Verfahren zum Verbinden von Metallkörpern und nach dem Verfahren hergestellter
Verbundpreßkörper Es ist bekannt, Metallkörper aus verschiedenen Werkstoffen, beispielsweise
aus Leichtmetall, wie Aluminium und aus Schwermetall, wie Kupfer, mit Hilfe eines
unter Benutzung von Gesenken auszuübenden Preßvorganges miteinander zu verbinden,'bei
dem der eine, beispielsweise aus Aluminium bestehende Metallkörper im erhitzten
Zustand um mindestens einen Teil des anderen, beispielsweise aus Kupfer bestehenden,
Metalltkörpers herumgepreßt- und beim Erkalten auf diesen Teil aufgeschrumpft wird.
Bei diesem bekannten Verfahren treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf, die
zunächst darin bestehen, daß #die Verbundstelle der beiden Einzelkörper gegen Einwirkung
von Feuchtigkeit 'bei Montagen im Freien oder in feuchten Räumen nicht genügend,
geschützt ist, so daß an dieser Stelle eine elm#ktrc>Iytische Kontaktkorrosion eintreten
kann. Es ist auch bei dem bekannten Verfahren namentlich,dann, wenn z. B. ein Kupferstück
mit einem Alum.iniumsockel vereinigt werden soll, wegen -der Oxydschicht auf Adern
Aluminiumsodkel keine elektr-isch dauernd einwandfreie Verbindung an den Stoßflächen
der beiden zu vereinigenden Teile gesichert.Process for joining metal bodies and those produced by the process
Composite compacts It is known to use metal bodies made of various materials, for example
made of light metal, such as aluminum, and of heavy metal, such as copper, with the help of a
to connect to each other using dies to be performed pressing process, 'at
the one, for example made of aluminum metal body in the heated
Condition around at least part of the other, for example made of copper,
Metal body is pressed around and is shrunk onto this part when it cools.
In this known method, however, there are various difficulties that
consist in the fact that #the connection point of the two individual bodies against action
of moisture 'not sufficient when installing outdoors or in damp rooms,
is protected, so that elm # ktrc> Iytic contact corrosion occur at this point
can. It is also in the known method, in particular, when, for. B. a piece of copper
should be combined with an aluminum base, because of the oxide layer on the wires
Aluminum base does not have a permanent electrical connection on the joint surfaces
of the two parts to be united secured.
Bei starker mechanischer Beanspruchung der vereinigten Metal-lkö#rper
kann ferner bei dem bekannten Verfahren wegen der geringen, HaftÜhigkeit Ader beim
Preß- und Schrumpfvorgang miteinander in Berührung gebrachten Stoßflächen eine Lockerung
der beiden Körper erfolgen. In. diesem Fall würde die elektrische Verbindung an
den Stoßflächen der zusammengepreßten Teile noch verschlechtert.With strong mechanical stress on the united metal body
can also in the known method because of the low, HaftÜhigkeit vein when
Pressing and shrinking process brought together abutment surfaces a loosening
of the two bodies. In. in this case the electrical connection would be on
the abutment surfaces of the pressed parts worsened.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, werden nach der Erfindung
vor der Ausübung des Preßvorganges die beim Pressen miteinander in
Berührung
kommenden Flächen der beiden miteinander zu vereinigenden Metallkörper
je mit einem als Bindeschicht ' dienenden Lötüberzug versehen.In order to eliminate these difficulties, the pressing operation of the two are each provided to come into contact with each during the pressing surfaces with each other to be joined metal body having a 'serving as a bonding layer Lötüberzug according to the invention prior to the exercise.
Es ist bekannt, bei einem Verfahren zum Warmaufziehen von Kollektorschrumpfringen,
Schleifringen elektrischer Maschinen und ähnlicher Teile den aufzuziehenden Körper
auf gleiche oder höhere Temperatur wie die einer geschmolzenen Masse von niedrigerem
S chmelzpunkt zu bringen und mit dieser den Raum zwischen beiden Körpern
auszufüllen, um Maßungenauigkeiten und Unebenheiten der Oberfläche auszugleichen.
