglichen wird. Das Gewicht des Aufschlämmungatröpfchens ist proportional der Oberflächenspannung der Aufschlämmung aowie dem Radius dea Kapillarrohre. Beateht die Düae des Kapillarrohre aua einem benetzbaren Material, wie beiapielsweiae Glaa» dann breitet aich die Aufschlämmung über den äußeren Teil der Düse des Kapillarrohres aus, wobei ein viel größeres und daher schwereres Aufschlämmungatröpfchen gebildet wird, ala dies dann der Pail ist, wenn die Düae des Kapillarrohrs aua einem nichtbenetzbaren Material beateht, wobei in diesem Palle der innere Radius der Düse die Größe und damit daa Gewicht dea Aufschlämmungatropfchena bestimmt. Dies setzt natürlich voraus» daß die Oberflächenspannung der Aufschlämmung konstant bleibt.

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Die Figur 2 zeigt ein Kapillarrohr, das aus GIaa hergestellt ist. DasGlaskapillarrohr ist benetzbar, so daß sich folglich ein hängender Tropfen über im wesentlichen dem ganzen Teil 32 de:?· Düse des Kapillarrohres ausbildet. Man sieht, daß der äußere Kadius der Düse das Gewicht des hängenden Tropf ens unmittelbar vor seiner Abtrennung von dem Kapillarrohr bestimmt. Der Tropfen 31» der in der Figur 2 gezeigt wird, wiegt ungefähr 100 ng.

Die Figur 3 zeigt ein Kapillarrohr 21' und eine Düse 29'» die Li it einer Hülse 33 versehen ist, welche aus einem geeigneten nichtbenetzbaren Material, wie beispielsweise einem Kunststoffmaterial, das unter dem Warenzeichen Teflon verkauft wird, besteht. Man kann auch ein Material verwenden, das nit einem "IlTV-Suikonkautsch.uk überzogen ist. Das Kapillarrohr in Figur 3 bildet einen hängenden Tropfen, dessen Gewicht durch den Radius des Kanals 26' in der Düse des Kapillarrohrs bestimmt wird. Ss hat siel: herausgestellt, daß eine Aufbringungsvorrichtung mit einer nichtbenetzbaren Düse nicht mehr zufriedenstellend arbeitet, wenn der Eadius des Kanals ungefähr 1270/u (50 mils) übersteigt. Das von dem durch Figur 3 wiedergegebenen Kapillarrohr abgetrennte Tröpfchen wiegt ungefähr 30 mg.

Größere Tröpfchen können durch Verwendung eines Kapillarrohres 34 aus Glas nit einem axialen Kanal 35, der in 2 Teile oder Abschnitte (vgl. Pigur 4) aufgeteilt ist, erhalten werden. Der erste Abschnitt 36 liefert die Aufschlämmung zu einem zweiten Abschnitt 37, der in 4 getrennte und voneinander verschiedene Kanäle aufgeteilt ist. Die 4 getrennten Kanäle fördern, das Aufschl:".nnungs:natorial zu der Düse, wobei ein einziger hängender Tropfen gebildet wird, der gegenüber dem Gewicht des hängenden Tropfens, welcher durch das in Figur 1 gezeigte Kapillarrohr gebildet wird, ein erhöhtes Gewicht besitzt. Man sieht, daß das Gewicht den Aui'c lil-'mi.iungstropfchens in hohem Ausmaß von der Geometrie der Dr se sowie von der Tatsache bestinnt wird, ob die

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Düse durch die Aufschlämmung "benetzbar ist oder nicht.

Die Geschwindigkeit, mit welcher hängende Tropfen an der Düse des Kapillarrohrs gebildet werden, ist proportional der Geschwindigkeit, mit welcher ein Druck gegen die Seitenwinde des Gehäuses ausgeübt wird. Dies setzt voraus, daß kein zusätzliches Pulver und/oder Trägerflüssigkeit in das Gehäuse eingefüllt werden.

