AT392434B - Verfahren und vorrichtung zum loeten von ringstueck/rohrverbindungen - Google Patents

Description

AT 392 434 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von Ringstück/Rohrverbindungen, das nach dem Prinzip der direkten elektrischen Widerstandserwärmung arbeitet, sowie eine Vorrichtung hiezu. Ringstücke werden im Maschinenbau verwendet, um Flüssigkeiten, wie z. B. Benzin, Öl oder Fett in Aggregate einspeisen zu können.

Sie bilden die Nahtstelle zwischen den Maschinen, wie z. B. Motoren, Drehmaschinen usw. und den 5 medienführenden Rohren. Die Verbindung zwischen Ringstück und Rohr wird nach dem Stand der Technik gelötet. Dazu weiden hauptsächlich das Hammenlöten unter Hußmitteln, das Schutzgaslöten im Ofen sowie das Induktionslöten unter Schutzgas angewendet. Beim Löten mit der Flamme wirkt sich nachteilig aus, daß gut ** ausgebildetes Personal vorhanden sein muß, um qualitätsgerecht die Lötung ausführen zu können. Desweiteren ' muß nach dem Löten die Verbindungsstelle gebeizt werden, um Zunder oder Fhißmittelreste zu entfernen, da sie 10 im Betriebszustand zu Störungen fuhren können. Das Schutzgaslöten im Durchlaufofen ist ein effektives l, Fügeverfahren für die Serienfertigung von großen Stückzahlen. Für Reparaturarbeiten oder zum Fügen kleiner Stückzahlen ist diese Technologie nicht wirtschaftlich, weil die Investitions- und Betriebskosten sehr hoch sind.

Das gleiche gilt für das Induktionslöten unter Schutzgas. Hier sind die Investitionskosten zwar etwas geringer als bei Ofenlöten, dafür ist aber auch nur eine Einzelfertigung möglich. 15 Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen von Ringstück/Rohrverbindungen zu schaffen, um bei Reparaturarbeiten und in der Einzelfertigung eine kostengünstigere Fügetechnologie als die bisherige in Anwendung zu bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung unter Anwendung der direkten elektrischen Widerstandserwärmung zu entwickeln, um Ringstück/Rohrverbindungen löten zu können. 20 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stromeinleitung seitens des Ringstückes zur Erzeugung eines relativ großen Übergangswiderstandes über eine oder mehrere hinreichend kleine Kontaktflächen erfolgt, wobei sich diese Kontaktflächen in einem Bereich außerhalb oder innerhalb der Hälfte des Ringstückes befinden müssen, welches sich am Lötstutzen des Ringstückes anschließt und weiterhin die Stromeinleitung seitens des Rohres zur Erzeugung eines relativ geringen Übergangswiderstandes über verhältnismäßig große 25 Kontaktflächen erfolgt, die sich parallel zur Rohrachse auf der äußeren Mantelfläche des Rohres befinden. Die Erfindung liegt also in der Verwendung des an sich bekannten Prinzips der direkten elektrischen Widerstandserwärmung, wobei die Stromeinleitung am Ringstück über eine oder mehrere hinreichend kleine Kontaktflächen erfolgt, so daß ein relativ großer Übergangswiderstand entsteht Dabei müssen sich diese Kontaktflächen in einem Bereich befinden, der sich außerhalb oder innerhalb der Hälfte des Ringstückes befindet, 30 welche sich am Lötstutzen anschließt Die Stromeinleitung am Rohr erfolgt über verhältnismäßig große Kontaktflächen, die sich parallel zur Rohrachse auf der äußeren Mantelfläche des Rohres befinden, um einen relativ geringen Übergangswiderstand zu erhalten.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Stromeinleitung über jeweils symmetrisch zur Rohrachse angeordnete Kontaktflächen. 35 Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Auge des Ringstückes ein zylinderförmiges oder polygones Kontakt- und Halteelement angeordnet ist und daß als Kontakt- und Halteelement des Rohres ein prismenförmiger Grundkörper angeordnet ist, deren Auflageflächen parallel zur Rohrachse verlaufen.

