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Elektrische Verbindung Die Stromübertragung von einem Leiter zu einem
anderen erfolgte bisher durch elektrische Verbin-(hingen, die auf dein Wege des
Lötens, Schweißens, Anklemmens, federnden Anlegens u. dgl. hergestellt wurden. Alle
diese Verbindungen erfordern infolge der Vielgestaltigkeit verschiedene Maßnahmen
zu ihrer Herstellung. So muß z. B. das Kabelende vor dem Aufsetzen eines Kabelschuhes
ih der Wärine verzinnt tind anschließend durch weitere Wärmezufuhr finit demselben
verlötet werden. Sollen Aluininiutnkal)el miteinander verbunden werden, so ist die
Herstellung mittels eines Schweißvorgangs notwendig. In anderen Fällen besteht die
Notwendigkeit, die Verbindung durch fest aufgeschraubte Klemmen oder federnd anliegende
Bürsten oder Kufen zu t-cr@@ irl.lirlten, z. 1i. bei Schweißinaschinen die eingeklemmten
Elektroden bzw. der angeschraubte Massepol, der mittels Schraubzwinge eingeklemmt
ist. Das Verschweißen größerer blanker Drahtlängen erfolgt bisher dadurch, daß das
Ende dieses Drahtes ständig zwischen federnd anliegenden Kupferbacken gleitet.
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Die angeführten Verbindungsarten haben Nachteile in verschiedener
Hinsicht. So ist z. B. das Aufsetzen eines Kabelschuhes durch Löten von dem sauberen
Vorbereiten des Kabelschuhes, .insbesondere jeder Kabelader sowie der KabeIschuhbohrung,
abhängig. Ferner ist es nötig, beim Löten jede Ader des Kabels so zu erfassen, daß
eine gleichmäßige elektrische Belastung des Kabelquerschnitts gewährleistet ist.
Bei Schweißverbindungen besteht die Gefahr starker Gasbildungen, welche
die
Entstehung von Hohlräumen begünstigen und damit eine einwandfreie Verbindung von
Natur aus gefährden. Bei Klemmen oder federnd anliegenden Organen, wie Backen, Kufen
od. dgl., entstehen an den Übergangstellen leicht örtliche Erwärmungen, die sich
bis zu Verbrennungen des Metalls steigern.
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Die genannten Nachteile zu beheben, hat die vorliegende Erfindung
zum Zweck, und es wird die Erfindung darin gesehen, daß die miteinander zu verbindenden
Leiterenden vermittels Metall- oder Eisenpulver umhüllt und/oder eingebettet werden.
Zu diesem Zweck werden die Leiterenden in Metall-oder Eisenpulver auf mechanischem
Wege eingepreßt.
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Anwendungsbeispiede derartiger elektrischer Verbindungen sind in der
Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Kabelschuh während der Herstellung
der Verbindung, teilweise im Längsschnitt, A.bb. 2 einen Querschnitt der Abb. i
nach Linie A-13, Abb. 3 den Kabelschuh gemäß Abb. i nach Fertigstellung der elektrischen
Verbindung, Abb.4 einen Längsschnitt durch ein Kontaktkissen, Abb. 5 einen Querschnitt
der Abb.4. Abh. 6 Ansicht einer Schweißzange, teilweise im Schnitt, Abb. 7 einen
Schweißkopf im Längsschnitt.
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Es hat sich herausgestellt, daß in jedem Fall dann eine gute elektrisch
leitende Verbindung entsteht, wenn die miteinander zu verbindenden blanken Leiterenden
von einem _ Metall- oder Eisenpulver umhüllt sind. Bestehen die Leiterenden aus
mehreren Teilen, wie beispielsweise die Kabel aus einer Vielzahl von Adern, so ist
es zweckmäßig, letztere voneinander zu trennen und diese ebenfalls in Metall- oder
Eisenpulver einzubetten. Eine leichte Zusammenpressung der Verbindung genügt, um
in jedem Fall einen dauernden guten Durchgang des elektrischen Stroms ohne Funkenbildung
zu erreichen. Damit kommt die überaus schwierige Verschweißung zum Fortfall, die
nur von geübter Hand ausgeführt werden kann, weil, insbesondere bei Leitern aus
Aluminium, die starke Neigung zur Bildung von Oxydschichten :berücksichtigt werden
muß.