Hierum handelt es sich ab-er bei dem Gegenstand der Erfindung nicht, da Maßungenauigkeiten
bei 4em Verfahren, auf das sich die Erfindung bezieht, nicht auftreten können.It is known to bring in a method for Warmaufziehen of collector shrink rings, slip rings for electrical machines and similar parts to aufzuziehenden body to the same or higher temperature as that of a molten mass of lower S chmelzpunkt and to fill this space between the two bodies to dimensional inaccuracies and Compensate for unevenness in the surface. However, this is not the subject of the invention, since dimensional inaccuracies cannot occur in the method to which the invention relates.
In der Zeichnung sind. verschiedene Stuf-en des Verfahrens nach der
Erfindung schematisch beispielsweise dargestellt, und zwar veranschaulicht Fig.
i die beiden miteinander zu vereinigenden Metallkörper in der Stellung kurz vor
der Aus-Übung des Preßvorganges in Seitenansicht; Fig. 2 veranschaulicht den einen
der beiden zu vereinigenden Teile von unten gesehen, während Fig. 3 iden
anderen Teil von vorn gesehen darstellt; Fig. 4 bis 6 veranschaulichen den
fertigen Verbundpreßkörper in Seitenansicht, von vorn und von unten -gesehen.In the drawing are. various stages of the method according to the invention are shown schematically, for example, namely FIG. 1 shows the two metal bodies to be combined in the position shortly before the pressing process is exercised in a side view; Fig. 2 illustrates one of the two parts to be united seen from below, while Fig. 3 shows the other part seen from the front; 4 to 6 illustrate the finished composite compact in a side view, seen from the front and from below.
Bei demAusführungsbeispiel soll ein rechteckiger, plattenföriniger
Sockel i (Fig. i) aus Aluminium mit einem als elektrischer Kontakt verwendbaren
Kupferstück 2 im Wege eines Preß- und Schrumpf -vorganges# metallisch verbunden
werden. Das Zusammenpressen der beiden Metallkörper 1, 2 erfolgt mit Hilfe bekannter,
nicht dargestellter Preßgesenke. Vor der Einführung der beiden Metallkörper 1, 2
in das Gesenk wird auf beide Körper im wesentlichen an den beiden beim Pressen,
miteinander in Berührung kommenden Flüchen dieser Körper eine Bindeschicht
3 b;zw. 4 eines vorzugsweise auf Zinkbasis aufgebauten Metallisierungslotes
therinisch aufgebracht. Die Lötschichten 3, 4 werden in solcher Weise auf
diebefden Körper 1, 2 aufgebrachtt, daß sie über die Ränder der beiden Berührungsflächen
hinaus noch etwas überstehen. Dann wird der sockelförmige - Altiminiumkörper
i, auf die erforderliche Preßtemperatur erhitzt und in der gebräuchlichen Weise
in einem Preß, senk-#ge uni einen Teil des vorher in das G#esenk#eingelegten Kupferstückes
2 herumgepreßt,- so- daß der in Fig. 4 dargestellte Verbun#dpreßk-5i#per entsteht.
Beirn Erkalten schrumpft der Aluminiumsockel i auf dem von ihm umschlossenen Teil
des Kup#erstückes -,
auf, sü daß bei-de Körper 1, 2 mechanisch sowie auch
metallisch miteinander verbunden sind.In the exemplary embodiment, a rectangular, plate-shaped base i (Fig. I) made of aluminum is to be metallically connected to a copper piece 2 which can be used as an electrical contact by means of a pressing and shrinking process #. The two metal bodies 1, 2 are pressed together with the aid of known press dies, not shown. Before the two metal bodies 1, 2 are introduced into the die, a binding layer 3 b; betw. 4 of a preferably zinc-based metallization solder applied therinically. The soldering layers 3, 4 are applied to the bodies 1, 2 in such a way that they protrude somewhat beyond the edges of the two contact surfaces. Then the base-shaped - Altiminiumkörper i, heated to the required pressing temperature and pressed in the usual way in a press, lowering and a part of the copper piece 2 previously inserted into the die, - so that the in Fig. 4 shown connection is created. When it cools down, the aluminum base i shrinks on the part of the copper piece enclosed by it -, so that both bodies 1, 2 are mechanically and also metallically connected to one another.