Anschließend soll das erfindungsgemäße Verfahren mit der dazugehörigen Vorrichtung in Funktion 40 beschrieben werden. Der Aufgabenstellung der Erfindung folgend, erfolgt die Erwärmung der Lötstelle mittels direkter elektrischer Widerstandserwärmung. Dabei wird zwar ein an sich bekanntes Erwärmungsverfahren angewandt, das allerdings für die Herstellung von Ringstück/Rohrverbindungen bisher nicht angewandt wurde.

Der Grund bestand in dem für eine direkte elektrische Widerstandserwärmung vorliegenden ungünstigen Massenverhältnis zwischen Ringstück und Rohr, das zu Gunsten des Ringstückes stark verschoben ist. Dies 45 wirkte sich bei üblicher Anwendung der elektrischen Widerstandserwärmung (möglichst geringe Übergangswiderstände an den Kontaktflächen zwischen Bauteil und Kontaktelektrode) negativ aus, weil die für den jeweiligen Bauteil notwendige Temperatur nur ungenügend erzeugt werden kann. Bedingt durch den großen Massenunterschied entstehen entweder kalte Lötstellen am Ringstück (durch zu geringe Lötenergie) oder das Rohr wird aufgeschmolzen (durch zu hohe Lötenergie). 50 Überraschenderweise konnte eine qualitätsgerechte Lötverbindung unter Beibehaltung des Prinzips der direkten elektrischen Widerstandserwärmung nur dann geschaffen werden, wenn entgegen der bisher üblichen Verfahrensweise zwischen Kontaktelement und Ringstück mit einem relativ großen Übergangswiderstand gearbeitet wurde, der durch eine annähernd punktförmige Anlage des Kontaktelementes an das Ringstück »reicht wurde. Durch diese annähernd punktförmige Anlage für die Stromeinleitung beginnt in unmittelbarer Nähe der ». 55 Kontaktstelle das Ringstück zu glühen. Damit ist garantiert, daß die Wärme ausgehend vom Ringstück in das Rohr gelangt und nicht umgekehrt. Die Halterung und Kontaktierung des Rohres erfolgt nach den allgemein üblichen Kriterien der direkten elektrischen Widerstandserwärmung durch Realisierung eines möglichst geringen $ Übergangswiderstandes. Erst diese Kombination, Einleitung des Stromes über einen kleinen Übergangswiderstand einerseits und über einen großen Übergangswiderstand andererseits, macht die Anwendung des Prinzips der 60 direkten elektrischen Widerstandserwärmung zum Löten von Ringstück/Rohrverbindem möglich.

Anschließend soll das erfindungsgemäße Verfahren und die »findungsgemäße Vorrichtung an Hand von Ausführungsbeispielen näher »läutert w»den. Dabei zeigen Figur 1 die Vorderansicht, Figur 2 die Seitenansicht -2-

Claims (3)

1. AT392434B und Figur 3 die Draufsicht einer nach erfindungsgemäßem Verfahren und Vorrichtung hergestellten Ringstück/Rohrverbindung mit der entsprechenden Anordnung von Kontakt- und Halteelementen. Ein Rohr (1) aus unlegiertem Baustahl mit 15 mm Außendurchmesser soll mit einem entsprechenden Ringstück (2) mittels direkter elektrischer Widerstandserwärmung unter Schutzgas Argon R 40 gelötet werden. Zu diesem Zweck wird das Rohrende mit einem kupferlegierten Lotring aus CuMnl2Ni oder CuBe2 bestückt. Die Drahtstärke des Ringes soll zweckmäßigerweise 1 mm betragen. Durch das Aufschieben des Ringstückes (2) auf das Rohrende wird «reicht, daß der Lotring unmittelbar am Schaftende des Ringstückes positioniert wird. Diese so bestückten Bauteile werden dann in die Lötvorrichlung eingelegt. Dabei muß das Kontakt- und Halteelement (3) im Auge (4) des Ringstückes so angeordnet sein, daß eine hinreichende kleine Auflagefläche (5) (ca. 1 mm^) in dem auf der Rohrachse liegenden Scheitelpunkt des Auges (4) erreicht wird, der der Verbindungsstelle (6) am nächsten liegt. Als Kontakt- und Halteelement (3) im Auge (4) des Ringstückes (2) kann neben einer zylinderförmigen Elektrode auch eine quaderförmige bzw. eine Elektrode mit einer polygonen Grundfläche zur Anwendung kommen. Voraussetzung ist in jedem Fall nur, daß zwischen Elektrode und Ringstück eine hinreichende kleine Anlagefläche zur Gewährleistung eines verhältnismäßig großen Übergangswiderstandes erreicht wird. Es wäre auch möglich, ein Kontakt- und Halteelement konstruktiv so zu gestalten, daß eine Stromeinleitung von der Außenfläche (7) des Ringstückes erfolgen kann. Dabei sollten jedoch die Kontaktpunkte jeweils symmetrisch zur Rohrachse angeordnet sein, um eine gleichmäßige Erwärmung des Ringstückes zu garantieren und außerdem müssen diese Kontaktpunkte so nahe wie möglich an der Verbindungsstelle (6) liegen, damit eine schnellstmögliche Erwärmung garantiert ist Die Halterung des Rohres (1) erfolgt nun mittels Klemmstück in einem prismenförmigen Grundkörper (8), der eine dreieckförmige Aufnahme (12) besitzt, so daß verhältnismäßig große Auflageflächen (ca. 10 mm^) (9) entstehen, die jeweils parallel zur Rohrachse verlaufen und einen kleinen Übergangswiderstand garantieren. Ein durch den Klemmbügel (11) auf das Rohr ausgeübter Druck gewährleistet noch eine Verbesserung des elektrischen Kontaktes. Die so montierten Bauteile sind in einer Schutzgaskamm« angeordnet, deren Aufbau und Funktionsweise der im WP155 068 beschriebenen ähnlich ist. Nach dem Schließen der Kammer und deren Füllung mit dem Schutzgas (Argon R 40 oder Stickstoff R 40), wird der Lötprozeß eingeleitet. Ist der Lotring abgeschmolzen, wird der Lötstrom unterbrochen. Zweckmäßigerweise ist die Lötverbindung nach dem Löten noch etwa 1 min in der Schutzgasatmosphäre zu belassen. Damit wird verhindert, daß der unlegierte Baustahl verzundert Die so hergestellten Verbindungen genügen in jedem Fall allen löttechnischen Forderungen und brauchen nicht gebeizt zu werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Löten von Ringstück/Rohrverbindem, das nach dem Prinzip der direkten elektrischen Widerstandserwärmung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinleitung seitens des Ringstückes (2) zur Überzeugung eines relativ großen Übergangswiderstandes über eine oder mehrere hinreichend kleine Kontaktflächen (5) erfolgt, wobei sich diese Kontaktflächen (5) in einem Bereich außerhalb oder innerhalb der Hälfte des Ringstückes (2) befinden müssen, welches sich am Lötstutzen (10) des Ringstückes (2) anschließt und weiterhin die Stromeinleitung seitens des Rohres (1) zur Erzeugung eines relativ geringen Übergangswiderstandes über verhältnismäßig große Kontaktflächen (9) erfolgt, die sich parallel zur Rohrachse auf der äußeren Mantelfläche des Rohres (1) befinden.
2. 2. Verfahren zum Löten von Ringstück/Rohrverbindem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinleitung über jeweils symmetrisch zur Rohrachse angeordnete Kontaktflächen (5 bzw. 9) erfolgt
3. 3. Vorrichtung zum Löten von Ringstück/Rohrverbindem zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auge (3) des Ringstückes (2) ein zylinderförmiges oder polygones Kontakt- und Halteelement (3) angeordnet ist und daß als Kontakt- und Halteelement des Rohres (1) ein prismenförmig« Grundkörper (8) angeordnet ist deren Auflageflächen (9) parallel zur Rohrachse v«laufen. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-