DE1221885B

DE1221885B - Process for the hermetic connection of the outer flange of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled base protruding beyond the flange circumference

Info

Publication number: DE1221885B
Application number: DET17466A
Authority: DE
Inventors: Raymond G Chamberlin; Herbert S Evander
Original assignee: Tung Sol Electric Inc
Current assignee: Tung Sol Electric Inc
Priority date: 1959-11-11
Filing date: 1959-11-11
Publication date: 1966-07-28

Description

Verfahren zum hermetischen Verbinden des Außenflansches eines dünnwandigen, hülsenartigen Teiles mit einem dickwandigen, über den Flanschumfang hinausragenden Sockel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum hermetischen Verbinden des Außenflansches eines dünnwandigen, hülsenartigen Teiles mit einem dickwandigen, über den Flanschumfang hinausragenden Sockel, wie dies insbesondere zum Abdecken des Sockels elektrischer Schaltelemente mit einer Kappe von Vorteil ist.Method for the hermetic connection of the outer flange of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled, protruding beyond the flange circumference Socket The invention relates to a method for hermetically connecting the Outer flange of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled, the base protruding beyond the circumference of the flange, as is the case in particular for covering the base of electrical switching elements with a cap is advantageous.

Es ist bekannt, relativ dünnwandige, hülsenförmige Teile von im wesentlichen gleicher Wandstärke durch Kaltpreßschweißen miteinander zu verbinden, und zwar durch flanschartiges Umbiegen der Hülsenränder und Kaltpreßschweißen dieser Flansche . mittels entsprechender von außen auf die Flansche aufgesetzter Preßwerkzeuge. Abgesehen davon, daß dieses bekannte Verfahren zum Verbinden von Werkstücken unterschiedlicher Wanddicke nur unvollkommen und schwer anwendbar ist, sind für dieses bekannte Verfahren stets zwei Preßwerkzeugteile erforderlich, von denen das eine unterhalb der zu verschweißenden Flansche als Amboß angeordnet wird.It is known to have relatively thin-walled, sleeve-shaped parts of essentially to connect the same wall thickness by cold pressure welding, namely by flange-like bending of the sleeve edges and cold pressure welding of these flanges. by means of corresponding pressing tools placed on the flanges from the outside. Apart from that of the fact that this known method for connecting workpieces of different Wall thickness is only imperfect and difficult to apply, are known for this method two press tool parts are always required, one of which is below the one to be welded Flanges is arranged as an anvil.

Zum Kaltpreßschweißen eines dünnwandigen, hülsenartigen Teiles mit einem dickwandigen, über den Flanschumfang des Hülsenteils hinausragenden Sockel ist es zwar weiterhin bereits bekannt, an dem Sockel durch Eindrehen einer Ringnut einen sich senkrecht zu der Sockeloberfläche erstreckenden Hals auszubilden und diesen relativ breiten Hals mit dem Flansch des Hülsenteils durch Kaltpreßschweißen zu verbinden, wobei dieser Hals gleichzeitig als Amboß wirkt. Hierdurch kann zwar ein gesonderter Amboß als Gegendruckwerkzeug entfallen, jedoch ist bei diesem bekannten Verfahren keine Gewähr für eine einwandfreie Kaltpreßschweißverbindung gegeben, da der Hals bei seiner zusätzlichen Amboßfunktion relativ dick ausgebildet werden muß, was wiederum eine schlechte Schweißverbindung mit dem relativ dünnen Hülsenteil bedingt.For cold pressure welding of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled base protruding beyond the flange circumference of the sleeve part Although it is still already known to screw in an annular groove on the base to form a neck extending perpendicular to the base surface and this relatively wide neck with the flange of the sleeve part by cold pressure welding to connect, this neck also acts as an anvil. This can indeed there is no need for a separate anvil as a counter-pressure tool, but this is known Process no guarantee for a flawless cold pressure welded connection is given, since the neck can be made relatively thick in its additional anvil function must, which in turn is a poor welded connection with the relatively thin sleeve part conditional.

