DE859098C

DE859098C - Mechanical connection for machine and device components and process for their production

Info

Publication number: DE859098C
Application number: DES21070A
Authority: DE
Inventors: Eugen Steffens
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1950-11-30
Filing date: 1950-11-30
Publication date: 1952-12-11

Description

Mechanische Verbindung für Maschinen- und Gerätebauteile und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf die mechanische Verbindung von Bauteilen der Maschinen- und: Gerätetechnik, z. B. bei Zahn- und Getrieberädern, Montageplatten, Gehäuseteilen, Zylindern, Blechen u. dgl. Sie soll insbesondere dro-rt Verwendung finden, wo das übliche Verlöten, Verschweißen, Nieten und Schrauben nicht: ohne weiteres, durchführbar ist oder bei der Fertigung größerer Stückzahlen aus Preisgründen n chti in Betracht kommt. Von, besonderer Bedeutung ist die Anwendung bei Bauteilen die' Rundfunkgerätefabrikation, z. B. bei den. Plattenpaketen von Drehkondensatoren.Mechanical connection for machine and device components and processes for their manufacture The invention relates to the mechanical connection of Components of machine and: device technology, e.g. B. with gears and gear wheels, Mounting plates, housing parts, cylinders, metal sheets and the like Dro-rt are used where the usual soldering, welding, riveting and screwing not: without further ado, is feasible or when producing larger quantities is not considered for price reasons. The application is of particular importance in the case of components, the radio equipment manufacturing, z. B. at the. Plate packages from Variable capacitors.

Die Erfindung besteht darin, daß dieVerbindung der Teile durch eine dünne Verbinderschicht hergestellt wird, die Aluminium- und Kupferteile gemischt enthält. Es wird dabei davon ausgegangen, daß sich, Metalle, insbesondere Eisen und Stahl, nicht ohne, weiteres mit Aluminium durch Legieren bzw. Schweißen miteinander verbinden. lassen. Es wird deshalb eine Verbindung zwischen Aluminium- und Kupferteilen; hergestellt, die über eine Verbinderschicht gemäß der Erfindung legiert bz.w. verschweißt werden. Die Verbinderschicht wird dabei gemäß der Erfindung durch Aufreißen der Oxydhaut unter Schubwirkung bzw. durch Druck-oder Reibbewegung hergestellt, wobei sich das Aluminium und das Kupfer in kleinsten Teilchen molekular zu einer Mischung verbinden.. Durch thermische Behandlung an dieser Stelle, z. B. durch elektrische Stromerhitzung oder sonstige Erwärmung, erfolgt dann ein Legieren bzw. Verschweißen und: damit die Bildung einer unlösbaren, mechanischen: Verbindung.The invention consists in that the connection of the parts by a thin connector layer is made, the aluminum and copper parts mixed contains. It is assumed that metals, especially iron and steel, not without further ado, with aluminum by alloying or welding with one another associate. permit. There is therefore a connection between aluminum and copper parts; produced which alloyed or w.w. via a connector layer according to the invention. welded will. The connector layer is according to the invention by tearing open the Oxide skin produced under thrust or by pressure or rubbing movement, wherein the aluminum and copper in the smallest particles form a molecular mixture connect .. By thermal treatment at this point, e.g. B. by electrical Electricity heating or other heating, alloying then takes place or welding and: thus the formation of an inseparable, mechanical: connection.

Sofern es sich nicht bereits um eine Verbindung zwischen Kupfer- und Aluminiumteilen handelt, sondern um eine Verbindung zwischen Aluminium und einem sonstigen Metall, z. B. Eisen oder Stahl, wird gemäß der Erfindung ein Kupferteil dazwischengefügt, der in an sich bekannter Weise mit dem Metall verbunden wird.Unless there is already a connection between copper and Aluminum parts, but a connection between aluminum and one other metal, e.g. B. iron or steel, a copper part is according to the invention interposed, which is connected to the metal in a manner known per se.

An Stelle des Kupferteiles kommt auch eine dünne, haftend aufrnebrachte Kupferschicht auf dem Metall (z. B. Eisen oder Stahl) in Betracht, d. h. die entsprechenden Metallteile werden in an sich bekannter Weise verkupfert. Die Verbindung des Zwischenteiles bzw. der Zwischenschicht aus Kupfer mit dem Aluminiumteil erfolgt dann gemäß der Erfindung.Instead of the copper part, there is also a thin, adhesively applied one Copper layer on the metal (e.g. iron or steel), d. H. the corresponding Metal parts are copper-plated in a manner known per se. The connection of the intermediate part or the intermediate layer of copper with the aluminum part is then carried out according to FIG Invention.

Die Schub- und Druck- oder Reibbewegung, die zur Bildung der Verbindungsschicht führt, erfolgt vorzugsweise maschinell auf einer Presse oder sonstigen Bearbeitungsmaschinen. Gegebenenfalls werden dabei an sich bekannte Formwerkzeuge, z. B. Prägestempel, Ziehwerkzeuge oder Preßformen verwendet.The pushing and pushing or rubbing motion that creates the tie layer leads, is preferably done mechanically on a press or other processing machines. If necessary, molding tools known per se, eg. B. Stamp, Drawing tools or dies used.

Nach der weiteren Erfindung wird die Bildung der Verbinderschicht und das Verschweißen in: einem Arbeitsgang durchgeführt, vorzugsweise auf der die Teile zusammenfügenden Bearbeitungsmaschine (Presse). Dabei wird der Schweißstrom über einen gegen das Ma.schin.engestell isolierten Teil und einen mit dem Maschinengestell leitend verbundenen Teil des Preß- bzw. Ziehwerkzeuges zugeführt. Das Verfahren arbeitet dabei so, daß zunächst bei Ingangsetzung der Presse die Teile unter Aufreißen der Oxvdhaut miteinander innig verbunden werden und, dann durch den inzwischen zur Wirkung kommenden Schweißstrom miteinander legieren.According to the further invention, the formation of the connector layer and the welding is carried out in one operation, preferably on the Parts joining machine (press). The welding current via a part insulated from the machine frame and one with the machine frame Conductively connected part of the pressing or drawing tool supplied. The procedure works in such a way that the parts are initially torn open when the press is started the Oxvdhaut are intimately connected to each other and, then through the meanwhile to the Alloy the effect of the incoming welding current.

Die: Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind im folgenden an Hand der Fig. i bis 9 beispielsweise erläutert.The: Invention and related details are set out below Hand of FIGS. I to 9, for example, explained.

In Fig. i soll eine mechanische Verbindung zwischen dem gehärteten Zahnkranz i eines Stahlzahnrades und der aus Aluminium bestehenden Nabe :2 hergestellt werden. Gemäß der Erfindung wird der Zahkraru i zunächst durch Einpressen od. dgl. mit dem Kupferring 3 verbunden. Das Zusammenfügen der Nabe 2 mit dem Kupferring 3 erfolgt unter Schubwirkung in einem Preßwerkzeug, dessen Stempel mit a bezeichnet und dessen Mutterteil 5 gegen die Maschine isoliert ist. Beim Eindrücken der Nabe reißt die Oxydhaut auf, und: es bildet sich gemäß der Erfindung eine Verbinderschicht aus Kupfer- und Aluminiumteilchen.In Fig. I a mechanical connection between the hardened Gear rim i of a steel gear and the hub made of aluminum: 2 manufactured will. According to the invention, the Zahkraru i is initially od by pressing. connected to the copper ring 3. The joining of the hub 2 with the copper ring 3 takes place under thrust in a pressing tool, the stamp of which is denoted by a and whose nut part 5 is isolated from the machine. When pushing in the hub tears open the oxide skin, and: according to the invention, a connector layer is formed made of copper and aluminum particles.