Die beiden Lötschichten 3, 4 fließen beim Preß-und Schrtimpfvorgang
zusammen und bilden zwi-.schen dein Aluminiumsockel i und -dem Kupferstück
2: eine Bindeschicht 5, die bei 6 und 7 über ,die äußeren Berührung5kanten
der beiden Meta:11-körper noch etwas übersteht, so daß die überstehenden S.chichtzonen
6, 7 einen im Querschnitt winkelför-migen Körper bilden. Die Bindeschicht
5
mit den Ansätzen 6, 7 bildet eine wichtige Schutzschicht gegen elektrolytische
Kontaiktl-"orrosion. Das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen die Stoßflächen der
beiden Metallkörper 1, 2, wird noch besonders durch die im Querschnitt winkelförmigen
Schichtansätze 6, 7 verhindert, da die sich in Form von Tropfen in diesen
winkelfÖrmiggen Schichtansätzen sammelnde Feuchtigkeit nicht bis. zu den Rändern
der Stoßflächen der beiden Körper 1, 2 vordringen kann. Es ist auch durch Verwendung
der Bindeschicht 5 die Haftfähigkeit an den Stoßflächen der beiden Metallkörper
1, 2 erheblich verbessert. Der fertige Verbundpreßkörper ist daher bedeutend stoß-,
zug- und schlaggfester als ein Verbun,dpreßl#-,örper, bei dem die Bindeschicht
5 fehlt. Es ist ferner, falls derVerbund-preßkörper zur Übertragung elektrischer
Ströme dienen soll, infolge der Zwischenschaltung der Bindeschicht 5 der
elektrische Spannungsabfall an den. Stoßflächen der einzelnen, diesen Verbundpreßkörper
bilden-den Metallkörper 1, 2 auf einen sehr #geringen Wert herabgesetzt. Durch die
Bindeschicht 5 ist auch eine Unveränderlichkeit des Übergangswiderstandes
bei etwaigen Belastungsschwankungen gewährleistet.The two soldering layers 3, 4 flow together during the pressing and shrinking process and form between the aluminum base i and - the copper piece 2: a binding layer 5, which over at 6 and 7 , the outer contact edges of the two meta: 11 bodies protrudes somewhat, so that the protruding layer zones 6, 7 form a body with an angular cross-section. The binding layer 5 with the projections 6, 7 forms an important protective layer against electrolytic contact corrosion. The penetration of moisture between the abutting surfaces of the two metal bodies 1, 2 is particularly prevented by the layer projections 6, 7 , which are angular in cross-section, since the Moisture collecting in the form of drops in these angular layer approaches cannot penetrate to the edges of the abutting surfaces of the two bodies 1, 2. The use of the bonding layer 5 also significantly improves the adhesion to the abutting surfaces of the two metal bodies 1, 2. the finished Verbundpreßkörper is therefore significantly impact, tensile and schlaggfester dpreßl # as a Verbun, -, örper in lacking the bonding layer 5, it is further contain, if derVerbund compacts is intended for transmitting electrical currents, due to the interposition of the binding layer. 5 the electrical voltage drop at the abutment surfaces of the individual, this composite compact forming-de n Metal body 1, 2 reduced to a very low value. The binding layer 5 also ensures that the contact resistance cannot be changed in the event of any fluctuations in load.