CH497942A - Verfahren und Vorrichtung zur Befestigung eines länglichen metallischen Gegenstandes auf der einen Seite eines flachen Bleches - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Befestigung eines länglichen metallischen Gegenstandes  auf der einen Seite eines     flachen    Bleches    Im Hauptpatent Nr. 468 235 ist     ein    Verfahren zum  Befestigen eines länglichen metallischen Gegenstandes  auf der einen     Seite    eines flachen     Bleches    beschrieben,  welches durch     folgende    Schritte gekennzeichnet ist:  a) Auflegen eines Streifens aus einem Metall mit  niedrigerem Schmelzpunkt als das Blech und der Ge  genstand auf jene Stelle des Bleches, wo der Gegen  stand befestigt werden soll;  b) Auflegen des Gegenstandes in der gewünschten  Lage auf die Befestigungsstelle, wobei der Gegenstand  den Streifen berührt;

    c) Festspannen des Bleches unter einem gleich  mässigen Druck auf annähernd seiner ganzen, vom Ge  genstand nicht bedeckten Fläche;  d) gegenseitiges Festhalten des Gegenstandes, des  Bleches und des Streifens     unter    fortwährender Druck  ausübung auf den Gegenstand und gleichzeitigem Er  hitzen des Gegenstandes, des Bleches und des Streifens  auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Strei  fens, aber unterhalb des Schmelzpunktes des Bleches  und des Gegenstandes; und  e) Abkühlen des aus dem Blech, dem Gegenstand  und dem Streifen hergestellten Produktes auf eine nur  wenig unterhalb der Erstarrungstemperatur des Strei  fens liegende Temperatur, bis der Gegenstand fest mit  dem Blech verbunden ist.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detailver  besserung derjenigen nach dem Hauptpatent und betrifft  ein Verfahren, das durch folgende Schritte gekennzeich  net ist:  a) Auflegen     eines    aus     Bindematerial    bestehenden  Streifens, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als derje  nige des     Bleches    und des Gegenstandes, auf jene Stelle  des Bleches, wo der Gegenstand befestigt werden soll;  b) Auflegen des Gegenstandes in der gewünschten  Lage auf die Befestigungsstelle, wobei der Gegenstand  den Streifen berührt;  c) Festspannen des Bleches unter einem gleich-    mässigen Druck auf annährend seiner ganzen, vom Ge  genstand nicht bedeckten Fläche;

    d) gegenseitiges Festhalten des Gegenstandes, des  Bleches und des Streifens unter fortwährender Druck  ausübung auf den Gegenstand und gleichzeitigem Er  hitzen des Gegenstandes, des     Bleches    und des Strei  fens auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des  Streifens, aber unterhalb des Schmelzpunktes des     Ble-          ches    und des Gegenstandes; und  e) Abkühlen des aus dem Blech, dem Gegenstand  und dem Streifen hergestellten Produktes auf eine nur  wenig unterhalb der Erstarrungstemperatur des Strei  fens liegende Temperatur, bis der Gegenstand fest mit  dem Blech verbunden ist.  



  Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah  rens, welche     mindestens    eine     Fertigungsstelle,    worin  der genannte Metallkörper und das Blech zusammen  gehalten, erhitzt und gekühlt werden, sowie eine Auf  spanneinrichtung zum Festhalten des     Metallkörpers    auf  dem Blech während des Erhitzens und Abkühlens auf  weist, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass  die Aufspanneinrichtung mittels mit dieser in lösbarer  Verbindung stehender Bewegungsorgane anhebbar und  absenkbar ist.  



  Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Er  findungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeich  nung näher beschrieben. Es zeigen:  Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfin  dungsgemässen Vorrichtung,  Fig. 2 eine Teilansicht einer der     Montage-Sta-          tionen    in der Vorrichtung nach     Fig.    1,       Fig.    3 eine in der Vorrichtung nach     Fig.    1 ver  wendbare Spannplatte von unten gesehen,       Fig.    4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 in       Fig.    3, in seitenrichtiger     Darstellung    der Spannplatte,

         Fig.    5 eine Teilansicht der Spannplatte nach     Fig.    3,  von rechts gesehen,       Fig.    6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in      Fig. 3 mit unter der Spannplatte angeordnetem Blech,  auf welchem der längliche Gegenstand zu befestigen ist,  Fig. 7 eine Schablone zum Aufbringen des Binde  materials in Form von Streifen,  Fig. 8 ein Sieb zum Aufbringen des Bindematerials  in Pulverform, und  Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 in  Fig. B.  



