DE2349994A1 - Verfahren zur herstellung eines schmelzeinsatzes und nach dem verfahren hergestellter schmelzeinsatz - Google Patents

Description

H. Schurter AG. 6002 Luzera

Verfahren zur Herstellung.eines Schmelzeinsatzes und nach dem Verfahren hergestellter Schmelzeinsatz

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schmelzeinsatzes, bei welchem auf den beiden Enden eines Isolierrohres je eine Kappe befestigt ifirdo Sie betrifft ferner einen nach diesem Verfahren hergestellten Schmelzeinsatz.

Hinsichtlich der Befestigung der Kappen am Isolierrohr sind im wesentlichen folgende Schmelzeinsatzarten bekannt:

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a) SchmelseiEneätze, deren Irolierrohre leicht gegen innen ragende Rohrenden, aufweisen₉ in welche eine am Kappenboden aufgelötete Zinnseh@ibe eingreift«, Diese Befestigungsart wird als Innenlötstelle bezeichnet„

Bei der Herstellung dieser Schmelzeinsätze ist die den Kappen zugefUhrte Wärmemenge äusa&rst kritische Eine zu geringe Wärmemenge kann wegen ungenügenden Zinnflueses zu lockeren, verdrehbaren una dabei den Schmelz» leiter abreisaenden Kappen führen.» Eins zu groese Wärmemenge kann zu !©ii&Fcssmgeffi de© BshmelssXeiters führen«,

Dae für eliae^ g»t@si Sismi'luae »nerläesliche Flues·» aittel karüä a«lsch@a l©pp® uaö Sdisaelsleitsr isolierend wirken oder ab©? iu Kosroslon Aalase geben_e" ist iaabesonö®!⁶® · feei d©a für Wider&t&Gdedxa loiter uaerlässliefe®» ®ggs"®gsiv©a Fiuseiaitteln der FaUL₉ die ffiic&t aus des Sehs®ls@irae®ts entferabar sind_o Daher etui solch© 8€te@li©iBeäts@ mit Uifie^standiS^Mfeten al,e aicht teejtsteilbare

01® genannten «2nd andere ü&eht@ile maehea eiae universelle AnwenduQg der HerstsllaagstecMik fait If?.a®ßlötatelle

unmöglich, βο dass diese Methode für viele Fälle auaser Betracht fallen

b) Schmelzeinsätze· deren Kappen auf das Iealierrohr aufgepresst sind₀

Bei der Herstellung dieser Schmelzeinsätze wird das Ende des zwischen.Isolierrohr und Kappe einzuklemmenden Schmelzleiters oft so stark beim Aufpressen der Kappe gespannt, dass nicht nur unerwünschte Zugspannung und Verdehnen, sondern auch Reissen des Schmelzleiters ein» tritt«

Sehr Problematisch ist sodann, dass das Isolierrohr einerseits mit genügend Festigkeit und andererseits mit geringer Toleranz gefertigt werden muss«. Wenn auch die Kappen mit guter Genauigkeit fertigbar sind, so können doch oft die zu grossen Toleranzschwankungen der Isolierrohre nicht ausgeglichen werden, was bei zu dicken Rohren zu Schmelzleiterschäden und Rohrbruch und bei zu dünnen Rohren zu Kontaktmangel und lockeren Kappen führen kann»

Auch liier steht also der Fertigung der Schmelzeinsätze die mangelnde Vielfalt in der Anwendbarkeit entgegen

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c) Schmelzeinsätee mit aufgekitteten bzw,, aufgeklebten Kappeno

Am vielfältigsten herstellbar sind bislang diese Schmelzeinsatz mit aufgekitteten oder aufgeklebten Kappen _o

Leider ist bei der Fertigung solcher Schmelzeinsätze die Auswahl der geeigneten Kitte oder Kleber durch deren Eigenschaften stark eingeengte

Ein geeigneter Kitt oder Kleber darf weder korrosiv wirken noch sollte er feuchtigkeiteempfindlich oder gar hygroskopisch sein, was fast unvermeidlich isto

Die meisten Kitte oder Kleber haften schlecht auf unbehandeltem Olas.

