DE674734C

DE674734C - Verfahren zur Vereinigung metallischer Teile mit Isolierkoerpern aus anorganischem, insbesondere keramischem Werkstoff

Info

Publication number: DE674734C
Application number: DEP74536D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Naumann; Ottokar Storch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-01-26
Filing date: 1937-01-26
Publication date: 1939-04-21

Description

Verfahren zur Vereinigung metallischer Teile mit Isolierkörpern aus anorganischem, insbesondere keramischem Werkstoff Bei einern bekannten Verfahren zur Verbindung eines metallischen Körpers miteinem keramischen Körper ist dieser mit einer Aussparung versehen, die durch einen während des Vereinigungsvorganges zum Schmelzen zu bring genden, zapfenartigen Teil des metallischen Körpers, gegebenenfalls unter Ausü#bung einesDruckes, ausgefüllt wird. ZurErwärmung auf die Schmelztemperatur dient elektrischer Strom, der dem metallischen Körper durch Elektroden zugeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das nachstehend an Hand der Abb. i bis io erläutert werden soll, bezieht sich auf die Vereinigung solcher metallischen Teile, wie Bolzen, Stifte, Buchsen o.dgl., die den keramischen Isolierkörper durchdringen und deren Befestigung in den Isolierkörpern nach dem bekannten Verfahren nicht oder nur in unwirtschaftlicher Weise möglich ist. Die Durchdringungen oder Bohrungen im keramischen Isolierkörper sind mit Versenken zur Aufnahme eines als Zwischenkörper dienenden Metalls versehen, das den zu befestigenden metallischen Körper ganz oder teilweise umschließt und sich unter Anwendung von Wärme und Druck verhältnismäßig leicht verformen läßt, so daß es das Versenk nach der Verformung ausfüllt, um die starre und sichere, technisch #einwandfreie Befestigung des -metallischen Körpers ohne Spiel im keramischen Isolierkörper zu bewirken. Abweichend von dem obenerwähnten bekannten Verfahren erleidet der zu befestigende metallische Körper bei der neuen, einfachen und wirtschaftlichen Verfahrensweise selbst keinerlei Formänderungen. Das Metall., aus dem der Zwischenkörper besteht, ' ist von dem Werkstoff des zu befestigenden Metallteiles völlig unabhängig und kann daher hinsichtlich seines Erweichungspunktcs und seiner elektrischen Leitfähigkeit so ausgewählt werden, wie es für die leichte Durchführung der Verforniung zweckdienlich erscheint. Andererseits kann der metallische Werkstoff der zu befestigenden Teile ohne Rücksicht auf den Arbeitsvorgang der Befestigung, den sonstigen Erfordernissen entsprechend, gewählt sein.
Soll beispielsweise der Metallstift io (Abb.i) in dem keramischen Wandungsteil ii befestigt werden, so wird dieser Stift von unten in die Bohrung der Wand i i eingeführt. Sodann wird auf seinen Bund 12 der aus leicht verforinbarem Metall bestehende Ring 13 als Zwischenkörper zügig aufgeschoben. Hierauf -wird auf die untere Stirn-fläche des Stift-es io die Elektrode 15 und auf die obere Stirnfläche des Ringes 13 die Rohrelektrode 14 aufgesetzt. Die sich beim StromdÜrchgang durch den Ring 13 und an der übergangsstelle zwischen diesem Ring und dem Bund 12 entwickelnde Wärme genügt, den Ring so weit zu erweichen, daß er beim Gegeneinanderführen der Elektroden 14 und 15 in die unter dem Bund 12 liegende Ringnut des Stiftes io eingequetscht wird. Das Metall des Ringes 13 füllt, dabei die Form 13' annehmepd, den Hohlraum zwischen dem Stift i o und der Wandung i i in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise voll aus und dringt auch noch ein Stück in den Ringspalt zwischen den nach unten anschließenden Teil des Stiftes io und der Bohrung des Wandungsteiles i i ein. Der Stift ist auf diese Weise fest mit dem Wandungsteil verbunden.
Während bei dem bekannten Verfahren der elektrische Strom durch das ganze, mit dem Isolierkörper zu vereinigende Metallteil geleitet wird -und dieses stark erwärmen muß, fließt der Strom bei dem Verfahren nach der Erfindung nur durch einen Abschnitt desselben, nachdem er bereits durch den Zwischenkörper hindurchgegangen ist. Um die Wärmeentwicklung in dem Zwischenkörper 13 zu steigern und damit dessen Verformbarkeit zu begünstigen, kann dieser Zwischenk.örper zweckmäßig aus einem Metall niedriger elektrischer I,eitfähigkeit, z. B. aus einer bei verhältnismäßig niedriger Temperatur erweichender Legierung, bestehen, deren elektrische Leitfähigkeit i. a. geringer sein wird als die Leitfähigkeit des mit dem kerainischen Wandungsteil i i zu verbindenden Stiftes i o.
Im Boden des Versenkes in dem Wandungsteil i i können als Sicherung gegen Verdrehungen Keilnuten 16 (vgl. Abb. 3) eingeformt sein, in die das Metall 13 #eindringt. Statt nur mit einer Ringnut kann der zu hefestigende Metallstift z. B, in der in Abb. 4 und 5 dargestellten Ausführung io' auch mit mehreren derartigen untereinanderliegenden Ringnuten und/oder mit Längsnuten oder, wie die Ausführung i o" in Abb. 6 und 7 zeigt, mit einer Riffehing 17 versehen sein. Durch Längsnuten oder eine solche Riffelung ist der Metallstift gegen Verdrehungen im Metall 13' gesichert. Es bedarf dann nicht besonderer, an einem sonstigen Teil des Stiftes anzubringender Abflachungen (vgl. Abb. 4 und 5), die in entsprechende Versenke des Isolierkörpers eIngreifen und das Verdrehen verhindern sollen.
Zum Druckausgleich kann, wie in Abb. 8 dargestellt, zwischen den Berührungsflächen des Stiftes io und des Versenkes im Wandungsteil i i, in das der Stift von unten eingeführt wird, noch ein Zwischenring 18 aus leicht verform-barem Metall eingefügt werden, der sich bei dem geschilderten Druckvorgang ebenfalls ein Stück in den Ringspalt zwischen dem Stift und der Bohrung des Wandungsteiles i i einquetscht und zur Verfestigung der Verbindung beiträgt.
Als weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung ist in Abb. 9 unä io die Befestigung !einer Metallbuchse 2o in der Mitte einer keramischen Kreisscheibe 2 1 dargestellt. Diean ihrem Umfang auf Durchmesser geschliffene Scheibe 21 wird in eine mit einem Mittelzapfen 22 versehene Lehre 23 eingel#egt. Sodann wird auf diesen Zapfen die metallische Buchse 2o geschoben, die an ihrem Umfang mit drei um i2o'-' versetz#ten, paarweise untereinanderliegenden, nutenförmigen Einschnitten versehen ist. In die Ringspalten zwischen dieser Buchse2o und der auf beiden Seiten mit erweiterten Bohrungen versehenen Scheibe2i werden die aus leicht verformbarem Metall bestehenden Ringe24 und 25 geschoben, die dicht an der Außenwa-ndung der Buchse2o anliegen. Auf die obere Stirnfläche des Ringes24 und auf die untere Stirnfläche des RingeS25 wird je eine Elektrode gesetzt. Der Boden der Lehre23 ist zum Hindurchstecken der auf den Ring25 aufzusetzenden Elektrode mit entsprechenden öffnungen versehen. Die Verformung der Ringe24 und 25 und ihr Einpressen in die nutenförmigen Einschnitte der Buchse2o erfolgt schließlich durch Gegeneinanderführen der als Druckstempel wirkenden Elektroden. Als Verdrehungssicherung sind die Bohrungen der Kreisscheibe zweckmäßig mit Längsmiten 26 versehen, in die das Metall der Ringe24 und 25 beim Preßvorgang eindringt. Zu dem gleichen Zweck könnten diese Bohrungen natürlich auch eine Aufrauhung oder Riffelung erhalten.
Gegenüber dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren bietet das neue Verfahren nicht nur den Vorteil, daß Verformungen der mit den keramischen Körpern zu vereinigenden Metallteile selbst vermieden werden. Es ermöglicht vielmehr durch die Einfügung leicht verformbarer metallischer Zwischenkörper auch die Anwendung niedrigerer Temperaturen und geringerer Drücke, als diese bei dem bekannten Verfahren erforderlich werden. Nach dein neuen Verfahren können auch Metallteile mit solchen keramischen Körpern einwandfrei vereinigt werden, die sehr dünnwandig oder gegen Wärinebeanspruchuli-#c11 sehr empfiüdlich sind.
II

Claims

PATENTANSPRÜCHE -. i. Verfahren zur Vereinigung metallischer Teile mit Isolierkörpern aus anorganischem, insbesondere keramischem Werkstoff, wobei die metallischen Teile die Isolierkörper durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teile ohne Veränderung ihrer Form in den Isolierkörpern unter Zuhilfenahme durch Wärme und Druck verhältnismäßig leicht verformbarer metallischer Zwischenkörper befestigt werden, wobei die Erweichung dieser Zwischenkörper durch die Wärme geschieht, die sich beim Durchgang elektrischen Stromes durch sie und in den übergangsstellen zwischen ihnen und den zu befestigenden metallischen Teilen entwickelt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkörper (13 bzw. 24, 25) aus einem Metall oder einer Legierung niedriger elektrischer Leitfähigkeit bestehen, die z. B. geringer 'ist als die Leitfähigkeit der mit den Isolierkörpern(ii bzw. 21) zu vereinigenden metallischen Teile (io bzw. 2o). 3. Verfahren nach Anspruchi und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zu-und Ableitung des elektrischen Stromes einerseits auf dem Zwischenkörper(i3), andererseits auf das zu befestigende metallische Teil ( i o) aufgesetzten Elektroden (14', 15) als Druckwerkzeuge dienen. 4. Verfahren nach Anspruchi und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden nur auf die Zwischenkörper (24, 25) aufgesetzt werden und als Druckwerk-zeuge dienen. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeicIrnet, daß die Isolierkörper auf ihren Berührungsflächen mit den Z-\-,ischenkörpern aufgerauht oder mit Riffelungen oder mit Befestigungsnuten versehen werden. 6. Verfahren nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß die zu befestigenden metallischen Teile auf ihren Berührungsflächen mit den Zwischenkörpern aufgerauht oder mit Riffelungen oder Befestigungsnuten versehen werden.