DE2001621C - Vorrichtung und Schaltungsanordnung zur automatisierten Herstellung von Ver bundteilen aus Metall und einem Isolier werkstoff, insbesondere Glas, unter Ver Wendung von elektrischem Strom - Google Patents

Description

Dio Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Verbundfeilen aus Metall und einem Isolierwerkstoff, insbesondere Glas, unter Verwendung von elektrischem Strom.

Zur Verbindung von Metall mit Glas oder anderem Isoliermaterial ist durch die USA,-Patentschrift 3 397 278 ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem die aufeinandergelegten Metall- und Glaskörper so weit erhitzt werden, bis das Glas elektrisch leitend wird. Diese Temperatur liegt weit unterhalb der Erweichungstemperatur des Glases und des Metallschmelzpunktes. Dann wird für einige Minuten ein schwacher Gleichstrom durch die Verbundflache geschickt, indem der negative Pol einer Gleichstromquelle an das Glas, der positive an das Metall gelegt wird. Vermutlich durch elektrolytische Materialwanderung verzahnen sich dabei die Körper derart miteinander, daß die Festigkeit der Verbindung größer ist als die Festigkeit der verbundenen Körper.

In der genannten Druckschrift sind außer Glas noch andere Werkstoffe genannt, die sich in der beschriebenen Weise mit Metall verbinden iassen. Alle diese Werkstoffe können auch mit der Vorrichtung der Erfindung mit Metall verbunden werden. Glas wird hier als bevorzugtes Ausführungsbeispiel betrachtet.

Die für die Verbindung erforderliche Erwärmung erfolgt nach der genannten Druckschrift auf einer elektrischen Heizplatte bzw. in einem Ofen. Insbesondere für sperrige Teile ist dies aufwendig und leuer. Auch müssen besondere Maßnahmen zur Überwachung der Temperatur des Werkstücks getroffen werden, da die Erweichungstemperatur nicht erreicht werden darf. Eine wirtschaftliche fortlaufende Herstellung von Verbundstücken mit den aus der genannten Druckschrift bekannten Vorrichtungen ist nicht möglich.

Diese Schwierigkeiten sind bei der Vorrichtung der Erfindung nun dadurch überwunden, daß die zum Verbund bestimmten Teile derart mit dem Metallteil unten auf ein Förderband gesetzt sind, daß das MetalUeil n:it einem Schleifkontakt galvanisch verbunden ist, wahrend eine auf und ab bewegliche Elektrode auf das Isolierwerkstoffteil gesetzt wird, das als Dielektrikum eines Kondensators von einer Hochfrequenzwechselspannung so lange erhitzt wird, bis die galvanische Leitfähigkeit eintritt.

Die Einrichtung kann dabei so getroffen sein, daß die Hochfrequenzspannung abgeschaltet wird, sobald das Dielektrikum galvanisch leitend wird. Die dem Verbinden der Körper dienende Gleichspannung kann gleichzeitig mit dem Abschalten der Hochfrequenzspannung an den Kondensator gelegt werden. Die Gleichspannung kann ihrerseits durch ein Zeitrelais wieder abgeschaltet werden. Die Vorrichtung kann so vollständig automatisiert werden. Ein Verbinden der beweglichen, zur Maschine gehörenden zweiten Elektrode mit dem Glasdielektrikum bei dessen Erwärmung ist nicht zu befürchten, da die Verbindung nur erfolgt, wenn der negative Pol der Gleichstromquelle am Glas, der positive am Metall liegt, die Polung der beweglichen Elektrode zum Glas aber gerade umgekehrt ist.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt Vorrichtungen und Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung und zwar ist

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Maschine zur fortlaufenden Herstellung von Verbundstücken aus Glas und Metall,

F1 g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Methode zum Befestigen eines Metallflansches an einem Glasstab,

F i g. 3 ein Längsschnitt durch den Glasstab nach F i g. 2 mit aufgesetzter beweglicher Elektrode,

Fig.4 ein Querschnitt durch die Elektrodenanordnung nach Fig. 1,

ίο Fig. 5 eine Anordnung zur Befestigung eines Metallflansches an einem Glasrohr,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung,
Fig. 7 eine Darstellung der Spannungsverhältnisse

am Kondensator und

F i g. 8 eine Darstellung einer zweiten Möglichkeit der Spannungsverhältnisse am Kondensator.