  In Fig. 1 sind die Heizstation mit Bund die Mon  tage- und Kühlstationen mit A und C bezeichnet.  Jede Station ist mit einem Untersatz 10, 11 und 12  von gleicher Höhe versehen. Diese Untersätze können  aus     geglühtem    Stahl bestehen, sind jedoch vorzugs  weise aus Aluminium-Guss gefertigt. über den in einer  gemeinsamen Ebene liegenden obern Flächen der Unter  sätze 10, 11 und 12 ist ein hin und her     bewegbares     Band 13 angeordnet, welches eine gute Wärmeleitfähig  keit haben muss und aus einem perforierten Aluminium  band von 0,82 mm Dicke besteht. Auf der Heizstation  B in Fig. 1 ist eine Montageeinheit 14b in gestrichel  ten Linien dargestellt, während eine andere Montage  einheit auf der Montage- und Kühlstation A vorhanden  ist.

   Auf der Montage- und Kühlstation C befindet sich  eine weitere Montageeinheit 14 in dem Zustand nach  dem Abkühlen und vor der Entfernung aus dieser  Station C.  



  Um zu gewährleisten, dass der     längliche    Gegenstand  bzw. ein Rohr, welches mit dem Blech verbunden  werden soll, in seine richtige Lage -auf dem Blech ge  bracht wird, und dass das Blech mit einem einheitlichen  Druck über seine ganze Fläche beaufschlagt wird, ist  die in den Fig. 3 bis 6 dargestellte Spannplatte 14 vor  gesehen. Diese Spannplatte besteht aus einer Grund  platte 17, und einer mittels Schrauben 18 daran be  festigten Formplatte 19, deren Material und Form im  Hauptpatent beschrieben sind.  



  Die untere Seite der Formplatte 19 ist mit Nuten  20 versehen, deren Form, Breite und     Tiefe    in dem  Hauptpatent beschrieben sind. In den Nuten 20 sind       Organe    vorgesehen, mittels welcher das Rohr gegen das  Blech angedrückt wird, wenn die Spannplatte auf dem  Blech aufliegt. Dieses Druckorgan     kann    aus     einem     Streifen 21 eines federnden Materials, beispielsweise  aus einem Silikonkautschuk, wie dies in dem Haupt  patent beschrieben ist, bestehen. Anstelle dieses Strei  fens 21 können auch Federn aus     einem    rostfreien Stahl  zu diesem Zweck verwendet werden.  



  In einer Abwandlung der Vorrichtung des Haupt  patentes sind Organe vorgesehen, mittels welcher das  Rohr in seiner richtigen Lage in der Spannplatte ge  halten werden kann, und welche von     Druckstiften    60  gebildet sind. Die Stifte 60 gleiten in Bohrungen von  Führungsstücken 63, welche an der Grundplatte 17 be  festigt sind, und welche beispielsweise von Luftzylin  dern betätigt werden     können,    um die Stifte 60     in    An  lage an das Rohr     zu    bringen. Mittels der Federn 61  werden die Stifte 60 aus dieser Stellung wieder zurück  gebracht. Vorzugsweise greifen die Stifte 60 auf dem  gebogenen Bereich des Rohres an (vgl. Fig. 3 und 4).  



  Zur Sicherung des Rohres 15 gegen     Herausfallen     aus der Spannplatte sind die Riegel 64 vorgesehen, wel  che mittels der Schrauben 65 an der Grundplatte 17  befestigt und in den Schlitzen 66 hin und her bewegbar  sind, wobei der     Vorsprung    64a das Rohr 15 in seiner  Lage in der Nut 20 hält.  