An den Prägestempel 5 und das, gegen die Maschine isolierte Zahnrad i ist ein Schweißtransformator angeschlossen. Durch den nach dem Eindrücken der Nabe ansteigenden Schweißstrom erfolgt das Verschweißen an der Verbinderschich:t.On the die 5 and the gear, which is isolated from the machine i a welding transformer is connected. After pressing the As the welding current increases at the hub, welding takes place at the connector layer: t.

In Fig. 2 ist das Beispiel. einer aus Aluminium bestehenden Montageplatte 8 dargestellt, in die aus Kupferblech bestehende Buchsen 9 mit Hilfe der Stempel io unter Aufreißen der Oxydhaut eingedrückt werden. Die Stempelplatte i i ist durch eine nicht gezeigte Isolierplatte gegen das Maschinengestell isoliert und der Schweißtra,ns,formator ist an die Stünpelplatte i i und den Stempel io bzw. das Maschinengestell selbst angeschlossen.In Fig. 2 is the example. a mounting plate made of aluminum 8 shown in the existing copper sheet sockets 9 with the help of the punch io can be pressed in, tearing open the oxide skin. The stamp plate i i is through an insulating plate, not shown, is insulated from the machine frame and the welding trays, ns, formator is on the stacking plate i i and the stamp io or the machine frame itself connected.

In Fig. 3 werden zwei Bleche 18 und 19 aus Eisen od. dgl. durch einen eingedrückten Draht bzw. Stab 2o aus Kupfer miteinander verbu.n!den. Durch, die dargestellten Rillen für den Kupferdraht bzw. den Kupferstab wird das Verfahren. verbessert, es geht jedoch auch ohne diese Rillen.In Fig. 3, two sheets 18 and 19 made of iron od. Like. By a Connect the impressed wire or rod 2o made of copper with one another. By that shown grooves for the copper wire or the copper rod is the process. improved, but it works without these grooves.

In Fig. 4. ist eine weitergebildete Anordnung dargestellt, bei der zwei aus Aluminiumblech bestehende Gehäuseteile 21 durch die dazwischen, gefügten Kupferdrähte 22 miteinander verbunden werden. Das Verschweißen erfolgt dabei .auf die bereits erläuterte Weise.In Fig. 4, a further developed arrangement is shown in which two housing parts 21 made of aluminum sheet through the interposed Copper wires 22 are connected to one another. The welding takes place the way already explained.

Die Fig. 5 bis 9 geben Beispiele für das Verbinden der Plattenpakete von Drehkondensatoren an.FIGS. 5 to 9 give examples of the connection of the plate packs of variable capacitors.

In Fig. 5 sind, die Aluminiumplatten 23 des Statorpaketes mit Ansätzen 24 versehen. Die Verbindung erfolgt über die federnde Klammer 25 aus stark verkupfertem Federmetall, vorzugsweise Stahl. Die Klammer 25 wird gespannt und in die Ansätze 2.a. eingeklemmt. Durch die Feder wird die Kupferschicht in das Aluminium eingedrückt und dabei ein Aufreißen der Oxydhaut bewirkt. Das Verschweißen erfolgt über den Schweiß transformator 26.In Fig. 5, the aluminum plates 23 of the stator core are lugs 24 provided. The connection is made via the resilient clamp 25 made of heavily copper-plated Spring metal, preferably steel. The clamp 25 is stretched and in the approaches 2.a. trapped. The copper layer is pressed into the aluminum by the spring and thereby causes the oxide skin to tear open. The welding takes place via the Welding transformer 26.

In Fig. 7 sind die Platten 27 des Rotorpaketes eines Drehkondensators: dargestellt. Dabei erfolgt die Verbindung durch in Löcher der Platten, 27 eingedrückte scharfkantigeSpreizfedern28 aus:verkupfertem Federmetall, vorzugsweise Stahl. Der Schweißstrom wird über den Schweißtransformator 29 an die Spreizfeder 28 und die Platten 27 herangeführt.In Fig. 7 the plates 27 of the rotor assembly of a rotary capacitor are: shown. The connection is made through holes in the plates, 27 Sharp-edged expanding springs28 made of: copper-plated spring metal, preferably steel. Of the Welding current is passed through the welding transformer 29 to the expanding spring 28 and the Plates 27 brought up.

In Fig. 6 und 8 werden in die Platten 3o die scharfkantigen, verkupferten. Stahlkeile 31 eingedrückt, gegebenenfalls in Verbindung mit Bolzen 32 aus keramischem Material. Die Stahlkeile 31 können dabei auch in die Bolzen 32 eingelötet sein, sofern es sich z. B. um einen Stahlbolzen handelt.In Fig. 6 and 8 the sharp-edged, copper-plated are in the plates 3o. Steel wedges 31 pressed in, possibly in connection with bolts 32 made of ceramic Material. The steel wedges 31 can also be soldered into the bolts 32, provided it is z. B. is a steel bolt.

In Fig. 9 werden bei einem Plattenpaket zwischen letzteren und der Achse 34 die aus stark verkupfertem Stahl oder Eisen bestehenden Schrauben 35 unter starker Reibung eingedreht. Es ist dabei vorzugsweise Feingewinde vorgesehen. Durch die Reibung reißt dabei die Oxydhaut auf, und es erfolgt das Verschweißen in der erläuterten Weise.In Fig. 9 are in a plate pack between the latter and the Axis 34, the screws 35 made of heavily copper-plated steel or iron screwed in with strong friction. A fine thread is preferably provided. By the friction tears open the oxide skin, and the welding takes place in the explained way.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Mechanical connection for machines and device components, preferably for radio equipment, characterized by a thin connector layer, which contains aluminum and copper parts mixed.

2. Connection to. Claim i, characterized by a tearing open of the oxide skin, preferably connector layer formed under shear, pressure or friction.

3. Connection according to claim i or a, characterized in that in the connector layer a thermal or electrical welding is carried out.

4. Method of manufacture a connection according to one of claims i to 3, characterized in that the formation of the connector layer brought about by tearing open the oxide skin and that preferably electrical welding done in one operation.

5. The method according to claim 4, characterized in that the welding on which the parts are pushed, Pressure or friction joining processing machine, preferably a press, takes place, in such a way that the welding current is isolated from the machine frame Part and a part of the press or press that is conductively connected to the machine frame Drawing tool. is fed.

6. Wheel, preferably gear :, with a connection according to one of claims i to 5, characterized by a preferably pressed-in Copper ring in which an aluminum hub rips open the oxide skin is depressed (Fig. i).

7. Aluminum plate for Montagezwiecke or the like. With a Connection according to one of Claims 1 to 5, characterized by tearing open Bushings made of copper pressed into the oxide skin (Fig. a). B. Connection after a of claims i to 5 for sheets made of aluminum, housing parts and the like, characterized by intervening and possibly tearing open the oxide skin Wires or rods made of copper pressed into grooves (Fig. 4'5) -g. Made of aluminium existing plate pack for capacitors, especially rotary capacitors, with a connection according to one of claims i to 5, characterized by in the plates, Sharp-edged resilient clips preferably pressed into lugs located thereon made of copper-plated spring metal, preferably steel (Fig. 6). ok Made of aluminum Plate pack for capacitors, especially variable capacitors, with one connection according to one of claims i to 5, characterized by pressed into holes in the plates Sharp-edged expanding springs made of copper-plated spring metal, preferably steel (Fig. 7). i i. Plate pack made of aluminum for capacitors, especially variable capacitors, with a connection according to one of claims i to 5, characterized by in holes Sharp-edged wedges made of copper-plated metal, preferably pressed into the plates Steel, possibly in connection with bolts. ceramic material (Fig. 8, 9). 1a. Plate pack made of aluminum for capacitors, in particular Rotary capacitors, with a connection according to one of claims ii to 5, characterized by inserting into holes in the plates, preferably provided with fine threads Threaded bolts made of copper-plated metal, preferably steel (Fi #