Diese Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden geht die Erfindung von einem Verfahren zum hermetischen Verbinden des Außenflansches eines dünnwandigen, hülsenartigen Teiles mit einem dickwandigen, über den Flanschumfang hinausragenden Sockel, insbesondere zum Abdecken des Sockels elektrischer Schaltelemente mit einer Kappe, durch Kaltpreßschweißen des Außenflansches mit einem dem Umriß des hülsenartigen Teiles angepaßten, aus dem Sockel herausgearbeiteten Hals aus und schlägt erfindungsgemäß vor, daß der Hals in gleicher oder annähernd gleicher Wandstärke ausgebildet wird wie der hülsenartige Teil, daß auf den Sockel um oder in den Hals ein Ring aus hartem Metall als Amboß gelegt wird, daß der den Ring überragende Halsteil vor dem Kaltpreßschweißen zu einem sich mit dem Außenflansch ungefähr deckenden Flansch umgebogen wird und daß der Ring durch das Kaltpreßschweißen zwischen dem Flansch und dem Sockel festgepreßt wird.The invention aims to avoid these disadvantages of the known methods of a method for hermetically connecting the outer flange of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled, protruding beyond the flange circumference Base, in particular for covering the base of electrical switching elements with a Cap, by cold pressure welding the outer flange with one of the outline of the sleeve-like Part adapted, carved out of the base neck and proposes according to the invention before that the neck is formed with the same or approximately the same wall thickness like the sleeve-like part that on the base around or in the neck a ring of hard Metal is placed as an anvil that the neck part protruding above the ring before cold pressure welding is bent over to form a flange approximately coinciding with the outer flange and that the ring is pressed tightly by the cold pressure welding between the flange and the base will.

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird durch den als Amboß wirkenden Ring der Quetschdruck von beiden Seiten auf die zu verbindenden Flansche ausgeübt und dadurch eine gleichmäßige Verformung, d. h. eine einwandfreie Verschweißung der Flansche erzielt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere zum Herstellen einer Umschließung für elektrische Schaltelemente, wie Transistoren od. dgl., durch Anbringen einer Kappe an einem Sockelteil geeignet, da beim Kaltpreßschweißen eine Beschädigung der einzuschließenden Schaltelemente durch Wärme, Flußmittel od. dgl. vermieden wird.By the method according to the invention is acting as an anvil by the Ring the squeezing pressure exerted on the flanges to be joined from both sides and thereby a uniform deformation, d. H. a perfect weld the flanges achieved. The method according to the invention is particularly for manufacturing an enclosure for electrical switching elements, such as transistors or the like., by Attaching a cap to a base part is suitable because a cold pressure welding Damage to the switching elements to be enclosed by heat, flux or the like. is avoided.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using two exemplary embodiments.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Sockel für elektrische Schaltelemente mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Hals; F i g. 2 zeigt den Sockel mit darauf befestigtem elektrischen Schaltelement und den erfindungsgemäßen als Amboß dienenden Ring; F i g. 3 zeigt im Schnitt die Teile kurz vor dem Kaltpreßschweißen; F i g. 4 zeigt den Sockel und die durch diesen unterstützten Teile in dem aus F i g. 3 ersichtlichen Zustand; F i g. 5 und 6 zeigen Schnitte durch fertiggekapselte Umschließungen.F i g. 1 shows a section through a base for electrical switching elements with a neck designed according to the invention; F i g. 2 shows the base with it on attached electrical switching element and serving as an anvil according to the invention Ring; F i g. 3 shows in section the parts shortly before cold pressure welding; F. i g. FIG. 4 shows the base and the parts supported by it in the one from FIG G. 3 apparent state; F i g. 5 and 6 show sections through fully encapsulated Enclosures.

Auf dem urrunden Sockel 2 aus Kupfer oder Aluminium ist ein elektrisches Schaltelement 4, beispielsweise ein Transistor, angeordnet. Der Sockel 2 ist mit einer aufrecht stehenden, zylindrischen Wand in Form eines Halses 6 versehen, und bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 5 ist auf den Hals 6 ein dessen Außenfläche berührender Ring 8 aus Stahl aufgeschoben. Die Zuleitungen des Transistors 4 sind mit stangenförmigen Bauteilen 10 verschweißt, die ihrerseits durch öffnungen in dem Sockel 2 hindurchragen, innerhalb deren sie mit dem Sockel innerhalb der von dem Hals 6 umschlossenen Fläche unter Verwendung eines schmelzbaren Isoliermaterials, z. B. Glas, verbunden sind. Das obere Ende des Halses wird- dann über den Ring 8 hinweg nach außen umgebogen, so daß ein ringförmiger Flansch 12 entsteht. Ein hülsenartiger Teil in Gestalt eines Deckels oder einer Kappe 14 aus Kupfer oder Aluminium mit einem ringförmigen Flansch 16 wird so auf den Sockel aufgelegt, daß der Flansch 16 zur Anlage an dem Flansch 12 des Halses 6 kommt. Hierauf werden die Flansche 12 und 16 gegen den Ring 8 so zusammengedrückt, daß das Metall der beiden Flansche verschweißt wird und laminar fließt, so daß eine hermetische Abdichtung längs des gesamten Umfangs an der Verbindungsstelle zwischen dem Teil 14 und dem Hals 6 herbeigeführt wird. Während des Kaltpreßschweißens dient der Ring 8 als die untere Hälfte des zum Kaltpreßschweißen erforderlichen, runden Werkzeugs, er wird hierbei auf dem Sockel 2 unverrückbar festgelegt. An electrical switching element 4, for example a transistor, is arranged on the round base 2 made of copper or aluminum. The base 2 is provided with an upright, cylindrical wall in the form of a neck 6, and in the embodiment according to FIG. 1 to 5, a ring 8 made of steel and touching the outer surface thereof is pushed onto the neck 6. The leads of the transistor 4 are welded to rod-shaped components 10, which in turn protrude through openings in the base 2, within which they are connected to the base within the area enclosed by the neck 6 using a fusible insulating material, e.g. B. glass, are connected. The upper end of the neck is then bent over outwardly over the ring 8, so that an annular flange 12 is formed. A sleeve-like part in the form of a lid or a cap 14 made of copper or aluminum with an annular flange 16 is placed on the base in such a way that the flange 16 comes to rest against the flange 12 of the neck 6. The flanges 12 and 16 are then compressed against the ring 8 in such a way that the metal of the two flanges is welded and flows in a laminar manner, so that a hermetic seal along the entire circumference at the junction between the part 14 and the neck 6 is brought about. During cold pressure welding, the ring 8 serves as the lower half of the round tool required for cold pressure welding;

