DE874392C

DE874392C - Loetverbindung eines Metallteiles von beschraenkter Dicke mit einem metallischen Gegenstand mittels eines Bolzens

Info

Publication number: DE874392C
Application number: DES20742A
Authority: DE
Inventors: Karl Joel Aversten
Original assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Current assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Priority date: 1949-11-03
Filing date: 1950-11-01
Publication date: 1953-04-23
Also published as: CH291719A; NL83603C; CH291571A; BE499139A; FR1028927A; GB681586A; US2711915A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lötverbindungen und insbesondere auf elektrische Kontaktverbindungen für Metallteile. Solche Verbindungen werden z. B. bei Schienen verwendet und bestehen dann aus einem leitenden Kabel mit Kontaktschuhen an beiden Enden, die an den Schienenenden z. B. mechanisch, durch Löten oder Handschweißung befestigt werden. Die Lötung hat den Vorzug, daß das Material, z. B. die Schienen, an den Kontaktstellen nicht bis zu solchen Temperaturen erhitzt zu werden braucht, bei denen es schmilzt oder aushärtet, verlangt aber andererseits geschicktes Arbeiten, um eine zufriedenstellende Haltbarkeit zu gewährleisten.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine in ihrer Anwendung weitgehend einfach zu handhabende Kontaktverbindung von zufriedenstellender Haltbarkeit zu schaffen und ebenso ein \rerfahren zu ihrer Anwendung anzugeben. Weiter macht sich die Erfindung zur Aufgabe, die Kontaktverbindung so auszubilden, daß sie leicht zur. elektrischen Verbindung z. B. von Schienen oder andersartigen metallischen Konstruktionselementen, wie Trägern, Metallröhren oder solchen Bauteilen wie Sammelschienen, mit Erden benutzt werden 'kann.

Erfindungsgemäß ist einer der zu verbindenden Metallteile mit einer Öffnung versehen, in die ein metallischer Bolzen eingesetzt und gegen den anderen Teil gepreßt wird, worauf eine beständige Verbindung der Teile durch teilweises Wegschmelzen des Bolzens mittels elektrischen Stromes und

anschließendes Erstarrenlassen der Schmelze hergestellt wird. -Wiird ein Kabel mit Kontaktschuhen oder -ösen verwendet, so besitzt jeder Schuh eine solche Öffnung, in die ein Bolzen eingesetzt und danach teilweise weggeschmolzen wird, so daß die Öffnung ausgefüllt und nach dem Erstarren der Schmelze eine beständige Verbindung zwischen dem Schuh und dem zugehörigen Konstruktionselement'hergestellt wird. In der öffnung kann mit ίο \^rorteil ein geeignetes Flußmittel in einer Schutzhülle untergebracht sein.

Die Erfindung bezieht sich sowohl auf die Kontaktverbindung als solche wie auf das Verfahren zu ihrer Herstellung und wird im folgenden in verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten an Hand einer Zeichnung beschrieben. In dieser bedeutet

Fig. ι einen Schnitt durch 'eine erfmdungsgemäße Verbindung, .

Fig. 2 einen Aufriß eines erfindungsgemäßen Verbindungsbolzens,

Fig. 3 eine Ansicht eines Verbindungskabels vor der Anbringung,

Fig.· 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in

Fig· 3>

Fig. 5 einen Längsschnitt eines anderen Bolzens, Fig. 6 'einen Aufriß einer Kontaktverbindung gemäß Fig. 3 und 4 nach der Ausführung,

Fig. 7 eine Teilansicht eines anderen Verbindungskabels, '

Fig. 8 und 9 Schnitte entsprechend Fig. 4 durch eine weitere Anwendung des Verbindungskabels.