  Die Spannplatten 14 sind mit einem Schaft 34 fest  verbunden, welcher jeweils in einen an einem Rahmen    35a starr befestigten Führungsrohr 35 hin und her be  wegbar geführt ist. Die Spannplatte 14 und ihr Schaft  34 ist mittels nicht gezeigter Organe im Führungsrohr  35 auf- und abwärts bewegbar, wobei die Spannplatte  14, wenn diese auf das Blech 16 abgelassen ist, vom  Schaft 34 gelöst werden kann: Der Schaft 34     ist    in       einem    an der Spannplatte 14 befestigten Ring 80 -an  geordnet und mit diesem durch einen Haltestift 81  lösbar verbunden. Der Schaft ist mit     einer    Nut 82  versehen, in welche ein im Führungsrohr 35 befestigter  Keil eingreift, um eine Drehung der Spannplatte wäh  rend ihrer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung zu ver  hindern.

   Nach Herausziehen des Stiftes 81 kann der  Schaft 34 ohne die Spannplatte 14 nach oben bewegt  werden, wobei die Spannplatte auf dem Blech auf der  Station B verbleibt.  



  Das Bindematerial wird auf das Blech aufgebracht,  bevor letzteres in die Montageeinheit eingelegt wird  und     in    einer Weise, welche vom verwendeten     Binde-          material    abhängt. Wenn das     Bindematerial    ein     Lötstrei-          fen    ist, wird die in Fig. 7 dargestellte Schablone 66  verwendet, welche genau die gleiche Grösse wie das  Blech hat und mit Schlitzen 67 versehen ist. Wenn die  Schablone auf das Blech aufgelegt wird, wobei die  Ränder beider Teile     miteinander    übereinstimmen, wer  den die Lötstreifen in die Schlitze 67 eingelegt.

   Die  Schlitze sind etwas grösser bemessen als die Lötstreifen,  so dass letztere leicht in die Schlitze     hineinpassen.    Die  Lötstreifen werden vorher mit einem     Flussmittel    über  zogen, welches bei Raumtemperatur     pastenförmig    und  klebrig ist und erst durch Erhitzen flüssig wird. Aus  diesem Grunde wird das     Flussmittel    erhitzt, noch be  vor es auf die beiden Seiten der     Lötstreifen    22 aufge  bracht wird.

   Wenn jetzt diese mit dem     Flussmittel    über  zogenen Streifen mit dem in der Schablone 66 vorge  sehenen Abstand auf das Blech 16 gelegt werden, kühlen  sie sich schnell -ab, so dass das     Flussmittel    wieder     pasten-          förmig    und klebrig wird, wodurch die     Lötstreifen    auf  dem Blech 16 haften und sich nicht aus ihrer Lage ver  schieben, wenn das Blech angehoben und zur Montage  station gebracht wird.  



  Wenn die Lötstreifen 22 lang sein müssen, be  dingt durch     die    Masse     und    die Form des Bleches, kön  nen Schwierigkeiten     -auftreten,    wenn die     Lötstreifen     nicht gerade sind und daher diese in die Schlitze 67  schwierig einzulegen sind. Um diesem Umstand     abzu-          helfen,    kann das Lötmittel durch ein Sieb aufgebracht  werden. In den     Fig.    8 und 9 ist ein Sieb dargestellt,  welches aus einem dünnen Blech 70 mit den gleichen  Massen wie das Blech 16 besteht, und an welchem     ein     Drahtsieb 71 befestigt ist. Im Blech 70 sind Schlitze 72  vorgesehen, durch welche das Bindemittel hindurch  treten kann.

   Das Sieb wird auf das Blech 16 gelegt,  wobei die Ränder beider Teile miteinander überein  stimmen, und danach eine Lötpaste durch die Maschen  des Siebes 71 gedrückt, welches durch die Schlitze 72       hindurchtreten    kann und sich in seiner richtigen Lage  auf dem Blech anlagern kann.  



  Wenn auf diese Weise das Bindematerial in seiner  richtigen Lage auf das Blech 16 aufgebracht und dafür  gesorgt ist, dass das Rohr mit Hilfe der Spannplatte 14       ebenfalls    in seiner richtigen Lage ist, ist es jetzt     ledig-          ]ich    notwendig, sicherzustellen, dass das Blech mit dem  darauf     befindlichen    Bindematerial lagerichtig in die  Montagestation eingebracht wird.  