Alternativ wird gemäß F i g. 6 ein Ring 8' verwendet, der einen solchen Durchmesser besitzt, daß er in den Hals 6 hineinpaßt; in diesem Falle wird der Hals 6 nach innen über den Ring 8' hinweg umgebogen, so daß ein nach innen ragender Flansch 12' entsteht. Hierauf wird der Flansch 16 des Teils 14 in Berührung mit dem Flansch 12' gebracht, und beide Flansche werden gegen den Ring 8' aufeinandergepreßt, wie es an Hand von F i g. 1 bis 5 beschrieben wurde.Alternatively, according to FIG. 6 uses a ring 8 'which is of such a diameter that it fits into the neck 6; in this case the neck 6 is bent inwardly over the ring 8 'so that an inwardly projecting flange 12' is produced. The flange 16 of the part 14 is then brought into contact with the flange 12 ', and both flanges are pressed against one another against the ring 8', as shown in FIG. 1 to 5 has been described.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei der Erfindung der Vorteil einer kreisrunden Kaltverschweißungsstelle bei der Ausbildung eines Bauteils mit einem nicht kreisrunden größten Querschnitt oder einem maximalen Querschnitt beliebiger Gestalt, der größer ist als derjenige der Verschweißungsstelle, beibehalten wird. Zwar ist da's elektrische Schaltelement innerhalb der hermetischen Verbindung in der Zeichnung als Transistor dargestellt, doch sei bemerkt, daß es sich hierbei lediglich um ein Beispiel handelt und daß auch andersartige Schaltelemente in der erfindungsgemäßen Weise gekapselt werden können. Auch die zu dem Schaltelement führenden Leitungen brauchen nicht notwendigerweise durch den Sockel hindurchgeführt zu sein, sondern sie könnten ebensogut mit abdichtender Wirkung durch den hülsenartigen Teil hindurchgeführt werden, wenn das erwünscht ist.From the above description it can be seen that in the invention the advantage of a circular cold weld when forming a Component with a non-circular largest cross-section or a maximum cross-section any shape that is larger than that of the weld will. It is true that there is an electrical switching element within the hermetic connection shown as a transistor in the drawing, but it should be noted that this is is only an example and that other types of switching elements in the can be encapsulated according to the invention. Also those leading to the switching element Lines do not necessarily have to be passed through the base, but they could just as well have a sealing effect through the sleeve-like part be passed through if so desired.

Claims

Claim: Method for the hermetic connection of the outer flange of a thin-walled, sleeve-like part with a thick-walled base protruding beyond the flange circumference, in particular for covering the base of electrical switching elements with a cap, by cold pressure welding of the outer flange with a part adapted to the outline of the sleeve-like part from which, Base worked out neck, characterized by the fact that the neck (6) in the same or approximately. The same wall thickness is formed as the sleeve-like part (14) that ° on the base (2) around or in the neck (6) a ring (8, 8 ') made of hard metal is placed as an anvil that the ring (8 , 8 ') protruding neck part is bent before the cold pressure welding to form a flange (12, 12' ) approximately coinciding with the outer flange (16) and that the ring (8, 8 ') is formed by the cold pressure welding between the flange (12) and the Base (2) is pressed tight. Considered publications: German Patent Specifications No. 913 124, 931385; Belgian patent specification No. 541 667; British Patent No. 780,012; U.S. Patent No. 2,522,408; Magazine "Werkstattstechnik und Maschinenbau", Volume 44, Issue 3, March 1954, Pages 108 to 111.