In der Anwendung der Erfindung nach Fig. 1 wird eine Verbindung zwischen einer Metallplatte 1 und einem Träger 2 hergestellt; zu diesem Zweck besitzt die Platte eine Öffnung. Erfindungsgemäß wird ein .metallischer Nagel oder Bolzen nach Fig. 2 verwendet, der aus einem Teil 3 aus Stahl, Messing, Kupfer oder einem anderen Metall und einem Teil 4 aus einem Lot mit möglichst niedrigern Schmelzpunkt wie Schweißbronze, oder Silberlot besteht. Teil 3 'des Bolzens wird in eine leitende Hülse eines Schweißgerätes, z. B. eines Schweißrevolver® eingesetzt und Teil 4 in die: öffnung der Platte eingeführt und gegen - den Träger 2 angedrückt. Vorteilhaft wird eine Zwinge aus Porzellan oder anderem widerstandsfähigem Material um das Ende des Bolzens gesetzt. Danach wird der Strom eingeschaltet, und wenn nun der Bolzen etwas aus dem Loch (i heraus- und von' dem Träger 2 abgezogen wird, wind ein Lichtbogen zwischen Träger und Bolzenspitze gezogen, der das Lot 4 schmilzt und in die öffnung und den benachbarten: Zwischenraum zwischen Träger und Platte fließen läßt. Der Bolzen 3 wird dann in die Schmelze in der öffnung gepreßt, und nach dem Erstarren des Lotes sind Träger, Platte und Bolzen fest und beständig miteinander verbunden. Der überstehende" Teil des Bolzens kann auf irgendeine geeignete Weise entfernt werden.

Der Bolzen kann einheitlich aus demselben Material, z.B. einem Lot, bestehen, das nur zum Teil abgeschmolzen wird. Dieses Verfahren macht jedoch besondere Vorkehrungen nötig, und es ist da- | her vorteilhafter, den Bolzen .aus zwei Materialien verschiedenen Schmelzpunktes zusammenzusetzen.

In der Anwendung nach Fig. 3 und 4 besteht das Verbindungselement aus einem elektrischen Kabel 5 aus vielen Adern, z. B. aus Kupfer, auf deren Enden Kontaktschuhe oder -ösen 6 aufgesetzt sind. Die Enden der Kontaktschuhe und das darin befindliche Kabelende sind zu flachen Teilen 7 zusammengepreßt, deren Oberfläche 8 jede mit mindestens drei sehr niedrigen balligen Vorsprüngen 9 oder radialen Rippen versehen ist, durch die die Fläche 8 auf einem geringen Abstand gegenüber der Fläche, an der der Schuh befestigt werden soll, gehalten wird. Das Teil 7 besitzt eine öffnung¹10. Zur Befestigung des Kontaktschuhes an einem Mfitallteil, einem Träger, einer Schiene, Röhre od. dgl. wird ein Metallbolzen in die öffnung 10 eingesetzt. Der Bolzen kann von 'der bereits beschriebenen oder der in Fig. 5 gezeigten Art sein. In dieser Ausführung besitzt er einen Schaft *in aus verhältnismäßig spröder Bronze mit einem Teil 12 aus einem Lot, dessen freies Ende mit einer Aussparung versehen ist, die mit einem Flußmittel .13 gefüllt und durch einen dünnen Deckel 14; ebenfalls aus einem Lotmetall, verschlossen ist. Der Bolzen besitzt eine Kerbe 15.

Um den Kontaktschuh an einen Schienenkopf anzulöten, wird er mit seiner Fläche 8 an diesem zur Anlage gebracht, wie Fig. 6 zeigt. Der Schaft in wird in einen elektrischen Schweißrevolver eingesetzt und mit seinem freien Ende in die Öffnung 10 eingeführt, bis der Deckel 14 mit der Schiene Kontakt liat. Der Strom wird kurzzeitig eingeschaltet, und der Bolzen etwas zurückgezogen, um denLichtbogen zu ziehen, der den Deckel 14, Flußmittel .13 und Lot 12 zum Schmelzen bringt. Die Schmelzmassefließt entlang der Oberfläche 8 in den durch die Vorsprünge 9 erzeugten Zwischenraum, füllt die öffnung 10 und fließt zwischen die benachbarten Adern des Kabels. Nach dem Erstarren bildet die Schmelze eine feste und beständige Verbindung zwischen Schienenkopf, Kontaktschuh, Bolzen und der Abflachung 7 und den Kabeladern. Ein und derselbe Arbeitsgang schafft also;eine Befestigung des Kontaktschuhes an der Schiene und eine Verbindung zwischen Kabeladern und Kontaktschuh. Der überstehende Bolzenstumpf wird an der Kerbe ί 5 abgebrochen,

Ist der. Durchmesser des Kabels 5 ztt groß, so würde, wenn das Kabel in dem Schuh bis über die Öffnung 10 hinausreichen würde, der flache Teil 7 zu dick und die Befestigung an der Schiene schwierig werden. -In diesem Falle ist es zweckmäßiger, das Kabel nur in ein Teil des Schuhes hineinreichen zu lassen und mit diesem durch einen getrennten Lötvorgäng zu verbinden. Fig. 7 zeigt ein verbreitertes Teil 7 mit zwei öffnungen 10.