  Zu diesem Zweck wird das Blech 16 mit Anschlag  ecken 36 versehen, mit welchen das Blech beim Ein-      legen gegen verschwenkbare Anschlagarme 30 gescho  ben wird, wodurch sich das Blech in     seiner    richtig ein  gestellten Lage befindet. Danach werden die Anschlag  arme 30 nach aussen verschwenkt und die Spannplatte  14 nach unten bewegt und auf das mit dem Bindema  terial 22 versehene Blech aufgelegt. Damit ist gewähr  leistet, dass sich das Rohr relativ zum Blech und zu den  Streifen des Bindematerials in seiner richtigen Lage be  findet.  



  Wenn ein Lötmittel aus 91 %     Zinn    und 9     %    Zink  mit einem Flussmittel verwendet wird, wie dies im  Hauptpatent beschrieben ist, wird das Verfahren eben  falls wie dort selbst beschrieben durchgeführt, mit dem  Unterschied, dass beide Stationen A und C auch     Heiz-          stationen    sind, in welchen die Untersätze 10 und 12 er  wärmt werden. Bei     Verwendung    der im Hauptpatent  beschriebenen Materialien erstarrt das Lötmittel in etwa  2 Minuten, wenn die Untersätze 10 oder 12 der Sta  tionen A oder C eine Temperatur von etwa l49  C  aufweisen.

   Nach dieser Zeit kann die     Montageeinheit     14 aus der Vorrichtung entnommen werden, nachdem  die Riegel 64 gelöst     wurden.     



  Alternativ zum Verfahren des Hauptpatents ist an  stelle eines     Lötmittels    in Form von Streifen oder Dräh  ten ein Bindematerial aus einem thermoplastischen  Kunstharz vorgesehen, welches bei einer Temperatur  von etwa 265  C oder niedriger weich wird, und sich  bei etwa 149  C oder niedriger verfestigt.  



  Die Anordnung der Vorrichtung nach Fig. 1 ist  wegen der damit     erzielbaren        Fertigungszeiten    von Vor  teil. Wenn sich nämlich eine Baueinheit in der Heiz  station B befindet, befindet sich die vorher erwärmte  Baueinheit in der Kühlstation C, während wieder eine  andere Einheit in der Station A vorbereitet wird. Wenn  sich das Band 13 nach rechts bewegt, wird die auf der  Station B erwärmte Baueinheit zum Abkühlen in die  Station C gebracht. Da der Kühlvorgang nur zwei  Minuten dauert, kann     anschliessend    eine neue Bauein  heit in der Station C vorbereitet werden, so dass bei der  Rückbewegung des Bandes nach links diese zuletzt vor  bereitete Baueinheit in die Heizstation B gelangt, wäh  rend die soeben erwärmte Baueinheit zur Kühlstation A  gebracht wird.

   Dies ergibt eine sehr leistungsfähige Vor  richtung.    <I>Beispiel</I>  Ein ebenes Aluminiumblech von 1 mm Dicke     wurde     mit einem Kupferrohr von 12,5 mm Innendurchmesser  und einer Wandstärke von 0,7 mm verbunden. Das Ge  wicht der Spannplatte übte auf das Blech 16 einen  durchschnittlichen Druck von etwa 9,84 g/cm2 aus. Der  Untersatz 11 der Heizstation wurde auf eine Tempera  tur von etwa 265  C erwärmt. Diese Temperatur liegt  über dem Erweichungspunkt des Bindematerials, je  doch unterhalb des Schmelzpunktes des     Bleches    und des  Rohres.     Vorzugsweise    wurde der Druck auf etwa  46 g/cm2 erhöht, indem zusätzliche Gewichte auf die  Spannplatte aufgelegt wurden.

   Bei Verwendung eines  Lötmittels mit 91 % Zinn und 9 % Zink, wurde die  Einheit auf der Heizstation B etwa 3 Minuten gehalten.  Hierbei lagerte sich das Bindematerial streifenförmig  zu beiden Seiten des Rohres und zwischen diesem und  dem Blech an, was mit 22 in Fig. 6 dargestellt ist.  Nach etwa 3 Minuten ist die Baueinheit auf eine der  Stationen A oder C zum Abkühlen gebracht und wäh  rend etwa 2 Minuten auf einem der auf etwa 149  C  erwärmten Untersätzen 10 oder 12 abgekühlt worden.    Danach wurde die Baueinheit aus der Vorrichtung ent  nommen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Befestigung eines länglichen metalli schen Gegenstandes auf der einen Seite eines flachen Bleches, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Auflegen eines aus Bindematerial bestehenden Streifens, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als derje nige des Bleches und des Gegenstandes, auf jene Stelle des Bleches, wo der Gegenstand befestigt werden soll; b) Auflegen des Gegenstandes in der gewünschten Lage auf die Befestigungsstelle, wobei der Gegenstand den Streifen berührt; c) Festspannen des Bleches unter einem gleich mässigen Druck auf annähernd seiner ganzen, vom Ge genstand nicht bedeckten Fläche;

