-
Verfahren züm Anschweißen eines elektrischen Zuführungsleiters an
eine Metallfläche, insbesondere an die Tragplatte eines Sperrschichtgleichrichters
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzielung einer guten und billig
anzubringenden elektrischen Verbindung eines Zuführungsleiters, z. B. an die Tragplatte
eines Sperrschichtgleichrichters, und auf einen Sperrschichtgleichrichter oder einen
anderen elektrischen Apparat mit einem nach diesem Verfahren erhaltlenen Anschluß.
-
Bei elektrischen Apparaten, z. B. bei Sperrschichtgleichrichtern,
insbesondere bei solchen, welche geringe Abmessungen aufweisen, tritt die Schwierigkeit
auf, in der Massenherstellung einen Zuführungsleiter schnell und sicher mit einer
Elektrode des Systems zu verbinden, derart, daß eine mechanisch starke und elektrisch
gut leitende Verbindung entsteht. Nur in besonderen Fällen kann die Verbindung durch
das an sich schon umständliche Löten erzielt werden, nämlich dann, wenn das Material
des Zuführungsleiters und des Teiles, an welches dieser angeschlossen werden soll,
z. B. die Tragplatte, dazu geeignet sind. Bei Aluminiumelektroden ist diese Möglichkeit
also schon ausgeschlossen. Außerdem tritt bei der Lötung leicht die Schwierigkeit
einer unzulässigen Temperaturerhöhung des Teiles, mit welchem der Leiter verbunden
werden soll, auf.
-
Es ist schon bekannt, die Verbindung zwischen den Teilen eines Gerätes
und des Zuführungsleiters durch Punktschweißung herbeizuführen, wobei die
beiden
zu verbindenden Teile an ihrer Kontaktstelle zwischen die Elektroden eines Schweißgerätes
gebracht werden. Dieses Verfahren macht bei bestimmten Werkstoffen einige Schwierigkeiten,
wie oben für das Lötverfahren angegeben; das Verfahren ist umständlich, und es besteht
die Gefahr für Beschädigung des Gerätes infolge der hohen Temperatur.
-
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Kupferlitzen stumpf an massiven
Metallteilen anzuschweißen, indem man die Kupferlitzen zunächst durch einen Bund
zu einem möglichst festen Körper mechanisch zusammenfaßt und durch Durchleitung
eines Schweißstromes mittels der Ausbildung eines Schweißbogens erhitzt, worauf
die innige Verbendung durch schnelles und kräftiges Zusammenpressen der erhitzten
Teile herbeigeführt wird.
-
Eine derartige Schlag- oder Stoßschweißung wurde auch schon für die
Stumpfschweißung von zwei Drähtchen vorgeschlagen. Die zu verschweißenden Drahtenden
wurden meißelartig angeschärft und die Kanten rechtwinklig zueinander gesetzt, worauf
die Schweißverbindung durch gleichzeitige Kondensatorentladung und Schlagwirkung
stattfand.
-
Die Erfindung hingegen befaßt sich mit der Stumpfschweißung des Endes
eines elektrischen Zuführungsleiters an einer Fläche. In der Elektrotechnischen
Zeitschrift, Bd. 36 (I935), S. 992, wird die Anschweißung von Drähten z. B. an ein
Band mittels einer Kondensatorentladung besprochen. Es wird dabei bemerkt, daß unter
keinen Umständen ein dünnes Band und ein Draht stumpf aneinandergeschweißt werden
dürfen, und ebenfalls, daß es nicht zulässig ist, den Draht nur über eine kleine
Oberfläche mit dem dünnen Band in Berührung zu bringen, weil dadurch ein Abschmelzen
des Bandmaterials und ein Zurückgang der Haltbarkeit der Schweißstelle hervorgerufen
wird.
-
Erfindungsgemäß ist es nun möglich, in sehr einfacher und schneller
Weise unter Vermeidung von allen obenerwähnten Nachteilen eine Verbindung zwischen
einem Zuführungsleiter und einer Anschlußfläche (z. B. einer Tragplatte eines Sperrschichtgleichrichters)
mittels eines solchen durch Kondensatorentladung entstandenen Stromstoßes zustande
zu bringen, wobei der Zuführungsleiter selbst als die eine und z. B. die Tragplatte
als die andere Schweißelektrode dient und nur die Endfläche des Zuführungsleiters
in einfache Berührung mit der Anschlußfläche gebracht wird.
-
Man benutzt also die Erscheinung, daß die Schweißelektrode selbst
an das Werkstück festgeschweißt wird, wenn man einen Stromstoß durchgehen läßt,
welcher dazu ausreicht, die Spitze der Elektrode und die darunterliegende Oberfläche
des Werkstückes (infolge des Übergangswiderstandes) örtlich zum Fließen zu bringen,
indem man die Elektrode dann in dieser Stellung abkühlen läßt.
-
Im Gegensatz zu dem Eindruck, welche die obenerwähnte Veröffentlichung
in der ETZ. erweckt, ist dieses Verfahren sehr geeignet für die Verbindung von dünnen
Drähtchen mit dickeren Drähten und Platten und für die Verbindung von dünnen Drähten
mit Gegenständen, welche aus einem anderen Metall als der Draht bestehen.
-
Im Vergleich mit dem oben beschriebenen Stand der Technik zeigt es
sich, daß, wo man früher für das stumpfe Aneinanderschweißen von zwei Drähtchen
Kondensatorentladung und Schlagwirkung und meißelartige Anschärfung der Drahtenden
vorschlug, es demgegenüber unter Verwendung der Kondensatorentladung gelingt, ein
Drahtende stumpf an einer Fläche anzuschweißen, und zwar unter Vermeidung eines
Zusammenpressens der Teile oder der Schlagwirkung, wie dies früher bei einer solchen
Stumpfschweißung erforderlich war. Im Fälle der Erfindung wurde eine einfache Berührung
als ausreichend gefunden.
