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Verfahren zum Anbringen des Lotmetalles an metallischen Werkstoffen, insbesondere an Aluminium und seinen Legierungen
Bei der Herstellung einer Lötverbindung in einem Ofen, beispielsweise bei einer Hartlötung, erfolgt der Lötvorgang im Lötofen ohne irgendwelchen Eingriff von aussen lediglich durch die Ofenwärme. Dabei müssen aber das Lot und das eventuelle Flussmittel schon vor dem Einbringen in den Lötofen auf den zu verlötenden Teilen angebracht sein.
Bekanntlich hat man das zur Verbindung zweier oder mehrerer metallischer Einzelteile dienende Verbindungsmaterial (Lot) entweder auf die zu verbindenden Teile lose, in Form von Streifen, Ringen od. dgl., aufgelegt oder durch Spritzen, Kleben oder Aufwalzen (Plattieren) fest mit dem Grundmaterial der zu verbindenden Teile verbunden.
Das erstgenannte Verfahren hat den Nachteil, dass die Anordnung des Verbindungsmaterials zusätzliche Montagekosten bedingt. Ausserdem besteht bei dieser Art der Lotanbringung die Gefahr, dass bei der Weiterverarbeitung der zu verbindenden Teile die lose aufgelegten Streifen oder Ringe aus dem Lotmaterial sich verschieben, so dass hiedurch die Herstellung einer sicheren Verbindung im Ofen in Frage gestellt ist. Die zweitgenannte Art der Aufbringung des Lotes hat den Nachteil, dass die besondere Herstellung der festen Verbindung des Lotes mit dem Grundmaterial eine erhebliche Verteuerung zur Folge hat.
Bei dem Plattieren des Verbindungsmaterials mit dem Grundmaterial hat sich ausserdem herausgestellt, dass beim Herunterwalzen die Schicht des Verbindungsmaterials unter Bildung von Streifen ab und zu abreisst, so dass an diesen nicht ohne weiteres sichtbaren und erkennbaren Fehlerstellen eine Verbindung nicht zustandekommt, weil dort das erforderliche Verbindungsmaterial fehlt. Die bekannten Verfahren erlauben somit nicht, die unbedingt erforderliche Sicherheit der Verlötung, wie sie für eine einwandfreie Reihenfertigung Voraussetzung ist, zu gewährleisten.
Demgegenüber ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren, das mit besonderem Vorteil dort anzuwenden ist, wo es sich darum handelt, Gegenstände herzustellen, die aus sehr vielen miteinander zu verbindenden Einzelteilen bestehen und bei denen die Verbindung dieser Einzelteile miteinander von Hand entweder zu umständlich und damit zu kostspielig oder überhaupt bisher unmöglich war, weil die Verbindungsstellen im Innern der Gegenstände für eine Verbindung von Hand nicht zugänglich sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für das Anbringen des Lotmetalles an metallischen Werkstoffen, Insbesondere an Aluminium und seinen Legierungen, aus welchen mit andern metallischen Teilen zu verlötende Werkstücke durchspanlose Bearbeitung hergestellt werden, eine Lösung zu finden, welche die den bekannten Verfahren für die Anbringung des Lotmetalles anhaftenden Nachteile vermeidet, d. h. das Lotmetall ohne besonderes Aufplattieren, Aufkleben, Aufspritzen u. dgl. an diesem Werkstück oder dessen Werkstoff so anzubringen, dass die sichere Lötverbindung des Werkstückes mit dem oder den andern Teilen oder Werkstücken gewährleistet ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmetall und der metallische Werkstoff aufeinandergelegt, jedoch unverbunden miteinander, gemeinsam dem spanlosen Bearbeitungvorgang unterworfen werden, und dass danach das so entstandene und mit dem Lotmetall versorgte Werkstück mit einem andern oder mit mehreren andern metallischen Teilen im Ofen verlötet wird. Durch diese von Anbeginn an gemeinsame spanlose Bearbeitung von Werkstoff und Lotmetall, zu dem mit andern Teilen oder Werkstücken zu verlötenden Werkstück, wird die Lotversorgung desselben allein durch seinen Herstellungsvorgang bewirkt.
So werden für die Anbringung des Lotmetalles keine besonderen Vorrichtungen oder besondere die Herstellung des metallischen Werkstoffes oder des Werkstückes verteuernde Ar-
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ten des metallischen Werkstoffes angeordnet werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung liegt ihr die Erkenntnis zugrunde, die bei der Ausführung des spanlosen Bearbeitungsvorganges mit Schneidwerkzeugen bisher in der Regel als unerwt. Mcht angesehene Gratbildung für das Zustandekommen der oben geschilderten Lötverbindung dadurch auszunützen, dass bei der Ausführung des spanlosen Bearbeitungsvorganges mit Schneidwerkzeugen die Schnittkanten der Messer oder die Schnittkanten des Schnittstempels und der Schnittplatte oder der Schnitt P zwischen diesen schneidenden Werkzeugteilen so gewählt sind. dass an den Schnittflächen der mit ib. n geschnittenen metallischen Werkstoffe ein Grat entsteht, durch welchen das Lotmetall mit dem metallischen Werkstoff an der Schnittstelle aneinanderhängen.