Die wenigsten sonst geeigneten Kitte oder Kleber haben eine ausreichende Temperaturbeständigkeit,

Die mangelnde Haltbarkeit der Xittuag oder Klebstelle kann zum Lockern der Kappen, zu deren Verdrehen

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und dabei zum Abreiasen des Schmelzleiter führenc Hier spielt nicht nur die an sich schlechte oder durch Wärme bzwο Feuchtigkeit nachträglich verminderte Haftung eine Rolle_t Sondern es kann auch eine zu geringe Kitt- oder Klebermenge die Ursache sein,

Toleranzschwankungen können nicht einfach durch ein generelles Ueberdosieren an Kitt oder Kleber bei der Herstellung kompensiert werden» weil auslaufendes oder abtropfendes Überschüssiges Material Ieolierstellen und andere Fehler bewirken« ja sogar die Herstellungseinrichtungen betriebsuntüchtig machen kann»

Um die Tropfzeiten und insbesondere die Härtezeiten der Kitte und Kleber zu verkürzen, muss man zur Wärmebehandlung Zuflucht nehmen, was gewisse Schmelzleiter gefährden· kann_o

Die ganzen Umstände mit Kitt bzw» Kleber stehen einer rationellen Fertigung oft erheblich im Wege und behindern die Automationο

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, zur Herstellung eines Schmelzeinsatzes zu schaffen, wel= ches hineichtlich der Universalität denjenigen mit aufgekitteten oder aufgeklebten Kappen nicht nachsteht, eich für die rationelle Fertigung eignet und das Vermeiden lockerer Kappen zulässt» Ferner wird die Schaffung eines hinsichtlich der Kappenbefestigung unproblematischen Schmelseineatzes angestrebte ■

Das erfindungsgemässe Verfahren ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass auf Jedes Isolierrohrende unter Zwischenschaltung einer Ausgleichsschicht aue eines oberhalb der Betriebstemperatur des Schoelzeinsatzes schmelzenden Ausgleichsmaterial je eine Kappe aufgesetzt und einer Wärmebehandlung unterworfen wird, bei der die feste Ausgleichsschicht unter Erhitzen der Kappe geschmolzen und vor dem Abkühlen der Kappe auf Raumtemperatur wieder erstarren gelassen wird»

Die Erfindung betrifft auch die nach diesem Verfahren hergestellten Schaelzeinsätze, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass jede Kappe auf das eine Ende des Isolierrohree thermisch aufgeschrumpft ist und zwischen

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Kappe und Isolierrote ein Riag au® einem festen Ä5Ms<=> gleichsmateriai vorgesehen Ist«

Dabei weitet eich die Kappe beim Erhitzen- thermisch auf, die Ausgleichsschicht schmilzt@ und si® erstarrt dann wieder» bevor sich die Kappe wieder-richtig zusammengezogen hat=, Das wieder©retarrte Ausgleichs- material bildet zwischen Kappe und Isolierrohr einen festen, die Sicke des Abstände dieser beiden Teile aufweisenden Ring, auf welchen beim weiteren Abkühlen die Kappe thermisch aufschrumpft, wodurch sie am Isolierrohr befestigt wird»

Die Ausgleichsachicht kanu vorteilhaft dadurefe zwischen Kappe und leolierrohr gegeben werden,, dass sie als Schicht auf der entsprechenden. Innenfläche der Kappe vorgesehen wird, wobei auch der Rest der Kappe mit einer .Schicht aus Ausgleichsmaterial Überzogen sein kann« Dies ermöglicht ein sicheres und einfaches Anordnen der festen Ausgleichsschicht beim Aufsetzen der Kappe, wobei die Lage der Ausgleicheschicht auch für die Wärmebehandlung günstig ist· .

