Préstechnológia a villanyszerelésben
2002/10. lapszám | Ruckel Balázs | 14 831 |
Figylem! Ez a cikk 22 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A dolog azzal kezdődött, hogy felfedezték az elektromosságot. Mikor rájött a nagy tudós arra, hogy az elektronok, elektromos töltés vándorol, abban a pillanatban felmerült a kérdés: Hova? Mennyire? Miért?
Ebben a cikkben javarészt a második kérdés problémakörének egy kis szeletével foglalkozunk. Ezt a kis szeletet nevezzük ellenállásnak. S hogy ennek milyen oldalai vannak? Egyszerű a megoldás. Jó, mert ahol ellenállás van, meleg van. Rossz, mert ahol ellenállás van, ott teljesítményveszteség, rosszabb esetben az imént említett pozitívumnak hála, tűzveszély is fellép. Mikor a nagy testvér a vezetéket odaengedi a házikóhoz, korántsem biztos, hogy minden tökéletesen fog működni. Sok esetben erre sajnos évek, évtizedek után derül fény. Szomorú tapasztalataim vannak erről. Mikor hobbiként belemerültem az elektronika világába, bizony meg-megcsapott az áram. Értetlenkedtem, mert elképzelni nem tudtam, hogy hogyan kerül villany az egyik legbecsesebb műszerem legbecsesebb – „ON” feliratú – gombjára. Aztán gondolkozni kezdtem, gyűjtöttem az információkat, s midőn szemléltem a képcső kisülését, megláttam, hogy a fénycső, hasonlóan a képcsőhöz, érdekes, halvány, szinte túlvilágba illő fényt bocsát ki, önszántából. Ekkor szöget ütött a fejemben, hogy miféle jelenség lehet ez, és ha az, amire gondolok, akkor hogy lehet olyan szerencsém, hogy épp nem a másik vezetékhez sült az a bizonyos „piros” színű. Megoldást kellett találni. Kalapácsot, vésőt ragadtam, és elkezdtem kutatni a falban rejtőző titkokat. Természetesen alumíniumot találtam. Természetesen összetekerve. Ami természetesen melegedett, és emiatt szépen el is olvadt. Hát innen származott a derengő fény, melyre nem kis mértékben buktak a különféle éjszakai bogarak és szárnyasok. A megoldás egyszerűnek tűnt. Ki kell cserélni. Csakhogy, mint szakember, kedvencem a réz, vagy az ahhoz közel álló anyagok. És mint tudjuk, a réz az alumíniummal nincs túl közeli barátságban. Tehát az egészet le kellett cserélni. Most azonban nem a fémek barátságáról van szó, hanem arról, hogy az immár egymással szemben barátságosnak számító vezetékanyagokat hogyan kössük össze egymással, illetve szerelvényekkel. Erre sokféle megoldás létezik, nagy részét az elektronika is használja. Tudunk szakszerűen vezetéket forrasztani, csokoládéba helyezni, különböző okosabbnál okosabb rugós szerkezetekbe helyezni, valamint mindenki kedvencére összetekerni, s hogy hab is legyen a tortán: összeforrasztani, hogy totálisan kilőjük az esetleges javítás lehetőségét.
Maradjunk a jól bevált, forrasztást mellőző kötéseknél. Itt, a rugós okosságok kivételével, mindig a hidegalakítás rejtelmeibe nyúlunk bele. Tudjuk, hogy az anyag rugalmas egy határig, tudjuk, hogy ha visszahajlítjuk, eltörhet. A hidegalakítás során az anyagot (jelen esetben a vezeték anyagát) meghajlítjuk, és kihasználva azt a tulajdonságot, amit a lemezmegmunkálásban járatos szakemberek visszarúgásnak neveznek, egymáshoz szorítjuk a vezetékeket. Ezt a technológiát, ha jobban szemügyre vesszük, a nagyobb áramerősségeknél nem célszerű használni, mert itt a két vezeték hosszirányban egy vonal mentén érintkezik, ami ebben a viszonylatban elég nagy ellenállást eredményez, és mint tudjuk, az ellenállás melegedést okoz, az pedig az anyagok kifáradásához vezethet. Emiatt a kötés lazul, az átmeneti ellenállás nő, még jobban melegszik, és így tovább, egészen a meghibásodásig. Az igazi megoldás persze az lenne, ha a vezeték, mint egész, vezethető volna. Ez eléggé abszurd követelmény volna, bár vannak helyek, ahol ez szükséges. Alternatív megoldást nyújtanak ezen problémákra a saruzásos, érvég hüvelyes és egyéb préselhető dolgok. Ez azonban felvet még egy problémát. Ez pedig abban áll, hogy milyen anyagból legyen maga az elem, ami csatlakoztat a következő vezetékhez. Ennek rugalmasabbnak kell lennie a vezetéknél, de barátságosnak az alapanyaggal. Erre a legkülönfélébb ötvözetek állnak rendelkezésünkre.