Auf dem Tisch2 (Fig. 1) läuft ein durchlochtes Band 17, das einzelne Mctallplatten 3 trägt. Durch

ao ein Loch 18 im Tisch 2 und ein Loch 16 im Band 17 berührt eine Kontaktzunge 15 die Metallplatte 3. Auf der Metallplatte 3 liegt eine mit ihr zu verbindende Glasplatte 4. Diese beiden Teile werden durch das Band 17, welches natürlich auch durch einen Dreh-

s5 tisch ersetzt sein kann, unter die Metallplatte 8 gefördert. Die Metallplatte 8 senkt sich auf die Glasplatte 4. Die Metallplatten 3 und 8 bilden mit der dazwischen liegenden Glasplatte 4 als Dielektrikum einen elektrischen Kondensator 10 (F i g. 6). Legt man nun an diesen Kondensator 10 über den Schalter 13 eine Hochfrequenzspannung aus dem Generator 12, so erwärmt sich die Glasplatte. Ist die Hochfrequenzspannung eine Wechselspannung (F i g. 7), so kann sie nicht zugleich zum Verbinden der Teile 3

und 4 dienen. Vielmehr muß sie abgeschaltet und durch eine Gleichspannung ersetzt werden, sobald die Glasplatte 4 galvanisch leitend wird. Indem die Schalter 13 und 15 Kontakte eines entsprechend ausgebildeten Relais sind, kann diese Umschaltung automatisch zum jeweils richtigen Zeitpunkt geschehen. Der Gleichstrom aus der Batterie 14 (F ί g. 6), deren Pluspol mit der Metallplatte 3 u.id deren Minuspol mit der Elektrode 8 verbunden ist, kann durch ein Zeitrelais nach einer einstellbaren Zeit, welche zur Verbindung der Teile 3 und 4 ausreicht, gleichfalls automatisch abgeschaltet werden.

An Stelle eines hochfrequenten Wechselstromes, der bei galvanischer Leitung des Glases durch einen Gleichstrom ersetzt wird (F i g. 7), kann auch ein hochfrequenter Impulsstrom (F i g. 8) verwendet werden, der bei beginnender galvanischer Leitung des Glases herabgesetzt wird, um eine Erweichung des Glases zu vermeiden.

Da eine Verbindung zwischen Glas und Metall nur dann erfolgt, wenn der positive Pol der Gleichstromquelle am Metall und der negative am Glas liegt, ist eine Verbindung der Elektrode 8 mit dem Glaskörper 4 nicht zu befürchten, da die Polung zwischen diesen Teilen umgekehrt ist. Trotzdem kann die Elektrode8a auf ihrer Unterseite mit einer die Verbindung mit dem Glas4 verhindernden Schutzschichten versehen sein (F i g. 4).

F i g. 2 und 3 zeigen die Verbindung eines Metallflansches 12 mit einem Glasstab 9. Die Elektrode 8 ist in diesem Fall ein Halbzylinder. F i g. 3 zeigt den Kraftlinienverlauf im Stab 9.

F i g. S zeigt die Verbindung eines Metallflansches 12 mit einem Glasrohr 19. Die Elektrode 8 ist hier

stabförmig und wird in das Rohr 19 gesteckt, auf dessen Außenseite der Flansch 12 befestigt werden soll.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung und Schaltungsanordnung zur automatisierten Herstellung von Verbundteilen aus Metall und einem Isolierwerkstoff, insbesondere Glas, mit einem Verfahren, bei dem der Isolationswerkstoff bis zum Eingritt galvanischer Leitfähigkeit unterhalb seines Erweichungspunktes erhitzt und die Verbindung der aneinanderliegenden Teile sodann durch Stromlöitung hergestellt wird, indem die Pole einer Gleichspannungsquelle einercits an das Isolationswerkstoffteil und andererseits an das Metallteil angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den auf einem schrittweise bewegten Förderband (17) aufeinander liegenden ao zu verbindenden Teile (3, 4) das unten liegende Metallteil (3) an einer Stelle des Förderbandweges einen Schleifkontakt (15) und das oben liegende Isolierwerkstoffteil (4) eine auf und ab bewegliche Elektrode (8) berührt, wobei zwischen »s Schleifkontakt (15) und Elektrode (8) zunächst eine Hochfrequeiuwcchselspannung und - nach Leitendwerden des Isolierwcrkstoffteüs (4) — aie zum Verbinden der Teile (3, 4) erforderlteho, nach der zum Verbinden erforderlichen ΜΛ durch ein Zeitrelais abgeschaltete Gleichspannung liest·

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung einer Hocnrreqiienzimpulsspannung, die durch einen Relaisschalter bei Leitendwerden des Isolierwcrkstoffleils herabgesetzt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8 a) mit einer die Verbindung mit dem Isolierwerkstoff teil (4 verhindernden leitenden Schicht (8« versehe»

"%. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verbindung von Glasstäben mit Metallrohren, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) ah; Halbzylinder neben das mit dem Glasstab (9) zu verbindende Rohrstück (12) gesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verbindung von Glasstäben mit Metallrohren dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) ^s ZyImder in das Glasrohr (19) eingeführt ist. auf dessen Außenseite das Metallrohr (12) sitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen