DE1775175B2

DE1775175B2 - Verfahren zum hermetischen befestigen eines betaetigungsorganes innerhalb einer oeffnung einer duennen metallmembran

Info

Publication number: DE1775175B2
Application number: DE19681775175
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Crouzet SA
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1967-07-31
Filing date: 1968-07-13
Publication date: 1972-06-15
Also published as: DE1775175A1; FR1555586A; US3538296A; GB1237260A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum hermetischen Befestigen eines Betätigungsorganes innerhalb einer Öffnung einer dünnen Metallmembran durch elektrisches Nieten, bei dem das einen zylindrischen und gegen die Membranoberseite zur Anlage bringbaren Kopfteil aufweisende Betätigungsorgan mit einem Schaft durch die Membranöffnung hindurchgesteckt, elektrisch erweicht und dann gestaucht wird.

Aus der deutschen Patentschrift 406,893 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Nieten bekannt, wobei der Niet durch Widerstandserhitzung erweicht und sodann zwecks Bildung einer sich an dem von dem Niet durchsetzten Werkstück abstützenden Ringwulst gestaucht wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Niet jedoch nicht mit dem Werkstück verschweißt, so daß sich keine hermetische Abdichtung der in dem Werkstück angeordneten Öffnung bzw. Bohrung erzielen läßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine absolute Abdichtung zwischen dem Betätigungsbauteil und der Metallmembran gewährleistet ist.

Rrfinduneseemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kopfteil vor dem Einstecken des Schaftes in die Membranöffnung mit einer den Schaa umgebenden Aussparung versehen wird, deren Volumen im wesentlichen dem Volumen des an der entgegengesetzten Membranseite vorstehenden Schaftteiles entspricht, gegen dessen äußerstes Ende nach dem Einstecken in die Membranöffnung eine aus dem gleichen Material wie Betätigungsorgan und Schaft bestehende Gegenplatte zur Anlage gebracht wird, daß

ίο anschließend in an sich bekannter Weise das Betätigungsorgan und die Gegenplatte elektrisch erwärmt und in axialer Richtung zusammengedrückt werden, derart, daß die gegen den Schaft anliegende Fläche der Gegenplatte mit dem Schaftende verschweißt und

υ das unter Einwirkung von Druck und Wärm« pastenförmig gewordene Schaftmaterial und der R.and der Membranöffnung in das Innere der Aussparung eingedrückt werden, um den Membranöffnungsrand in das in die Aussparung gedrückte Schaftmaterial ein-

zubetten, wobei der Druck solange fortgesetzt wird, bis eine äußere, umlaufende Klemmlippe am Kopfteil, gegen die ihr zugewandte Membranfläche zur Anlage kommt.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet somit eine absolute Abdichtung der Membran, da diese von dem erweichten Material umflossen wird. Ferner wird unter der Wirkung der umlaufenden Klemmlippe eine ausgezeichnete mechanische Klemmwirkung in einem Bereich erzielt, der in einem bestimmten radialen Abstand von dem während des Herstellungsverfahrens erwärmten Zentralabschnitt liegt, so daß gewährleistet ist, daß die Membran ihre elastischen Eigenschaften beibehält.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Aus-

führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 einen Axialschnitt, der vor dem Warmverformungsvorgang die Form und die Anordnung der veischiedenen Teile einer Bewegungsübertragungsvorrichtung für einen hermetisch abgeschlossenen Kleinschal-

ter darstellt, der durch axiale Translationsbewegung betätigbar ist,

Fig. 2 einen Axialschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1, nach Beendigung des Warmverformungsvorganges und

Fig. 3 einen der Darstellung der Fig. 1 analogen Axialschnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Bewegungsübertragungsvorrichtung für einen hermetisch abgeschlossenen Kleinschalter, der durch hin- und hergehende Bewegung betätigbar ist.

Gemäß Fig. 1 ist das starre Metallgehäuse 1 eines hermetisch abgeschlossenen Kleinschalters (welcher durch eine axiale Translationsbewegung betätigbar ist) mit einer elastischen Membran 2 abgedeckt, die durch Pressen aus einer dünnen Folie aus einem nicht oxydierenden Metall hergestellt ist, das hohe

, Elastizitätseigenschaften hat. Die dichte Verbindung zwischen der Membran 2 und der Wandung des zylindrischen Gehäuses 1 wird bei la mittels einer Schweißnaht hergestellt, die zum Beispiel durch elektrische Widerstandsschweißung mit »drehender Schweißrolle« erzeugt wird. Die Membran 2 ist mit einer zentralen Öffnung 2a versehen, in die frei beweglich mit geringem Spiel der axiale Schaft 3a eines metallenen Drükkers 3 (welcher das Bewegungsübertragungsorgan bildet) eingesetzt ist, dessen gegen die Außenseite der Membran 2 anliegende beziehungsweise zur Anlage kommende Schulter nacheinander folgende konzentrische Elemente aufweist, nämlich eine ringförmige

Aussparung beziehungsweise Nut 3b, eine kreisrunde sbene und schmale Lagerflüche 3c und eine kreisförmige, abgerundete Lagerfläche oder Lippe 3d, deren Berührungsebene relativ zu der Berührungsebene der Lagerfläche 3c geringfügig nach hinten zurückgesetzt f ist. Die jeweiligen Abmessungen des Schaftes 3« und der Aussparungen 3b sind derart, daß das Volumen des vorspringenden, die Länge h aufweisenden Teils des Schaftes 3a im wesentlichen gleich dem Volumen der ringförmigen Aussparung^ ist.