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Die Erfindung findet auf solche Kabelschuhe Anwendung, welche einen
hohlen Schaft aufweisen, wie er aus den Abb. i bis 3 hervorgeht. Ein solcher Kabelschuh
besteht im wesentlichen aus der Anschlußklemme i und dem Schaft 2. Der Hohlraum
des Schaftes 2 besitzt eine Verjüngung 3, die sich zum offenen Ende 4 hin konisch
erweitert, wie es aus Abb. 3 hervorgeht. Die Verjüngung 3 wird gemäß Abb. i durch
eine Hülse 5 gebildet. Letztere weist eine zylindrische Außenwandung auf und wird
in die zylindrische Bohrung des Schaftes 2 eingeschoben. Die Hülse 5 weist eine
Ringnut 6 auf, in welche durch die Wandung des Schaftes 2 hindurchgesteckte Stifte
7 eingreifen. . Auf diese Weise wird die Hülse 5 in ihrer Lage gehalten. Es ist
auch möglich, den gleichen Zweck durch Einsetzen eines Spreizringes zu erreichen.
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Die Wandung des Schaftes 2 besitzt an ihrer Stirnseite 8 eine Bohrung,
in welcher eine Preßschraube 9 'eingesetzt ist. Letztere dient zur Erzeugung des
Einpressungsdrucks. Die Sehraube 9 läuft zweckmäßigerwe-ise in einer konischen Spitze
io aus. Wie aus der Abb.3 ersichtlich, ist das Kabelende i i bei 12 konisch von
seiner Isolierung teilweise befreit und hiermit in den konisch sich verjüngenden
Teil des Schaftes 2 eingeführt. Die einzelnen Adern des blanken Kabelendes werden
in den zylindrischen Hohlraumteil 13 des Schaftes 2 vermittels der Schraube 9 fest
gegen de Schaftwandung gepreßt. Um die einzelnen Kabeladern mit Metall- oder Eisenpulver
zu umgeben bzw. in dem letzteren einzubetten, bedient man sich vor dem Einsetzen
der Preßschraube 9 einer schwertartig ausgebildeten Füllschraube 14, die in Abb.
i gezeigt ist. Letztere weist eine durchgehende Axialbohrung 15 auf, die an dem
dem Gewinde gegenüberliegenden Ende in einen Trichter 16 ausläuft. An dem Gewindeende
ist die Füllschraube 14 als ein Schwert 17 ausgebildet und konisch zugespitzt.
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Nachdem ein Kabelende blank gemacht und an einem anschließenden Teil
konisch von seiner Isolierung befreit sowie in den Schaft 2 eingeschoben ist, findet
das Umhüllen und Einbetten der Kabeladern in dem Hohlraum 13 des Schaftes 2 in der
Weise statt, daß die Füllschraube 14 entgegengesetzt dem Aderdrall in den Schaft
eingeschraubt wird. Hierbei werden die Adern auseinandergezwängt, so daß ein mehr
oder weniger großer Hohlraum entsteht. Hierauf wird in den Trichter 16 das zur Verwendung
kommende Metall- oder Eisenpulver eingeschüttet, welches durch die Axialbohrung
15 in den vom Schwert 17 gebildeten Hohlraum rieselt. Wird nun die Füllschraube
14 herausgeschraubt und die Preßschraube 9 eingesetzt, so erfolgt ein Einspannen
des blanken Aderendes auf mechanischem Wege, wobei die einzelnen Adern im Metall-
oder Eisenpulver eingebettet liegen. Wenn aus betrieblichen Gründen der Kabelschuh
vom Kab-elende entfernt werden soll, so wird die Preßschrau;be 9 herausgenommen
und das Kabelende aus dem Schaft 2 herausgezogen. Da hiergegen die im zylindrischen
Teil 13 des Schaftes --
eingezwängten Adern wegen der Verjüngung 3 einen mehr
oder weniger großen Widerstand leisten, hat man die Hülse 5 mit zylindrischer Außenwand
eingesetzt. Werden die Bolzen oder Stifte 7 entfernt, so läßt sich das eingesetzte
Kabelende mit der Hülse 5 leicht herausziehen.