Megemlíteném a sokak által kedvelt nagyobb áruházakat, ahol igen sűrűn szerszámnak látszó tárgyakat lehet vásárolni. Ha az ember ilyen helyen jár, sokszor találkozik a nagyon-nagyon messziről származó termékekkel. Legyen példa a saru, vagy akár az érvég hüvely. Szakemberünk bemegy az áruházba, és a harmadik szakembertől megkérdezi, hol vannak ezek a felszerelések. Ő már tudja a választ, majd kollégánkat, nevezzük Popper úrnak, odairányítja a megfelelő kincsek polcaihoz. Popper úr vakargatja a fejét, melyiket is szeresse, aztán a végén eszébe jut, hogy látott a sor elején egy csinos készletet, melyben minden van, plusz még egy présszerszám is. Mindez hihetetlen áron! Ebbe a hibába végül én is beleestem. Aztán jött az első munka, ami egy ital-automatában keletkezett hiba elhárítása volt. Megjegyzem, egy ilyen szörnyetegben a hozzávetőlegesen 60 °C hőmérséklet és a kiszámíthatatlan százalékos páratartalom az úr. Jött az első saru. És ment a kukába. Aztán a második már sikerült, de csak két irányból történő ráhatás segítségével. Végül letettem arról, hogy ezzel a szerszámmal értéket termeljek. Popper úr is valószínűleg hasonlóképpen járt. Persze, nem tudhatjuk biztosan, csodák még vannak. Így tehát, ha az ember saruzásra vetemedik, tudnia kell, milyen keresztmetszetű vezetékekkel van dolga, milyen anyagú drótot használjon. E tudás biztos birtokában lehet csak megfelelő munkát végezni ezzel a technológiával.
Popper úr, miután kipróbálta a szerszám menetes szálvágó részét is, és tapasztalta, hogy emiatt nem használható a fogó, mert az a bizonyos csapszeg már nem oly fiatal, mint volt, elhatározza, hogy vásárol egy igazi présszerszámot. Keres is egy erre megfelelő helyet, ahol ilyesmiket lehet kapni. Ekkor dől el, hogy folyatja-e az elhatározást, vagy inkább eláll ettől a szándékától. Egy-egy ilyen szerszám körülbelül húszezer forintba kerül. Hogy megéri-e? Mindenképp. Kérdés az, hogy ezt belátja-e Popper úr is.
Mivel már ismerjük Popper úr esetét, nézzük meg kicsit pontosabban a dolog szakmai oldalát. Tegyük fel, hogy drótunk tömör réz. Nem túl hajlékony, viszont jó a vezetőképessége, és rugalmas. Tehát ezen a dróton nem történik majd energiaátadás a mosógép felé, így legalább 2 kW teljesítményigénnyel számolhatunk. Ekkor az áramerősség megközelíti a 9 ampert. Ekkora áramerősség a vezetéken csak kis mértékű feszültségesést hoz létre (feltéve, hogy a szakember a megfelelő keresztmetszetet választotta). Azonban megnézhetjük a csatlakozást, mondjuk egy dobozkában, ahol még a csillár felé is megy egy szál. Lehet ott csavaros sorkapocs, forrasztás vagy saru. Menjünk végig a kötéstípusokon: minden esetben egy lavinaszerű romlást figyelhetünk meg. A kérdés csak annyi, mennyi idő alatt válik gőzzé az adott vezeték. A sorkapcsos technológia talán a legelterjedtebb. Ha a mélyére nézünk ennek a technikának, beláthatjuk, hogy a vezeték korántsem olyan rugalmas, mint amennyire kellene. Amikor a vezetéket beszorítjuk a csokiba, az maradó alakváltozást szenved, így az anyag keresztmetszetébe betekintve a rácsszerkezeti hibák megszaporodnak (diszlokáció). Emiatt az anyag ridegebbé, keményebbé válik, ugyanakkor a felszültségek, és egyéb szerkezettani jelenségek miatt rugalmas marad. Ha azonban feltételezzük azt, hogy ez a vezeték sem tart örökké, és az állapota romlik, a kötésünk bizony lazulni fog. Ha lazul, nő az átmeneti ellenállása, ez pedig hőjelenséggel jár, nevezetesen melegedéssel, ami viszont az anyag lágyulásához vezet. Ennek a vége az, hogy a kötés tönkremegy.