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Dort, wo man die Kappe durch eine Abdeckkappe überdecken will, kann diese Abdeckkappe ZnB_a durch Aufpressen auf die wärmebehandelt© Kappe aufgebracht werden_o Alternativ kann die Abdeckkappe ihrerseits auf die Kappe ahn- lieh aufgebracht werden, wie die Kappe auf dem leolierrohr= Eine Abdeckkappe kann unter Zwischenlage einer Ausgleichs- schicht der genannten Art auf zwei Weisen auf die Kappe aufgebracht und wärmebehandelt werden_o

Im einen Falle kann vor der Wärmebehandlung der Kappe auch gleich die Abdeckkappe (natürlich unter Zwischenschaltung einer Ausgleichsschicht) auf die Kappe aufgesetzt und eine einzige gemeinsame Wärmebehandlung der genannten Art durchgeführt werden, was den Vorteil der Ersparnis einer Wärmebehandlung bringen kann«.

Im anderen Fall kann man vorerst die Kappe auf dem Isolierrohr befestigen und dann nach der Wärmebehandlung die Abdeckkappe (natürlich wieder unter Zwischenschaltung einer Ausgleichsschicht) auf die Kappe aufsetzen und eine weitere Wärmebehandlung der genannten Art durchführenο

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Die Ausgleichs schicht kann vorteilhaft und Vorzugs-= weise als Beschichtung der Kappe und/oder der Abdeckkappe vorgesehen werden, wobei für die Ausgleichsschicht zwischen Isolierrohr und Kappe bzw ο zwischen Kappe und Ab-» deckkappe verschiedene Materialien verwendet werden können» Vorzugsweise handelt es sich jedoch in beiden Fällen um das gleiche Ausgleichsmaterial, das weiter bevorzugterweise als Schicht auf der Kappe vorgesehen sein kann» Dies gestattet es,auch eine von Auegleichematerial freie Abdeckkappe, ZoBo mit geeigneter Oberflächenveredlung zu verwenden.

Veil man anstelle von Kitt oder Klebstoff mit einer festen Ausgleichsschicht arbeitet, können alle Umständlichkeiten und Gefahren des Aufkittens oder Aufklebens der Kappen vermieden werdesu Well nun dies© feste Auegleicheschicht b'eim Schmelzen In der Folge von Kapillarwirkung, Oberflächenspannung und anderen Einflüssen einen geschmolzenen Hing zwischen Kappe und Isolierrohr und/oder zwischen Kappe und Abdeckkappe bildet, wird der Abstand der genannten Teile überbrückt* Beim Erstarren der Schmelze bleibt diese Ueberbrückung in Form eines festen Ringes

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aus Ausgleichsmaterial bestehen, wobei beim Kelteren Abkühlen der Kappe die Kappe auf diesen Ring aufschrumpfte Bei der sehr einfach zu handhabenden Temperaturregeliing fUr dae Abkühlen ergibt sich in der Regel automatisch, dass die Kappe und/oder die Abdeckkappe im Augenblick des Eretarrens der vorher geschmolzenen Ausgleichsschicht gerade die Temperatur besitzt,, bei welcher die Ausgleichs« schicht sich verfestigt. Es ist also in der Regel ein konstantes Temperaturniveau vorhanden, bei welchem das Aufschrumpfen der Kappe oder Abdeckkappe beginnt, so dass auch die durch das Aufschrumpfen erzeugten Kräfte im wesentlichen konstant sein können. Dadurch werden Toleranzschwankungen zwischen Kappe und Rohr Überbrückt und in ihrer Wirkung auf den Pressdruck zwischen Kappe und Rohr eliminiertο Man kann also auaeerordentlich präzis reproduzierbare Ergebnisse erhalteng ohne lockere Kappen riskieren zu müssen* Dies unterscheidet das erfindungsgemäese Verfahren und dessen Erzeugnisse auch von den anderen bekannten Schmelzeinsatzarten vorteilhaft«

Der Schmelzleiter kann an den Kappen und/oder an den Abdeckkappen auf beliebige Weise, 3J₀ durch seitlichee Festhalten oder mittels einer Aussenlötetalle

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(Einlöten dee Schmelsleiterendes in eia seatrsles Loeh der Zappe* durch einen von arasea aufgebrachten Zfrrotropfen), erfolgenα

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläuterte Es zeigts FIg₃ 1! eine teilweise längegeschnittene Ansieht eines

erfindungsgeffläseen Schmelzeinsatzes und Pig» 2 eine dem geschnittenen Teil der Fig. 1 ähn-. liehe Schnittdarstellung einer anderen AusfUhrungsform.