Wird eine zusätzliche Trägerflüssigkeit in das Gehäuse eingeführt, dann ist axe BiIdungsgeschwindigkeit des hängenden Tropfens proportional der Geschwindigkeit, mit welcher die Trägerflüssigkeit in das Gehäuse eingeführt wird, vorausgesetzt, daß kein äußerer Druck auf das Gehäuse ausgeübt wird. Die Aufbringung der Aufschlämmung kann derart durchgeführt v/erden, daß relativ trockene oder relativ feuchte Tröpfchen erhalten werden. Es hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis von Metallpulver zu Trägerflüssigkeit in den Tröpfchen in direktem Verhältnis zu der Länge und dem DtJchmesser des Kapillarrohrs steht. Zusätzlich hates sich herausgestellt, daß je kürzer die Länge des Kapillarrohrs für einen gegebenen Durchmesser ist, desto geringer der Wassergehalt innerhalb der einzelnen Aufschlämmungströpfchen ist. Es wurde festgestellt, daß eine Kapillarlänge von ungefähr 5 mm bis ungefähr 200 mm ein Aufschlämmungströpfchen mit einem Wassergehalt von ungefähr 8 bis 15 Gew.$. bezogen auf das Aufschlämriungströpfchen, liefert.

Die Figur 5 zeigt eine automatische Vorrichtung zur Axxfbringung einer Aufschlämmung 30' aus einem filmbildenden Metall 40' und einer Trägerflüssigkeit 41 '· Ein Gehäuse 50, das aus irgendeinem geeigneten Material, wie beispielsweise Glas o.dgl., besteht, setzt sich aus einem ersten offenen Ende 51 und einem zweiten offenen Ende 52 zusammen. Das Ende 51 weist einen Flansch

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53 auf, der mit einem Gewinde 54 versehen ist, das mit einem entsprechenden Gewinde 55 im Eingriff steht, welches auf dem Plansch 56 ausgebildet ist, der mit dem Beschickungsrohr 57 eine Einheit bildet. Eine Abdichtungseinrichtung 58, und zwar eine Dichtungsmanschette o.dgl., wird zur Erzielung' einer dichten Abdichtung zwischen den Flanschen 53 und 56 verwendet. Ein Sperrhahn 59 o.dgl. ist quer zu dem Beschickungsrohr 57 angebracht, um ein Einfließen der Aufschlämmung in das Gehäuse 50 zu ermöglichen. Wie bereits erläutert, richtet sich die Geschwindigkeit, mit v/elcher hängende Iropfen gebildet werden, in hohem Ausmaße nach der Fließgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit in das Gehäuse.

Das Gehäuse besteht aus einem Ansatzteil 60, der das offene Ende 52 abschließt. Der Ansatzteil 60 besteht aus einem Flansch 61 mit einem Gewinde 62. Der Ansatzfeil lesitzt ferner einen Absperrhahn 63» um das Fließen der Aufschlämmung durch den Ansatzteil des Gehäuses in Gang zu setzen bzw. zu beenden.

Das Gehäuse weist ferner eine Einrichtung 20" auf. Die Einrichtung 20" besteht aus einem Kapillarrohr 21", das zum Verschließen des offenen ΕηαΦ des Ansatzteiles verwendet wird. Eine Abdichtungseinrichtung 64, wiü sie durch Figur 5 gezeigt wird, wird verwendet, um eine geeignete Abdichtung zwischen dem Ansatzteil und der Einrichtung 2,0"zu ermöglichen. Die Einrichtung 20" besteht aus einer im wesentlichen konusähnlichen Aussparung 24"» die dem Zweck dient, die Aufschlämmung zu dem Kanal 26" in dem Kapillarrohr zu leiten. Der Kanal ist in 2 getrennte Abschnitte aufgeteilt. Der Abschnitt 27" des Kanals besitzt einen wesentlich größeren Durohmesser als der Abschnitt 28". Der Abschnitt 28" des Kanala ist im allgemeinen innerhalb der Düse 29" des Kapillarrohra angeordnet. Wie aus Figur 5 hervorgeht, besteht die Düse des Kapillarrohrs aus Glas, Wie

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vorstehend erwähnt, richtet sich das Gewicht des hängenden Aufschlämmungstropfens nach dem äußeren Radius der Düse des " Kapillarrohrs, da die Düse aus einem benetzbaren Material, beispielsweise Glas, besteht.