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Es kommt in der Praxis häufig vor, an Werkstückteilen mit verwickelter
Oberflächengestaltung eine elektrisch gut leitende Verbindung herzustellen. Das
läßt sich im Sinne der Erfindung durch Anwendung eines Kontaktkissens leicht ermöglichen,
welches in den Abb. 4 und 5 beispielsweise dargestellt ist. Das Kabelende 18 wird
zunächst von seiner Isolierung befreit und das Ende der Isolierung in eine mit Außenge-,vinde
versehene Schraubenhülse i9 eingeschoben. Letztere wird in
eine
konisch ausgestaltete und mit Schlitzen versehene Spatenhülse 20 eingeschraubt,
die sich infolge ihrer Ausgestaltung in der Haltemutter 2t festklemmt. Ati der Haltemutter
21 ist der Rand eines Belltels 22 befestigt, dessen Hülle aus einem biegsamen, elektrisch
leitenden Gewebe besteht. Als Werkstoff findet hierfür vorzugsweise Kupfer od. dgl.
Verwendung. In dem Innern des Beutels 22 befindet sich :Metall- oder Eisenpulver23.
Letzteres umgibt völlig die freigelegten Adern 24 des Kabelendes 18.
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Ein gemäß oli ger Darstellung ausgestalteter Beutel 22 im Sinne der
Erfindung braucht nur auf einen Leiter von beliebiger Oberfläche aufgelegt zu werden,
uni eine elektrisch gut leitende Verbindung herzustellen. Die elektrisch gut leitende
Verbindung entsteht dadurch, daß die Beutelhülle infolge ihrer hohen Biegsamkeit
sich an jede Oberflächengestalt leicht anschmiegt und außerdem der Beutelinlialt
aus Metall- oder Eisenpulver 23 jede Ader an ihrer gesamten Oberfläche einbettet.
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Der Gegenstand der Erfindung läßt sich auch auf eine Schweißzange
anwenden, wie sie in Abb. 6, teilweise im Schnitt, dargestellt ist. Eine solche
Schweißzange besitzt einen hohlen Schaft 2, in welchem (las Ende des _Kahels i i
in gleicher Weise eingesetzt ist, wie die Alb. i bis 3 zeigen. Über (1e11 Scli<ift
2 ist zur Isolierung ein Handgriff 25 ii.l)ergeschol>en. An der sich am Schaft 2
anschließenden Klemme i ist die eigentliche Zange angeschraubt. Die Zange besteht
im wesentlichen aus einem 13üge1 26, dessen Enden 27 und 28 einander gegenüberliegen
und somit als ein- Werkstücke einspannendes sowie den elektrischen Strom übertragen(les
Organ leicht ausgebildet werden können. Zweckmäßigerweise erhält der Bügel 26 aufs
seinem mittleren Teil eine Isolierung 29. Das Bügelende 28 ist mit einem Kontaktkissen
3o ausgerüstet. Das gegenüberliegende Bügelende 27 besitzt Ausnehmungen 31, um eine
günstigere Erfassung des zu schweißenden Gegenstandes zu gewährleisten. Das an dem
Bügelende 28 befestigte Kontaktkissen 30 sichert einen guten Stromübergang auf das
Werkstück, weil die Beutelhülle infolge ihres biegsamen Werkstoffes und ihres pulverförmigen
Inhaltes sich an jeder gegebenen Oberflächengestalt anschmiegt.
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In der Elektroschweißung bedient man sich namentlich 1>e1 der Verschweißung
stärkerer Elektroden hoher Stromstärken. Letztere bedingen einen großen Leitungsquerschnitt,
um den Widerstand auf ein erträgliches Maß zu verringern, sowie unerwünschte Erwärmungen
in den einzelnen Organen zu vermeiden. Für gewöhnlich bevorzugt man Leitungen aus
Kupfer, mit Rücksicht auf dessen gute elektrische Leitfähigkeit. In solchen Fällen,
in welchen mit Rücksicht auf die übrigen technologischen Eigenschaften Kupfer sich
nicht verwenden läßt, kommt Stahl zur Anwendung, indem dieser Werkstoff eine 1?inlage
gut leitender Metalle erhält. Für die selbsttätige Elektroschweißung ist es notwendig,
daß die Stromülx rtragung auf die Elektrode unmittelbar vor der Schweißstelle erfolgt.
lange Elektroden, wie Schweißdrähte o(f. dgl., würden auf ihrer großen Länge eine
unbotmäßige Erwärmung erleiden, die ein weiteres Schweißen unmöglich macht. Infolgedessen
kommen ohne Zuhilfenahme besonderer Hilfsmittel nur sehr kurze Elektroden zur Anwendung.