Man erkennt iss Figo 1 das Ieolierrehr 1 {insbesondere aas Glas) vma die.auf den beiden Enden dieses Isolier- rohres befeetigten Kappen 2 und 2„ Die lappen Z und 3 sind durch den »wischen ihnen und der Isolierrohrwand festgehaltenen Schmelzleiter 4 miteinander elektrisch leitend verbunden» Anstelle der hier gezeigten seitlichen Halterung, des Schmelzleiter 4 könnte auch eine solche durch andere Mittel, ZoBo durch eine Aussenlötstelle, vorgesehen seinο

In beiden Figuren 1 und 2 erkennt man zwischen der Kappe 2 und dem Isolierrohr 1 die Ausgleichsschicht 5,

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welche einen festen Hing gwisehea läpp© 2 und Isolierrohr bildet» wobei die Kappe 2 la der beschriebenen Weiae durch eine Wärmebehandlung aiaf das Isolierroto aufgeschrumpft wurde« lsi Figo 2 erkennt pan darüberhinaus über der Kappe 2 eine Abdeckkappe 6_P welche ebenfalls durch Wärmebehand*= lung in beschriebener Weise unter Zwischenschaltung einer Ausgleichsschicht 5" auf die Kappe 2 aufgeschrumpft worden istο Auch im Falle der Figo 2 'könnte der Schmelzleiter 4 anders als gezeigt befestigt seinο Er könnte beispielsweise zwischen Kappe 2 und Abdeckkappe 6 gehaltert sein, wobei dann allerdings die Kappe 2 »ia entsprechendes Loch aufweisen musste«

Ee sei angenommen, dass die Auegleichsechichten 3 und 5* eine im wesentlichen Zinn und Blei enthaltende Legierung mit einem Schmelzpunkt zwischen 200 und 300 ⁰Q Bind. Die Schichten 5 und 5° wurden auf die Kappe 2 dadurch aufgetragen, daee eie mit einer Schmelze der genannten Le gierung behandelt wurdeftoDie Herstellung des Schmelseinsatzes der Fig. 2 erfolgte wie nachstehend beispielsweise beschrieben:

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In dae Isolierrohr 1 wurde ein Stück Schmelzleiter 4 bo eingezogen, dass seine beiden Enden Über die Rohrenden herausragtenο Es wurde je eine Kappe 2 auf die beiden Enden des Rohres 1 so aufgesteckte dass die Enden des Schmelzleitere 4 in der gezeigten Weise umgebogen wurdenο Die Kappen sasaen locker auf dem Rohr Io Sie wurden nun durch locker aufgesetzte Abdeckkappen 6 Überdeckt und einer möglichst raschen Erwärmung Über die Schmelztemperatur der Legierung der Schichten 5 und 5' durch eine Gasflamme unterzogen, worauf man sie auskUhlen liess.

Dabei erfolgte die bereite mehrfach beschriebene Aufschrumpfung der Kappen_o Analog kann auch für die Herstellung eines Sohmelzeinsatzes der Figo 1 vorgegangen werdenο Man kann auch vorerst einen Schmelzeinsatz nach Figo 1 fertigstellen und hierauf in einem getrennten Behandlungegang Abdeckkappen 6 Über die Kappen 2 und 3 des Schmelzeinsatzes der Figo 1 anbringen_o

Abdeckkappen 6 können aber auch auf die Kappen 2 oder 3 aufgepresst werden» Dieses Aufpressen ist nicht

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mehr von grosses Toleränsechwank'ungen bedroht „ weil ja in bereite genannter Weise die Kappen 2 und 3 wegen der AuBgleicheschicht 5 u&nd der genannten Temperaturbedingungen einen Ausgleich von Toleranzen weiteatgehend herbeigeführt haben_o

