DE938694C - Verfahren zum Herstellen von aus Kupfer und Leichtmetallkoerpern bestehenden Verbindungsstuecken, um zwei aus den gleichen Metallen bestehende elektrische Leiter miteinander zu verbinden - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von aus Kupfer und Leichtmetallkörpern bestehenden Verbindungsstücken, um zwei aus den gleichen Metallen bestehende elektrische Leiter miteinander zu verbinden Es ist bekannt, Leiter aus verschiedenen Metallen, insbesondere einen Kupferleiter mit einem Leichtmetalleiter, miteinander oder mit einem Verbindungsstück, mit Hilfe mechanischer Mittel, so z. B. mit Schrauben zu verbinden. Unter dem Druck der Schrawben od. dgl. fließt jedoch das Leichtmetall, was eine wiederholte Nachstellung erfordert. Eine solche Nachstellung hilft nur für kurze Zeit und ist in bestimmtem Fällen, _ z. B. bei unterirdischem Einbau, gar nicht möglich.
• Es ist auch bekannt, die beiden Metalleiter bis auf den teigigen Zustand des Leichtmetallstückes zu erhitzen, sodann die beiden unter Druck und gleichzeitigem Verformen ;des Leichtmetallstückes miteinander zu verbinden. Der Nachteil des Verfahrens besteht in der Anwendung einer Erhitzung, und einer besonderen Form, die das Verfahren umständlich machen.
• Endlich ist es bei Kerndx.ähten bekannt, zwischen den beiden Metallen seine dritte Metallschicht zu verwenden.
• Nach der Erfindung wird zum Herstellen von aus Kupfer und Leichtm;etallkörp:ern bestehenden Verbindungsstücken am Kupferkörper ein Metallplättohen aus Silber oder Zink insbesondere angelötet, sodann die Oberfläche des letzteren mit Pulver seiner Zusamensetzun ,g versehen, auf das der Leichtmetallkörper aufgedrückt wird, worauf dann die beidem Körper durch .einen kurzzeitig wirkenden, lediglich das Pulver schmelzenden Strom von etwa. 6ooo Amp./cm2 durch--flossen. werden.
• Das Kupferstück, das Leichtmetallstück und das zwischenliegende Metall, z. B. Silberplättchen mit der Silberpulverschicht, auf welche das Leichtmetallstück unmittelbar aufliegt, sind hierbei in Reihe geschaltet, und den größten spezifischen elektrischen Widerstand in der Reihe weist die Pulverschicht auf. Unter der Einwirkung .des Strolm:stoß,es wird demzufolge die Pulverschicht die höchste Temperatur .annehmen und bei entsprechender Wahl der Stromdichte sofort schmelzen. Die hier herrschende hohe Temperatur und der gleichzeitig ausgeübte hohe Druck bewirken, daß das Silber und der anliegende Teil,des Leichtmetallkörpers miteinander innig verbunden werden.
• Eine beispielsweisse Ausführungsform des Ven fahrens nach dein Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildung beschrieben.
• Die Abbildung zeigt :ein Verbindungsstück gemäß .der Erfindung im perspektivischer Ansicht, das geeignet ist, zwei Flachleiter, von welchen der eine ,aus Kupfer, ,der andere aus Aluminium besteht, miteinander über Vermittlung des Verbindungsstückes zu verbinden. Das untere Stück A besteht ,aus Kupfer und dient zum Anschluß an ,einen Kupferleiter. Das obere Stück B. besteht aus Aluminium und dient zum Anschluß an einen Aluminiumleiter mittels Schweißens. Die beiden Stücke A und B sind miteinander durch eine dünne Silberschicht C verbunden. Um diese beiden Stücke über die Silberschicht miteinander zu, verbinden, wird zunächst ein dünnes Silberplättchen von etwa i bis 3 mm Stärke, vorteilhaft ,aus Kontaktsilber, hergestellt, das. ,einen Silbergehalt von etwa 96 aufweist. Dieses Silberplättchen wird mit dem Kupferstück A in einer beliebigen, in an -sich bekannten Weise, z. B. durch Hartlöten, verbunden. Man kann zu,diesem Zwecke ein Silberlot und ein die Oxydation verhinderndes Mittel, z. B. Borax, verwenden.