Nézzük meg most a lágyforrasztást. Mindannyian ismerjük a hidegforrasztás fogalmát. Nincs bosszantóbb, mint egy hidegforraszt létrehozni, majd javítani. A forrasztások többsége az idő múlásával hasonlóvá válik ehhez az állapothoz. Ezt a minőségromlást hasonlóan a termoelemekhez szintén elektrokémiai okokkal magyarázhatjuk. Ilyenkor már nem olyan a vezetőképesség, mint az elején, a hatás hasonló a fentiekben leírtakhoz. Megfigyelhetjük a kényelmetlenségét is a technikának: „Popper úr két méter magasban egy 150 wattos forrasztópákával hadakozik a drótok közt…”
Itt jön be a képbe a préstechnológia. Ezt a technikát legelőször az erősáramú szereléseknél alkalmazták. Ennek a kötésfajtának a legjobbak az elektromos tulajdonságai. Ilyen esetben a sarut, érvég hüvelyt és a többi megoldást mindig olyan anyagból tudjuk kiválasztani, ami a legrugalmasabb, legjobb vezetőképességű, rendkívül korrózióálló, könnyen alakítható. Egyszóval ideális. A gyenge pontja a sarunak az alapanyag elektrokémiai tulajdonságaiban rejlik legfőképp. Ha két nagyon eltérő elemet teszünk egymás mellé, pl. Li+, Cu+, akkor bizony egy kis pára, és ez a két fém igen randa dolgokat tud művelni egymással. Tehát ha a saru anyagát a legmegfelelőbben választják ki – gyártó felelőssége –, a legtovább tartó villamos kötést kapunk. Elég, ha erre a példára felhozzuk az autókat. Ha olyan helyen, mint a Bartók Béla út, meg tudtam tenni végig az utat meghibásodás nélkül, akkor bizony jók azok a saruk.
A saruknak nagyon sok fajtája van. Például a fent említett autóban található saruk a vezeték és a kötés rugalmasságának megőrzése érdekében úgy készültek, hogy a vezeték szigetelését is fogják. Ezt a fajtát bizonyára ismerjük mindannyian. Erősáramú technikában, mint például a hegesztés, a nagy áramerősségek és a rugalmasság végett mindenhol sodrott vezetéket használnak, aminek a legkisebb mérete 10 mm². Ezeken a helyeken, még csavarszorításos kötéseknél is, érvég hüvely található. Ez is egyféle préstechnológia, bár nem a tipikus faj.
Ilyen típusú kötéseket a legkülönfélébb szerszámokkal lehet elkészíteni. Ezek széles skálája járt már a kezemben. Tapasztalataim alapján azt mondhatom, hogy azok a présszerszámok a legjobbak, amelyek az adott sarukhoz készülnek, nem pedig általános használatúak. Ezek a fogók minden esetben megfelelően összenyomják a csatlakozóeszközt, és mindig a legjobb vezetőképességet biztosítják (láttam már sarut füstölni nem megfelelő préselés miatt). Tisztában kell lenni azzal, hogy a hatszögletűre préselendő sarut nem biztos, hogy jó, ha két oldalról megszorítjuk, főleg ha egy ponton úgy, hogy az a szigetelést nem fogja meg kellően. Ilyenkor a sodrott vezeték szálai igen hamar el tudnak fáradni, és a drága saru a kezünkben marad. Mindenképpen azt javaslom, hogy ha présszerszám-vásárlásra szánjuk el magunkat, fogjunk meg egy darab drótot és sarut, vigyük magunkkal a vásárláshoz, és próbáljuk ki! Ha egy fogót megvásárol az ember, elég ritkán örülnek annak, ha visszavisszük, mert mégsem jó. Mint a szerszám-befektetéseknél általában, nem a legolcsóbb a legolcsóbb, hanem sok esetben a legdrágább. Ezért aztán érdemes meggondolni, hogy egy szerszámra húszezer forintot költünk, vagy sarukkal együtt megvásároljuk ötezer forintért. Személy szerint az a véleményem, hogy – kiindulva Popper úr fogójából -, vannak szerszámok, melyek saruzásra készülnek, és vannak, amelyek menetes szál vágásához. Ha ezt a kettőt összekeverjük, az esetek 90%-ában a nagyobb igénybevétel fáj a fogónak, ami ezután többnyire meg is adja magát. Tehát a megoldás: egy feladattípusra egy szerszám való. Ha egy szerszámnak többféle olyan feladatot kell megoldani amelyek között jelentős igénybevételbeli különbségek vannak, az bizony nem tökéletes. Jómagam maradnék a jó öreg racsniszerű fogónál, mely hatszög hasábra préseli az adott sarut.