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BAD

Claims (1)

1. Veriätean mir
lbei welchem aiaf den beiden H&tem ©ines Xg©li®»olSTOis -J© ©ine Sappe "befestigt tdxd* d a d u -r β Si geläaigiioSin e t , dass auf Jedes Isolieanrobrende*. rater Zvisenensclaaltung einer Ai2sgleicnssoM,cnt aus eimern ©berlsaXb der Betriebstemperatur des Scbmelseinsatzes

je eine Sappe aufgesetzt ixod einer WSxsaebebssdlixQg tmtertrorfen wird, bei der die feste iusgleichsscliieht unter Eraitsen der Kappe gesohmoläen und ?^r de® ÄlafcUhlea der Ss>ppe auf Iäuib- tempexatnr wieder erstarren

2· TezdEaiireaa,

dass eine Abdeckkappe iib&r der 1>e@@^@ü JD&ppe bef eetlgt nird·

3· Terfanren naoh Anspruoh 2_t dadusok gekennseichnet_y dass ana Befestigen der Abdeckkappe über der Sappe eine Ausgleicneschiont aas einem oberhalb der Betriebstempra des Sonmelseinsatses ρ«ίΐΒηηΐφηη^«>τ< ^,φρ^τ,^^φρίΜ^^Γ^^^ smisonen Sappe und Abdeckkappe gegeben wird und sine Väsmebebandlxmg durobgefUbxt v±ed» bei wbIxHobt diese feste Aiisgleichsscnlcnt unter Srnltsen der Abdeckkappe geschmolzen und Tor dem Abkühlen der Abdeckkappe auf Zimmertemperatur wieder erstarren gelassen

wird« '

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^ΒΑΌ

4. Verfahren nach. Ansprach 3* dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe nach Vollendung der Wärmebehandlung der Kappe auf die Kappe aufgesetzt und dann eine zweite Wärmebehandlung durchgeführt -wird.

5· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe vor der Wärmebehandlung der Kappe auf die Kappe aufgesetzt und eine gemeinsame Wärmebehandlung durchgeführt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Ausgleicheschichten als Beschichtung der Kappe vorgesehen ist«

7· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ausgleichsschioht aus Metall, vorzugsweise Zinn und/oder Indium enthaltend, verwendet wird.

8. Schmelzeinsatz, hergestellt nach dem Verfahren gemäss wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7_f dadurch gekennzeichnet, dass jede Kappe auf das eine Ende des Isolierrohres thermisch aufgeschrumpft ist, und zwischen Kappe und Isolierrohr ein Ring aus einem festen Ausgleichsmaterial vorgesehen 1st«

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BAD OPdGfNAL

9 s Schmelzeinsatz nach insprach S₉ aadoreh- gekennzeichnet ₈ dass das Aiisgleichsmaterial syrischen läppe und Isolierrohr eingeschmolzen ist»

10,. Schmelzeinsatz nach wenigstens einem der Ansprüche 8 -und S₉ dadurch gekennzeichnet₉ dass auf jede Zappe eine Abdeckkappe befestigt ist.

11. Schmelzeinsatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet» dass die Abdeckkappe thermisch auf die Kappe aufgeschrumpft ist und zwischen Abdeckkappe und Kappe ein Ring aus Ausgleichsmaterial eingeschmolzen ist.

12* Schmelzeinsatz nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Isolierrohr und Kappe einerseits und zwischen Kappe und Abdeckkappe andererseits verschiedene Ausgleichsmaterialien vorgesehen sind·

13» Schmelzeinsatz nach den gekennzeichnet „ dass zwischen XsoXiexrol]®¹ «ad Sappe "sad zwischen Isolierrohr und Kappe und Abdeckkappe
vorgesehen ist.

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14« Schtaelseinsats nach wenigstens einem der Ansprüche 8' bis 15 5 dadurch geSe-Basseiclmet,, dass wenigstens eines der AusgleichsiBaterialien ein Metall, insbesondere ©in Zinn rsnd/oder Indium enthaltendes Metall- ist.

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