Die Ausbildung des Hohlraumes in der Bolzenspitze, das Einbringen des Flußmittels und Anbringen des Deckels sind etwas umständlich. Nach Fig. 8 wird ein Metalldeckel :i6 flächengleich mit der Oberfläche 8 in die Öffnung eingepreßt, das Flußmittel 17 in den so gebildeten Hohlraum ein-

gebracht und dieser dann durch einen zweiten Metalldeckel 18 verschlossen, der in die öffnung tiefer als die Oberfläche des Teiles 7 eingepreßt wird, so daß noch ein freier Raum in der Öffnung bleibt. Die Deckel 16 und 18 sind dünne Platten aus Lotmetall und geben dem die Wände der öffnung bildenden Kabelende Halt. Das Flußmittel ist während des Transportes und der Handihabung des Yerbindungskabels sicher untergebracht. Zur Befestigung kann ein Bolzen nach Fig. 12 verwendet werden.

Der Deckel 16 kann auch als Napf ausgebildet sein, wobei er den Rand des anderen Deckels 18 dicht überlappt, und mit dem Flußmittel als eine Einheit in die Öffnung eingesetzt werden, wie Fig. 9 zeigt. Der Deckelboden ist dünn und wird von dem Lichtbogen leicht aufgeschmolzen, die Ränder aber sind verhältnismäßig dick, so daß eine genügende Lotmenge zur Verfügung steht, um den Bolzen zu befestigen, der dann seinerseits kein Lot zu enthalten braucht.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die aufgezählten Beispiele beschränkt. Unter die Erfindung fallen auch alle anderen Ausführungsformen, die für einen besonderen Anwendungszweck geeignet sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Lötverbindung eines Metallteiles von beschränkter Dicke mit einem metallischen Gegenstand mittels eines Bolzens, der aus zwei Teilen verschiedener Zusammensetzung besteht, von denen der eine Teil verhältnismäßig leicht und der andere schwer schmelzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbolzen (3 bzw. in) eine Öffnung des Metallteiles durchgreift und auf der Bolzenstirnfläche mit der Oberfläche des Metallgegenstandes und auf der Bolzenumfangfläche mit der Wandung der Öffnung durch ein entsprechende Zwischenräume der sich gegenüberliegenden Flächen ausfüllendes Lot verbunden ist.
2. Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Kontaktschuh eines elektrischen Leiters mit einer Sammelschiene, einem Träger, Rohr od. dgl. verbindet.
3. Metallboden zur Durchführung einer Lötverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schwer schmelzende Teil aus sprödem Material besteht.
4. Metallbolzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des leicht schmelzbaren Teiles einen ein Flußmittel enthaltenden verschlossenen Hohlraum besitzt.
5. Lötverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das geschmolzene Bolzenmaterial auch zwischen den Leiteradern und dem Kontaktschuh verteilt und beide beim Erstarren miteinander verbindet.
6. Lötverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere eines Kontaktschuhs eines Kabels mit einer Sammelschiene od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß in die öffnung eines Kontaktschuhs zwischen zwei metallischen Deckeln mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Metall des Kontaktschuhs ein Flußmittel eingebracht ist, so daß die Deckel einschließlich Flußmittel das Material für eine Lötverbindung des Kontaktschuhs od. dgl. mit dem in seine Öffnung eingesetzten Bolzen und der Sammelschiene od. dgl. ergeben.
7. Kontaktschuh nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (116) napfförmig ausgebildet ist und den Rand des anderen Deckels (18) dicht überlappt.
8. Kontaktschuh nach Anspruch 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Anzahl Vorsprünge (9) als Abstandsstücke zwischen den zu verbindenden Metallteilen.
9. Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung nach Anspruch 1 und einem der folgenden zwischen einem Kontaktschuh und einer Sammelschiene od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer öffnung versehene Kontaktschuh gegen den mit ihm zu verbindenden Metallteil angelegt, der Metallbolzen in die Öffnung eingeführt, gegen die Unterlage (Sammelschiene od. dgl.) angedrückt und unter Durchleiten elektrischen Stromes bei darauffolgendem leichtem Anheben des Bolzens und Bilden eines Lichtbogens der untenliegende Teil des Bolzens zum Abschmelzen gebracht wird, derart, daß die Schmelze beim Erstarren den Kontaktschuh mit der Unterlage und dem nicht geschmolzenen Bolzenteil verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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