Eine Einspritzpumpe 70 ist mit dem Gehäuse 50 der Aufbringungsvorrichtung über irgendeine geeignete Ieitungseinrichtung 71» beispielsweise ein Rohr o.dgl., verbunden. Die !Frequenz, mit welcher hängende Tropfen an der Düse des Kapillarrohrs gebild et'werden, hängt weitgehend von dem ]?luß der Träger flüssigkeit in das Gehäuse ab. Die Einspritzpumpe erzeugt einen im wesentlichen gleichmäßigen Fluß der Tragerflüssigkeit mit einer be-. stimmten Geschwindigkeit. Die Fließgesehwindigkeit des Trägers in das Gehäuse' kann von einigen Millilitern pro Stunde bis zu einigen Hundert Millilitern pro Stunde durch einfache Änderung der Kolbengeschwindigkeit der Einspritzpumpe variiert werden.

Eine Vibratoreinrichtung 90 ist mit dem Gehäuse über einen geeigneten Arm 91 verbunden, der fest mit der Vibratoreinrichtung und dem Ansatz des Gehäuses in Verbindung steht. Die Vibratoreinrichtung besitzt einen Schwingungshub, der im wesentlichen dem Durchmesser der größten Metallteilchen des Metallpulvers in der Aufschlämmung äquivalent ist. Die Größe des Hubs soll derartig beschränkt sein, daß nicht das Kapillarrohr in störende Schwingungen versetzt wird, so daß der gleichmäßige lluß der Aufschlämmung durch das Kapillarrohr beeinträchtigt wird.

Eine photoelektrische gontrolleinrichtung 80 wird verwendet, um automatisch den filmbildenden Metallfolienstreifen 81 beispielsweise nach der Unterbrechung einea lichtstrahles mittels eines einzigen Aufschlämmungstropfchena 31 oder nach der Unterbrechung durch eine vorherbestimmte Anzahl von Aufschlämmungs-

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tröpfchen weiter-zu bewegen. Die Einschaltung einer Einrichtung zur Verzögerung der Bewegung des Folienstreifens bis eine vorherbestimmte Anzahl von Tröpfchen auf. dein Folienstreifen abgelagert ist ermöglicht die Aufbringung einigerTröpfchen auf der gleichen Stelle der Folie oder die Aufbringung eines Vielfachen des gewünschten Tropfchengewichtes.

Die piiotoelektrische Steuerungsvorrichtung 80 besteht aus einer Lichtomissionsquelle 82 und einer durchlöcherten Platte 83» um die Lichtstrahlen von der Lichtemissionsquelle auf eine ■/Lio to empfindliche Zelle 84 au richten, die nicht gezeigte Einrichtunken zur Vorwärtsbewegung des Folienbandes nach einer bestii.iiaten Zeit, na und en das Licht, welches auf die photoempfindliche Zelle auftritt, durch das Fallen eines Aufschiämmungstropfchens unterbrochen worden ist, in Gang setzt.

Die Figur 6 zeigt eine andere automatische Vorrichtung zur Aufbringung einer Aufschlämmung 30" aus einem filmbildenden Metall 40'und einer Trägerflüssigkeit 41". Die Aufschlämmungs-AufbringUiJgsvorricLtung wird mittels eines Ständers 150 in Stellung gehalten. Das Gehäuse 100 besteht aus irgendeinem geeigneten Material, wie beispielsweise Glas o.dgl. . Das obere Ende i'-es Gehäuses steht in inniger Beziehung nit einer Einrichtung 130. Eine Abdichtungseinrichtung 102, "beispielsweise ein O-Abdicl.tungsring o.dgl., wird r-.ur Schaffung einer dichten Abdichtung zwis -hen der Einri-.-htung 130 und dem oberen Ende des Gehäuses verwendet. Eine Einrichtung 103, wie beispielsweise eiii:e Klampe o.dgl., wird verwendet, um einen ausreichenden Dru:]: auf diese Verbindung auszuüben, so daß eine dichte , Abdichtung erzielt wird. Die Einrichtung 130 besteht aus den Rohren 131 und 132. Das Rohr 132 erstreckt sich unterhalb der Abdic-itrn sei]iricl:tung 102 und wird verwendet, um die Entfer-