   d) gegenseitiges Festhalten des Gegenstandes, des Bleches und des Streifens unter fortwährender Druck ausübung auf den Gegenstand und gleichzeitigem Er hitzen des Gegenstandes, des Bleches und des Strei fens auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Streifens, aber unterhalb des Schmelzpunktes des Ble- ches und des Gegenstandes; und e) Abkühlen des aus dem Blech, dem Gegenstand und dem Streifen hergestellten Produktes auf eine nur wenig unterhalb der Erstarrungstemperatur des Strei fens liegende Temperatur, bis der Gegenstand fest mit dem Blech verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bindematerial ein Kunstharz- Kleber ist. 2. Verfahren mach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bindematerial ein Flussmittel ent haltendes Lötmaterial ist. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das ein Flussmittel enthaltende Löt- material über ein Sieb auf das Blech aufgebracht wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der genannte Gegenstand ein Rohr ist. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter- anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech aus Aluminium besteht und der Gegenstand ein Kupfer rohr ist. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Heiztemperatur etwa 265 C und die Kühltemperatur etwa 149 C beträgt. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Aufheizung während etwa 3 Mi nuten unter einem Andruck von etwa 46 g/cm2 erfolgt.

   PATENTANSPRUCH Il Vorrichtung nach Patentanspruch II des Haupt patents zur Durchführung des Verfahrens nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspann- einrichtung (14) mittels mit dieser in lösbarer Verbin dung stehender Bewegungsorgane (34, 35, 35a, 80, 81, 83) anhebbar und absenkbar ist. UNTERANSPRÜCHE B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspanneinrichtung (14) aus folgenden Teilen besteht: a) einer bei der Arbeitstemperatur von etwa 265 C starren metallischen Grundplatte (17), deren Länge und Breite mindestens gleich dem zu verarbeitenden Blech stück (16) ist. b) einem Block (19) aus einem nichtmetallischen Material mit bei der genannten Arbeitstemperatur guter mechanischer Beanspruchbarkeit und relativ niedriger Wärmeleitfähigkeit, wobei der Block (19) mindestens gleich lang und gleich breit wie die genannte Grund platte (17)

   und an der Unterseite der letztern befestigt ist, und ferner auf jener Unterseite eine zur Aufnahme des genannten länglichen Gegenstandes geformte Nut (20) enthält, deren Tiefe grösser ist als der Durchmesser des genannten Gegenstandes, und c) ein in der genannten Nut (20) eingesetztes Druck organ (21) aus einem bei der genannten Arbeitstempe ratur zuverlässig federnden Material, welches Druck organ auf den in der Nut befindlichen länglichen Ge genstand einwirkt und diesen gegen die Unterseite der Aufspanneinrichtung drängt.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das Druckorgan (21) ein nachgiebiges Polster bildet, das sich über einen Weg zusammen- drücken lässt, der grösser ist -als die Differenz zwischen der Tiefe der genannten Nut (20) und dem Durch messer des länglichen Gegenstandes. 10.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 8, gekennzeich net durch Einrichtorgane (60, 61, 62, 63) zum lage richtigen Festhalten des länglichen Gegenstandes (15) in der Nut (20) und wegnehmbare Halteorgane (64, 64a, 65) zum Fixieren des genannten Gegenstandes in der Nute während der Zeit, in der das mit dem Gegenstand zu verbindende Blech ausgerichtet wird. 11.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (20) zur Aufnahme eines kongruent geformten länglichen Gegenstandes einen si- nuslinienförmigen Verlauf aufweist, wobei die Einricht- organe Stifte (60) enthalten, die auf konvexen Ab schnitten der Nut (20) in diese hineinragen und von Druckorganen (61) gegen den genannten Gegenstand gedrückt werden.