Beim Drücken und Tiefziehen wird der erfindungsgemäss erreichte Effekt, nämlich das Aneinanderhängen durch das Herauspressen der Luftschicht zwischen dem Verbindungsmaterial und dem Grundmaterial beim gemeinsamen Arbeiten noch verstärkt.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich vorteilhaft auch zur Herstellung von gefalzten, dichten Rohren verwenden, die gegebenenfalls auf ihrer Aussen-und/oder Innenseite mit längs- oder querlaufenden Rippen oder Versteifungen verlötet oder an ihnen bzw. mit ihnen auch Anschlussstücke wie Flanschenoder Kupplungsstücke vorzugsweise im gleichen Lötvorgang verlötet werden können. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Rohre herstellen, die auf ihrer Aussenseite mit Rippenblechen und auf ihrer Innenseite mit einem beispielsweise wellblechartigen, zugleich als Versteifung und als Wärmeabführung dienenden Blech verlötet sind. Derartige Rohre lassen sich vorteilhaft für den Bau von Wärmeaustauschern aller Art verwenden.
Bekanntlich hat man bisher ein Rohr aus zwei oder mehreren Blechstreifen dadurch hergestellt, dass diese Streifen rund gebogen und hierauf bzw. kurz vor ihrem Schliessen ein Lotstreifen in die Schliessfuge eingeführt wird, mittels dem die einzelnen Blechstreifen zu einem Rohr verlötet werden. Schliesslich hat man auch das Rohr aus einem besonders vorgeformten Blechstreifen mittels eines ebenfalls besonders vorgeformten Trägerbandes für das Lot hergestellt. Das Lotmetall wird als besonderer Überzug auf dem Trägerband zwischen die ebenfalls besonders vorgeformten Kanten des über einem Dorn bereits zum Rohrquerschnitt gebogenen Bleches eingeführt. Bei allen diesen Verfahren wird das Lot dem Arbeitsgang aber erst dann zugeführt, wenn die wesentliche Verformung bereits erfolgt ist.
Das Lot wird also nicht zusammen mit dem Werkstoff zu dem Rohr verformt, sondern nur eingeklemmt. Von der Anbringung und Anordnung des Lotes zum Zwecke der Verbindung des Rohres mit einem andern Werkstück ist aber nicht die Rede.
Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen die in den beiden Zeichnungen dargestellten Fig. 1-11. Dort ist mit a das Grundmaterial, mit b der Lotwerkstoff und mit c der Grat bezeichnet, der sich bei der Bearbeitung am Verbindungsmaterial (Lot) bildet.
Um einen metallischen Teil a eines Gegenstandes mit einem andern metallischen Teil desselben oder eines andern Gegenstandes durch Löten zu verbinden, wird das Verbindungsmaterial b auf den zuerst erwähnten Teil a aufgelegt und eine Durchführung d für den zweiten Teil geschaffen. Dabei sollsich ein Grat c bilden, damit sowohl eine Sicherheit beim Transport und der weiteren Montage in der Anordnung der beiden Teile und des Verbindungsmaterials zueinander als auch eine unbedingt sichere Verlötung im Ofen gewährleistet ist. Der Grat c des Verbindungsmaterials b verhakt sich nämlich bei der Erzeugung der Durchführung d mit dem metallischen Werkstoff an der Innenwand des letzteren, so dass eine Art Verankerung des Verbindungsmaterials an dem Grundwerkstoff stattfindet.
Der Grat c des Verbindungsmaterials b ist entsprechend der Darstellung In Fig. 2 tiefer in die Durch-
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Die Fig. 3-6 zeigen Ausführungen, bei welchen sowohl das Grundmaterial als auch das Verbindungmaterial b mehrschichtig angeordnet ist. Der Grat c wird auch bei diesen Ausführungen In die Durchführung d hineingezogen. Es findet somit eine Verankerung zwischen dem Grundmaterial und dem darüber liegenden Verbindungsmaterial statt.
Bei der Verlötung zwischen dem Grundmaterial und dem durch die Durchführung d eingebrachten zu verlötenden Teil im Ofen erfolgt die Lotverbindung nicht nur zwischen dem Grundmaterial, welches unter dem Verbindungsmaterial jeweils liegt, sondern auch zwischen dem Grundmaterial, das oberhalb des Verbindungsmaterials angeordnet ist, weil der Lotwerkstoff durch die Kapillarwirkung auch nach oben gesaugt wird.