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nung der Trägerflüssigkeit, wie "bei spiels v/eise Wasser, deren Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Abdiohtungseinrichtung steht, bevor die Einrichtung 130 aus ihrer Stellung bezüglich des Gehäuses, wie in Figur 6 gezeigt wird, entfernt wird, zu erleichtern. Ein Absperrhahn 104 ist in das Rohr 152 eingesetzt, so daß das Rohr gegebenenfalls geöffnet und geschlossen werden kann. Das Rohr 131 wird verwendet, um das Gehäuse mit der Trägerflüssigkeit 41" zu versorgen. Eine Absperrvorr ichtung Io5 wird in Verbindung mit der Absperrvorrichtung 104 verwendet, um das Gehäuse mit der TrägerflüssigMLt zu füllen, ohne dabei Luft einzuschließen. Wie vorstehend erwähnt, hängt die Geschwindigkeit, mit welcher hängende Tropfen gebildet werden, in weitem Ausmaße von der Fließgeschwindigkedt der Trägerflüssigkeit in das Gehäuse ab.

Das Gehäuse besteht aus einem Ansatzteil 107» der in einem offenen Ende ausläuft. Der Ansatzteil 107 erstreckt sich einige cm von dem ersten Teil des Gehäuses weg, wie aus Figur 6 zu ersehen ist. Das untere Ende des Ansatzteils wird mittels einer Einrichtung 133 verschlossen. Das untere Ende des Ansatzteils weist ferner eine Vielzahl von öffnungen 134 auf, die an der Seite des Ansatzteils ausgebildet sind, durch welche die Aufschlämmung 30" fließt. Die durch die Öffnungen 134 fließende Aufschlämmung hält einen konstanten Spiegel aufrecht, und zwar unabhängig von dem Pulverspiegel in dem Gehäuse. Der Ansatzteil 107 ragt in das Verteilerrohr 106 hinein und befindet sich in einem bestimmten Abstand von der inneren Wand des Verteilerrohres, wie aus Figur 6 hervorgeht.

Ein Kapillarrohr 111 ist.mit dem Verteilerrohr 106 in irgendeiner geeigneten Weise verbunden, beispielsweise MiILeIs einer nicht gezeigten Abdichtungseinricihtung. Das Kapillarrolir weist einen konus; ".hnlichen Ansatz auf, der da au dient, die Auf-

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schlämmung in den in dem Kapillarrohr gebildeten Kanal zu leiten. Der Kanal ist in 2 getrennte Abaohnitte aufgeteilt· Der erste Abschnitt des Kanals besitzt einen wesentlich größeren Durchmesser ala der zweite Abschnitt. Der zweite Abschnitt des Kanals ist im allgemeinen innerhalb der Düse des Kapillarrohrea angebracht. Wie aus Figur 6 hervorgeht, besteht die Düse des Kapillarrohrs aus Glas. Wie vorstehend erwähnt, hängt daa Gewicht des hängenden Tropferader Aufschlämmung von dem äußeren Radius der Düse des Kapillarrohrs ab, da die Düae aus einem be- · ·■■"( netzbaren Material, beispielsweise Glaa, besteht.