-
Dadurch wird die erforderliche Vorrichtung auch sehr einfach im Vergleich
zu dem bekannten Schweißverfahren, und ein besonderer Vorteil besteht darin, daß
man mit der erfindungsgemäßen einfachen Berührung auch Anschlüsse an Stellen vornehmen
kann, welche sonst schwierig erreichbar sind. Insbesondere wenn der Zuführungsleiter
durch eine enge Öffnung geführt werden muß, um mit einer darunterliegenden Fläche
verbunden zu werden, bringt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß der
Leiter nur gegen die Fläche gehalten zu werden braucht, also kein schwerer auf die
zu verbindenden Teile auszuübender Druck erforderlich ist.
-
Für die Schweißung eines biegsamen Zuführungsleiters z. B. an einem
Sperrschichtgleichrichter hat es sich unter Umständen als vorteilhaft gezeigt, eine
Anzahl zu einem Bündel zusammengeflochtener Drähtchen (Litzendraht) zu verwenden.
Eine günstige Ausführungsform der Erfindung in dem Falle, wo solche Drähtchen benutzt
werden, besteht darin, daß das Anschlußende des Litzendrahtes (z. B. durch örtliche
Verschmelzung) zu einer massiven Kugel ausgebildet wird, welche darauf durch einfache
Berührung mit der Anschlußfläche verbunden wird.
-
Im Gegensatz zu dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten Fall,
wo die Kupferlitzen durch einen Bund zu einem möglichst festen Körper mechanisch
zusammengefaßt sind (um ein Zusammenpressen der erhitzten Teile zu verwirklichen),
genügt im vorliegenden Falle eine Kugel am Ende des Litzendrahtes, so daß dieser
selbst vollkommen biegsam bleibt.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig.
I skizzenmäßig das Verfahren mit der Schaltung illustriert und Fig. 2 eine Variante
,desselben :darstellt.
-
Fig. i zeigt skizzenmäßig einen Sperrschichtgleichrichter, dessen
Trägerplatte aus Eisen mit i bezeichnet ist, während 2 eine Selenelektrode und 3
,die Gegenelektrode aus einer Legierung von Zinns, Wismut und Cadmium bezeichnen.
Zwischen den Elektroden 2 und 3 befindet sich die nicht in der Zeichnung !dargestellt--
Sperrschicht. Der Gleichrichter wird von dem Maul 4 einer Zange 5 festgehalten.
Der
Zuführungsleiter besteht nun aus einem Draht 6, der das Ende des auf einer Rolle
7 aufgewickelten Drahtvorrats darstellt. Dieser Drahtvorrat steht in Verbindung
mit einer Kondensatorbatterie 8, welche mit einer Aufladevorrichtung 9 für diese
Batterie verbunden ist, deren anderes Ende mit der Zange 5 verbunden ist.
-
Wird das Drahtende 6 auf die Trägerplatte I gebracht, so entlädt sich
die Kondensatorbatterie 8, und an der Kontaktstelle IO entsteht infolge des Übergangswiderstandes
in diesem Punkt eine so große Wärmeentwicklung, daß eine Schweißverbindung entsteht.
Im Grundsatz ist hier also das Verfahren der Widerstandsschweißung angewendet, wobei
aber die Elektrode 6 selbst an das Arbeitsstück festgeschweißt wird. Der Draht 6
wird dann auf die erforderliche Länge abgeschnitten und bildet den Zuführungsleiter
für das Sperrschichtgleichrichtersystem. Ein folgendes, von der Rolle 7 abgewickeltes
Drahtende kann auf gleiche Weise an einen folgenden Sperrschichtgleichrichter angeschweißt
werden, und so können auf einfache und billige Weise in der Massenherstellung die
Zuführungsleiter angebracht werden.
-
Da man mit dem Draht 6 die zu verbindende Elektrode des Sperrschichtsystems
einfach nur zu berühren braucht, ist diese Verbindungsweise auch geeignet für Kontaktbildung
mit äußerst kleinen Elektronensystemen von z. B. nur einigen Millimetern Durchschnitt.
Weiter kann der Kontakt auch an schwer zu erreichenden Stellen angeschlossen werden.
-
Bei der Wahl des Materials des Zuführungsleiters ist zu berücksichtigen,
daß leicht eine Schweißverbindung gebildet wird. Wenn die Trägerplatte z. B. aus
Aluminium besteht, wird ein Zuführungsleiter aus Kupfer verwendet. Zwecks Erzielung
einer guten Schweißverbindung wird der Draht möglichst glatt abgeschnitten.
-
Man kann auch noch auf etwas andere Weise verfahren, wenn z. B. wie
in Fig. 2 dargestellt, ein Litzendraht II angebracht werden soll. Es wird dann zunächst
am Ende dieses Drahtes dadurch eine Schmelzkugel I2 gebildet, daß man zwei Drahtenden
gegeneinanderbringt und eine Kondensatorentladung übergehen läßt. Darauf bringt
man diese Schmelzkugel I2 auf die Platte I und läßt wieder die Entladung übergehen,
wobei die Schweißverbindung entsteht.
-
Es kann als Stromquelle ein auf 4OO Volt aufgeladener Kondensator
von IOOO Mikrofarad verwendet werden.