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Die Fig. 7 zeigt die Anwendung der vorerwähnten Massnahme auf einen Ziehteil, der als Verschluss eines zylindrischen Körpers dienen soll. Auch hier ist entsprechend dem Erfindungsgedanken das Verbindungsmaterial von Anbeginn an, beispielsweise vom Ausschneiden der Ronde an, gemeinsam mit dem Grundwerkstoff zusammen allen Bearbeitungsprozessen unterworfen worden. Der in der Fig. 7 dargestellte Verschluss ist so ausgebildet, dass er mit seinen Rändern auf dem zu verschliessenden Körper zur Auflage gelangt oder die Wand des letzteren auch seitlich noch umfassen kann, wie dies beispielsweise aus der Fig. 8 entnommen werden kann. Dabei ist mit e der Hohlkörper bezeichnet, der mit einem Verschluss versehen werden kann.
Die Fig. 7 lässt weiterhin erkennen, dass der Verschluss in der Mitte einen Stutzen f aufweist, durch welchen der Zugang nach dem Innern des zu verschliessenden Behälters e ermöglicht wird.
So kann z. B., wie die Fig. 8 erkennen lässt, ein Rohr g in den Stutzen f eingeführt und mit diesem verlö - tet werden.
Während nach der Darstellung in der Fig. 8 das Verbindungsmaterial b nur auf einer Seite des Grundmaterials a angeordnet ist, wurde entsprechend der Darstellung nach Fig. 9 das'Verbindungsmaterial b doppelseitig auf a angebracht und somit ein doppeltes Umbördeln zur Erzielung einer besonders festen und dichten Verbindung mit dem zylindrischen Körper e ermöglicht.
Die Fig. 10 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine automatische Einrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach dem erfindungsgemässen Verfahren. Der Grundwerkstoff und der Verbindungswerkstoff liegen in Form von Bändern vor, die auf Rollen aufgebracht sind. Der Grundwerkstoff wird von der Rolle 2 und der Verbindungswerkstoff von den Rollen 1 abgezogen und durch Führungsrollen 5 und 6 zusammengelegt.
Hier setzt nun die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ein. Die aufeinandergelegten Werkstoffe gelangen unter ein Verarbeitungswerkzeug, beispielsweise ein Schnittwerkzeug 7. Bei dem Schnittvorgang entsteht der Grat c, der die für die weitere Verarbeitung erforderliche Sicherung im Zusammenhalt der einzelnen Werkstoffe untereinander gewährleistet. Der aus dem Schnittwerkzeug 7 austretende mehrschichtige Werkstoff kann nun in verschiedener Weise je nach Bedarf verarbeitet werden. Zur Verlötung wandert er in Form einzelner Teile in einen Ofen, der in der Fig. 10 nicht besonders dargestellt ist.
Die nach Fig. 10 dargestellte Werkstoffkombinadon entspricht der Anordnung der Werkstoffe nach Fig. 3.
Soll nach den Angaben in der Fig. 4 verfahren werden, muss auf den Rollen 1 in Fig. 10 der Grundwerkstoff a uud auf der Rolle 2 der Verbindungswerkstoff b aufgebracht werden. Wird dabei die Dicke des Bandes, welches von dar oberen Rolle abläuft, geringer gewählt als die Materialstärke des Bandes, das von der unteren Rolle 1 abläuft, entsteht eine Kombination, wie sie die Fig. 5 erkennen lässt.
Um die mehrschichtige Anordnung nach Fig. 6 zu erhalten, werden fünf Rollen verwendet und so angeordnet, wie dies in der Fig. 11 angegeben ist. Auf die mit 3 bezeichneten Rollen ist das Verbindungsmaterial aufgebracht, auf den Rollen 4 liegt der Grundwerkstoff in Bandform. Die Führungsrollen bzw.
Führungswalzen sind wiederum mit 5 und 6 bezeichnet.
Die Führungswalzen bzw. Fünrungsrollen entsprechend der Darstellung in den Fig. 10 und 11 können zweckdienlich mit einem plastischen Kunstwerkstoff oder mit hartem Gummi belegt werden. Für den automatischen Vorschub von Bändern können sowohl eine als auch beide Walzen benutzt werden. Der Vorschub erfolgt unter Anwendung einer Kupplung, der synchron mit der Bearbeitungsmaschine 7 zusammenarbeitet. Es besteht auch die Möglichkeit, den Vorschub durch einen selbsttätigen von der Bedienung re- gebaren Antrieb durchführen zu lassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Anbringen des Lotmetalles an metallischen Werkstoffen, insbesondere an Aluminium und seinen Legierungen, aus welchen mit andern metallischen Teilen zu verlötende Werkstücke durch spanlose Bearbeitung hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmetall und der metallische Werkstoff aufeinandergelegt, jedoch unverbunden miteinander, gemeinsam dem spanlosen Bearbeitungsvorgang unterworfen werden, und dass danach das so entstandene und mit dem Lotmetall versorgte Werkstück mit einem andern oder mit mehreren andern metallischen Teilen im Ofen verlötet wild.