• Nachdgem das Silberplättchen C mit dem Kupferstück A sauf ,die besagte Weise verbunden ist, wird auf ,die obere, mit dem Alunvniumstück B zu verbindende Fläche B, die in der Abbildung gestrichelt gezeichnet ist, ein wenig pulverförmiges Silber in einer gleichmäßigen Schicht aufgebracht. Diese Pulverschicht kann z. B. eine Stärke von o, i bis o,o5mmaufweisen. SodannwirddasAlumminmnstückB auf die besagte Pulverschicht aufgelegt und die Stücke A, B und C in Richtung der Pfeile ,P, vorteilhaft mit einem mäßigen Druck von höchstens 6o bis 7o kg/om2, zusammengedrückt. Das Verbinden erfolgt mittels .elektrischen Stromes, und zwar derart, daß während dieser Behandlung eine Erhitzung nach Möglichkeit nur @an der Stelle der Verbindung-, also nur in der unmittelbaren Umgebung der FlächeD, mit anderen Worten nach Möglichkeit nur 'in der Silberpulverschcht,erfolgt. Um dies zu erreichen, also die Erhitzung nur auf dme Pulverschicht an der Fläche D, und deren unmittelbare Nachbarschaft zu begrenzen, wind im Sinne der Erfmdung eine sehr hohe, stoßartige Strombelastung für eine möglichst kurze Zeitdauer angewendet. Otte Ergebnisse wurden erzielt mit einer stoßartigen Strambielastungg von etwa 6oooAmp./cm2. DleseBelastungwirdstoßartigerzeugt und der Strom etwa für i bis 2 Sekunden aufrecht-.erhalten. Die Zeitdauer der Strombelastung hängt auch vom Querschnitt der miteinander zu verschweißien;den Stücke ab. Eine Folge der stoßartigen Strombelastung ist, .daß die kleinen Pulverkörnchen, die den größten Widerstand im Stromweg :darstellen, sofort schmelzen. Zwischen dem Silber und dem Leichtmetall findet eine Diffusion statt. Die an ,den nach der Erfindung hergestellten Verbindungsstücken vorgenommenen Blegungsversuche zeigen, daß, die Festigkeit,dar Verbindungssteilen am Silb:erkörp,er C größer ist, als .die Festigkeit. des Aluminiumkörpers B.
• Die Stromzuführungsklemmen für die stoßartige -Strombelastung werden teils am Körper A, teils am Körper B angelegt. Als Stromquelle wird vorteilhaft ein Stromstoßtransformator angewendet, der geeignet ist, kurzzeitig starke Stromistöße abzugeben. Da bei der Serienherstellung häufig eine große Anzahl von Verbindungsstücken gleicher Abmiessumgen hergestellt wird, wobei dann diese Stücke gleichen Stromstößen für gleich lange-Zeiten unterworfen werden, ist die Anwendung eines automatischen Zeitschalters vorteilhaft, der den Stromimpuls nach einer im voraus bestimmten Zeitdauer selbsttätig abschaltet.
• Es hat sich gezeigt, daß in bestimmten Fällen das Auifbrirngen einer besonderen Süberpulverschicht auf .die Fläche D1 des Silberplättchens sich erübm@gen kann und daß es genügt, wenn die Fläche D@ z. B. mit eigner Feile aufgemauht wird. Das beim Feilen der Fläche entstandene Pulver legt sich zum Teil zwischen die mikrogskopischen Erhöhungen der Fläche D und bildet dort einen genügend großen, elektrischen Widerstand, um bei der Strombelastung die zum Schmelzen notwendige Temperatur zu erreichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von aus Kupfer-und Leichtmetallkörpern bestehenden Verbndungsstücken, um zwei. aus den gleichen Metallen besteh ,ende !elektrische Leiter miteinander zu verbänden, bei dem an den Kupferkörper ein Metallplättchen aus Silber oder Zink insbesondere .angelötet wird, dadurch gekemzeichnet, d;aß die Oberfläche des letzteren mit Pulver seiner Zusammensetzung versehen wird, auf das der Leichtmetallkörper aufgedrückt wird und d !ne beiden Körper durch einen kurzzeitig wirkenden, lediglich das Pulver schmelzenden Strom von etwa 6ooo Amp./cm2 durchflossen werden. z. Verfahren nasch Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallplättchen aus hart angelötetem Kontaktsilber besteht, auf das gleichmäßig verteiltes Silbeirpulver in einer Stärke von o,i bis o,o5 mm aufgebracht wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und a, ,dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver durch Aufrauhen des Metallplättchens mit einer Feile erzeugt wird. 4. Verfahren nach ,den Ansprüchen a bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Silber Zink verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 428 z18.