Gegen das Ende des Schaftes 3a wird eine Scheibe 5 aus einem Metall angelegt, das mit dem Metall des Drückers 3 identisch ist, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl; danach werden die Teile 3 und S zusammen zwischen die Elektroden 4a und 40 einer elektrischen π Widerstandsschweißmaschine eingeklemmt.

Unter der gemeinsamen Wirkung der sich kontinuierlich erhöhenden Klemm- beziehungsweise Zusammendrückkraft und der Erwärmung, die daraus resultiert, daß ein ausreichend starker elektrischer Stromfluß ausreichend lange vorhanden ist, wird der Schaft 3a warmverformt, dessen Metall, nachdem es pastenförmig geworden ist, durch den Zwischenraum 2a fließt, der durch den Außenumfang des Schaftes und den Rand der zentralen Membranöffnung begrenzt wird, und vollständig die ringförmige Aussparung 3b füllt, wodurch die durch die Metallströmung abgebogene Randzone der Öffnung der Membran in hermetisch abgedichteter Form umfaßt und in dieses Metall eingebettet wird. Der Druck zwischen den Elektroden Aa und 4b wird ausreichend lange und ausreichend hoch beibehalten, damit ein geringfügiges Stauchen beziehungsweise Zurückdrücken der Lagerfläche 3c in zuverlässiger Weise ein festes Verklemmen der Membran zwischen der Gegenscheibe 5 und der abgerundeten kreisförmigen Lagerfläche 3d des Drückers 3 in einem Bereich der Membran erhalten wird, der während der Warmverformung nicht einer Überhitzung unterworfen gewesen ist (der Arbeitsgang dauert nur einen Bruchteil einer Sekunde) und der seine erforderlichen Elastizitätseigenschaften unverändert beibehalten hat, um der aus wechselnden Biegebeanspruchungen resultierenden Verformungsarbeit widerstehen zu können, denen die Membran während ihrer Verwendungs- beziehungsweise Betriebszeit unterworfen wird.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Form des Bewegungsübertragungssystems dargestellt, und zwar in Verbindung mit einem elektrischen Schalter, der durch oszillierende Bewegung betätigt beziehungsweise gesteuert wird.

Das in Fig. 3 in eingebautem Zustand dargestellte Betätigungsorgan 3' stimmt in seinem Aufbau und in der Art seiner Anbringung mit demjenigen nach Fig. 1 grundsätzlich überein, lediglich die scheibenförmige Gegenplatte 5 wurde durch einen zylindrischen Block 5' ersetzt, der die Verlängerung des Betätigungsorganes 3' bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum hermetischen Befestigen eines Betätigungsorgans innerhalb einer öffnung einer dünnen Metallmembran durch elektrisches Nieten, bei dem das einen zylindrischen und gegen die Membranoberseite zur Anlage bringbaren Kopfteil aufweisende Betätigungsorgan mit einem Schaft durch die Membranöffnung hindurchgesteckt, elektrisch erweicht und dann gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil vor dem Einstecken des Schaftes (3a) in die Membranöffnung (2a) mit einer den Schaft (3a) umgebenden Aussparung (3b) versehen wird, deren Volumen im wesentlichen dem Volumen des an der entgegengesetzten Membranseite vorstehenden Schaftteiles (3o) entspricht, gegen dessen äußerstes Ende nach dem Einstecken in die Membranöffnung (2a) eine aus dem gleichen Material wie Betätigungsorgan (3) und Schaft (3a) bestehende Gegenplatte (5) zur Anlage gebracht wird, daß anschließend in an sich bekannter Weise das Betätigungsorgan (3) und die Gegenplatte (5) elektrisch erwärmt und in axialer Richtung zusammengedrückt werden, derart, daß die gegen den Schaft (3a) anliegende Fläche der Gegenplatte (5) mit dem Schaftende verschweißt und das unter Einwirkung von Druck und Wärme pastenförmig gewordene Schaftmaterial und der Rand der Membranöffnung (2a) in das Innere der Aussparung (3b) eingedrückt werden, um den Membranöffnungsrand in das in die Aussparung gedrückte Schaftmaterial einzubetten, wobei der Druck solange fortgesetzt wird, bis eine äußere, umlaufende Klemmlippe (3d) am Kopfteil gegen die ihr zugewandte Membranfläche (2) zur Anlage kommt.