Der Verteilungskopf 110 weist eine Vibratoreinrichtung 112 auf, die nit dem Verteilerrohr über einen entsprechenden Arm verbunden ist, der fest mit der Vibratoreinrichtung und dem Verteilerrohr in Verbindung steht. Die Vibratoreinrichtung übt einen Schwingungshub aus, der im wesentlichen dem Durchmesser der größten Teilchen des in der Aufschlämmung enthaltenden Metallpulvers äquivalent ist. Die Größe des Hubes sollte derart begrenzt sein, daß das Kapillarrohr nicht in nachteiliger Weise schwingt, so daß der gleichmäßige J'luß der Aufschlämmung durch das Kapillarrohr nicht beeinträchtigt wird. Die Vibratoreinrichtung wird mittels komprimierter Luft aus einer Quelle für , koLiprimierte Iiuft 124 über die leitung 134i die mit der Quelle 124 und der Vibratoreinrichtung verbunden iat, versorgt·

Eine Trägerflüsaigkeits- oder Wasserführungseinrichtung II3 beateht aus einem Wa3aerkompressor 114 mit einem Luftzylinder und einer Pumpe, diejes ermöglicht, destilliertes Waasei? mittels Luftdruck auf über 7,0 kg/cm (100 psi) unter Druck zu aetzen· Luft und Flüssigkeit werden getrennt, um eine Sättigung des Waasera mit dem unter hohem Druck stehenden Gas zu vermeiden. Der Luft zylinder wird durch die Bezugejsahl, 115 gekönnaeiöknet, während eine 50 jal-'I'ltiasigkeitspuDipe^dlui'ch die Bözugszahl 116

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kenntlich gemacht wird. Ein Wassereinlaßventil 117 ist mit einem Wasaervorratsbehälter 118, der zum Füllen der PuLif.e mit Wasser verwendet wird, verbunden. Eine Wasserauslaßeinrichtung '119 ist mit einem aus vielen Poren bestehenden Filter 120 verbunden. Der Filter ist mit einem Dosierungsventil 121 verbunden, das eine Schraublehre 136 besitzt. Eine Quelle für komprimierte luft 122 wird zur Aufrechterhaltung eines entsprechenden Druckes in dem Luftzylinder 115 verwendet. Ein Druckentspannungsventil wird durch die Bezugazahl 123 gekennzeichnet. Dieses dient dazu, die Pumpe erneut zu füllen.

Die durch Figur 6 wiedergegebene Ausführungsform besitzt verschiedene Vorteile gegenüber der in Figur 5 gezeigten Ausführungaform. Das Gehäuse kann jedes Fassungsvermögen besitzen, da der Pulverko'pf in dem Verteilerrohr fixiert ist. Auf diese Weise werden Änderungen hinsichtlich des dem Fließen des Wassers entgegengesetzten Widerstand während des Betriebes vermieden. Das Füllen des Gehäuses mit Pulver wird durch die Ausgestaltung der GIasVerbindung vereinfacht. Wasser wird der Vorrichtung unter hohem Druck und mittels eines Doaierungsventila zugeführt. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle der Fließgeschwindigkeit.

Verwendet man die durch Figur 6 gezeigte Vorrichtung* dann läßt sich eine Tropfgeschwindigkeit von ungefähr 15 Tropfen pro Minute mit einem Tropfengewicht von ungefähr 33 mg dea trockenen Tantalpulvera erzielen. Über 9Q# der Tröpfchen liegen innerhalb von 5 $> dieses Gewichts»

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Claims

Patentansprüche

1. Aufbringungsvorrichtrag für.die Aufbringung einer Aufschlämmung aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit in Form von Aufachlämmungströpfchen nit vorherbestimmtem Gewicht, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das eine Aufschlämmung aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit enthält»und ein Kapillarrohr auf v/eist» das sich in Abv/ärtsrichtung von dem Gehäuse weg erstreckt, wobei das Kapillarrohr eine abgeschrägte Düse und einen Kanal aufweist, der sich in Längsrichtung zu der Düse erstreckt und einen vorherbestimmten Durchmesser am Ausgang der Düse besitzt, und wobei die Abmessungen der Düse das Gewicht der Atifschlämmungs tröpfchen aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit, die sich an der Düse des Kapillarrohrs bilden, bestimmen, und eine Einrichtung zur Ausübung eines Drucks gegen des Keta11pulver und die Trägerflüssigkeit, wodurch die Aufschläi.iLiungstropfchen mit einem im wesentlichen gleichmäßigen und vorherbestimmten Gewicht aus der Düse des Kapillarrohrs mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit freigesetzt v/erden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch die Anwendung einer nach innen gerichteten Kraft, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit wirkt, zusammengedrückt wird, wodurch die Tröpfchen mit einer im wesentlichen einheitlichen Geschwindigkeit freigesetzt v/erden·