Es ist möglich, lange, jedoch umhüllte Elektroden zu verwenden. Diese bedingen jedoch
eine zumindest teilweise Entfernung der Umhüllungsmasse kurz vor .der Schweißstelle.
Alle diese Umstände führten dazu, auf lange Schweißelektroden im allgemeinen zu
verzichten. So konnten auch beispielsweise Innenschweißungen in Rohren bisher nicht
durchgeführt werden. Die Schweißdrähte od. dgl. mittels Rollen od. dgl. Mittel zu
leiten, führt nicht zum Ziel, weil auf diese Weise eine allzu geringe Übertragungsfläche
entstehen kann, so daß eine sehr große Belastung in der jeweiligen Berührungsstelle
auftritt, die zu Funkenbildung führt und in kurzer Zeit ein Weiterarbeiten der Führungsorgane
unmöglich Macht. Bei Verwendung von Führungsschienen ohne bewegliche Rollen tritt
ein sehr großer Verschleiß in den Kupferführungen ein; außerdem erfordert der Vorschul)
große Kräfte, um die hohen Reibungen zu überwinden.
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Die genannten Mängel lassen sich durch die Anwendung des Erfindungsgegenstandes
auf den in der Alrl>.7 dargestellten Schweißkopf beheben. Er hat vorzugsweise die
langgestreckte Form eines verhältnismäßig kurzen Rundstabes und besitzt einen Hohlraum
32, der mit Metall- oder Eisenpulver 33 ausgefüllt ist. In den letzten mündet eine
etwa axial verlaufende Bohrung 34, die zur Einführung der drahtförmigen Schweißelektrode
35 dient. Nach dem Durchlaufen des Hohlraumes 32 tritt der Schweißdraht durch die
Mutter 36 aus, um von hier unmittelbar zur Schweißstelle zu gelangen. Ein Herausrieseln
des Metall- oder Eisenpulvers 33 in die Bohrung 34 wird durch eine an sich bekannte
Dichtung 37 vermieden.
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Es ist sehr wesentlich, während des Schweißvorgangs zwischen Schweißkopf
und Schweißdraht einen guten elektrischen Stromübergang zu erzeugen und fernerhin
den Draht sowohl leicht einzuführen als auch nach einem gewissen Albrand leicht
vorzuschieben. Infolgedessen wird dafür gesorgt, daß der Schweißdraht innerhalb
des Hohlraumes 32 während des Schweißvorgangs vom Metall- oder Eisenpulver fest
an die Wandung des Kopfes gedrückt und während der übrigen Zeit die Pressung aufgehoben
wird. Zu diesem Zweck ist eine Stellschraube 38 in die Kopfwandung eingesetzt. Diese
Axialverschiebung hat eine Änderung des Rauminhaltes 32 zur Folge, so daß auf diese
Weise der Anpreßdruck auf den Schweißdraht 35 leicht geregelt wird.
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Der Schweißkopf ist um seine Längsachse bei 39 drehbar angeordnet
und befestigt. Um einen Schweißdraht 35 einzuführen, erfolgt eine Verdrehung des
Kopfes. Das Herausdrehen der Verstellschraube 38 hat zur Folge, daß der Rauminhalt
des Hohlraumes 32 sich vergrößert und das Eisenpulver ein leichtes Einschieben des
Drahtes 35 zuläßt. Letzterer schiebt sich durch die Dichtung 37
uIn
die Führung 4o und tritt .bei 36 aus. Hierauf folgt ein Eindrehen der Schraube 38,
um den Draht 35 in der Metall- oder Eisenbettung festzuspannen. Damit kann der Kopf
in seiner Arbeitsstellung gedreht werden. Die Feststellung erfolgt durch eine Feststellschraube
41.