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einer im wesentlichen flachen (donut-shaped) Fläche

. besteht, die benetzbar ist, so daß die Tröpfchen über im wesentlichen der ganzen Fläche (donut-shaped) gebildet werden.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem nichtbenetzbaren Material "besteht, so daß die Tröpfchen sich nicht über die Düse ausbreiten und dadurch das Gewicht der Tröpfchen begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse einen Kanal aufweist, dessen Ausgangsradius bei der Düse nicht mehr als 1270/U (50 mils) beträgt, so daß eine unkontrollierte Freisetzung der Aufschlämmung im wesentlichen verhindert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Vielzahl von Kanalabschnitten an ihrem Ausgang aufweist, so daß ein schweres Tröpfchen gebildet wird.

7. Vorrichtung zum Aufbringen einer Aufschlämmung aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit in Form von Aufschläomungströpfchen auf ein Metallband, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das eine Aufschlämmung aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit enthält, wobei das Gehäuse ein Kapillarrohr, das sich abwärts von dem Gehäuse weg erstreckt, sowie einen Ansatzteil aufweist, der den Fluß der Aufschlämmung su dem Kapillarrohr leitet, das Kapillarrohr eine abgeschrägte Düse und einen Kanal, der sich in Längsrichtung der Düse erstreckt und einen vorherbestimmten Durchmesser am Ausgang der Düse aufweist, besitzt, wobei die Abmessungen der Düse das Gewicht der AufscHämmungströpfchen aus einem Metallpulver und einer Trägerflüssigkeit, die sich an der Düse des Kapillarrohres bilden, bestimmt, eine Vibrationseinri' htung, die mit dem Ansatz des Gehäuses verbunden ist und einen gleichmäßigen Fluß des Metallpulvers und der Träg.rflüssigkeit in das Kapillarrohr ermöglicht, und eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung

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eines im vresentlichen kontinuierlichen ÜTussea der Trägerflüasigkeit in das Gehäuse, wobei der I¹IuB der Trägerflüaaigkeit die Geachwindigkeit "bestimmt,, mit welcher die Aufsohlämmungströpfchen mit im wesentlichen gleichen Gewicht an "der Düae des Kapillarrohrs gebildet v/erden.

8. Vorrichtimg nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Düae eine lläche (donut-shaped area) beaitzt, die benetzbar iat, ao daß die Aufachläimnungströpfchen über im wesentlichen der ganzen erwähnten Fläche gebildet werden·

9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem nichtbenetzbaren Material besteht, ao daß die Tröpfchen sich nicht über die Düae ausbreiten, wodurch das Gewicht der Tröpfchen begrenzt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoelektriache Steuerungseinrichtung vorgesehen iat, die aua einer Lichtemiaaionseinrichtung, welche einen Lichtstrahl auasendet, und einer lichtempfindlichen Zelle, auf welche der Lichtstrahl auffällt, besteht, wobei der Lichtstrahl in dem Fallweg der Aufsohlämmungatröpfchen liegt» so UaB die Tröpfchen ' den Lichtstrahl beim Passieren unterbrechen» und wodurch die lichtempfindliche Zelle, durch die Unterbrechung des Lichtstrahles verursacht, die !Fortbewegung einea SOlienstreifena in Gang setzt, nachdem ein Tröpfchen auf dem IOlienatreifen zur Ruhe gekommen ist«

11. Vorrichtung nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet» daß aas untere Ende des Ansatzteilea verschlossen ist und Öffnungen in der Seite des AnBatzteiles vorgesehensind_r 4urch welch« die Aufschläamtaig in ein. Aufbringungeirohr, welches sich rund um den Ansatzteil befindet, fließt» 'arofcei das Aufbringungarohr mit dem Kapillarrohr verbunden

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