DE102004040311B4

DE102004040311B4 - Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial

Info

Publication number: DE102004040311B4
Application number: DE102004040311A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. Gentsch; Georg Dipl.-Ing. Ptaschek
Original assignee: Umicore AG and Co KG; ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH
Current assignee: ABB Technology AG; Umicore AG and Co KG
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: JP2008509817A; CN101119815A; US8227066B2; HK1112209A1; KR20070083490A; EP1799376B1; DE602005013258D1; ATE424948T1; CN101119815B; DE102004040311A1; WO2006018313A1; JP4996465B2; EP1799376A1; US20080282501A1; KR101307173B1

Abstract

Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial mit mindestens einer Verbindungsstelle, an der der Ring geschlossen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Es ist bekannt Ringscheiben herzustellen, in dem die gewünschte Form aus einem breiten Blech herausgestanzt wird. Bei diesem Stanzverfahren wird jedoch nur ein geringer Teil des eingesetzten Blechs zu Ringscheiben verarbeitet. So werden bei industriell üblichen Verfahren i.d.R. nur zwischen 10% und 40% des eingesetzten Bleches tatsächlich zu Ringscheiben verarbeitet. Der Rest verbleibt als Abfall und muss vor einer möglichen Wiederverwertung mit hohem Aufwand und Kosten erneut zu Blech aufgearbeitet werden. Deshalb sind Verfahren erwünscht, bei denen ein größerer Teil des eingesetzten Materials zu den Ringscheiben verarbeitet wird.

Patentschrift DD 337 betrifft eine aus einer Mehrzahl von Ringen bestehende Kolbenringdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelringe als ebene Scheiben aufeinander geschichtet und aus in spanloser Verformung profiliertem weichen Ausgangsmaterial durch Hochkantwickeln hergestellt sind.

Eine Ringscheibe, die gebogen wurde, deren Verbindungsstelle aber nicht verbunden ist, ist nachteilig. Da die Verbindungsstelle nicht verbunden ist, können sich die beiden Enden des Bandmaterials an der Verbindungsstelle während der Herstellung, der Lagerung oder der Anwendung voneinander entfernen, so dass die Ringscheibe nicht mehr eben ist. Zu dem sind solche Ringscheiben nachteilig, da die offene Verbindungsstelle sich mit anderen Ringscheiben, den verwendeten Vorrichtungen, Aufbewahrungsbehältern und dergleichen verhaken kann, und anschließend die verhakte Ringscheibe mühsam per Hand wieder abgelöst werden muss.

Es sind daher Ringscheiben erwünscht, die während der Herstellung, der Lagerung oder der Anwendung eben bleiben. Zudem sind Ringscheiben erwünscht, die sich nicht mit anderen Ringscheiben, den verwendeten Vorrichtungen, Aufbewahrungsbehältern und dergleichen verhaken und anschließend mühsam per Hand wieder abgelöst werden müssen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial mit mindestens einer Verbindungsstelle, an der der Ring geschlossen ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Ringscheibe, umfassend die Schritte:

(a) Bereitstellen eines Bandmaterials;
(b) Biegen des Bandmaterials zu einer Ringscheibe;
(c) Durchtrennen des Bandmaterials, so dass eine Ringscheibe mit einer Verbindungsstelle, an der der Ring offen ist, bereitgestellt wird;
(d) Schließen der Verbindungsstelle, so dass eine Ringscheibe mit einer Verbindungsstelle, an der der Ring geschlossen ist, bereitgestellt wird.

Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Ringscheibe, umfassend die Schritte:

(i) Bereitstellen eines Bandmaterials;
(ii) Biegen des Bandmaterials zu einem ersten Teil einer Ringscheibe;
(iii) Durchtrennen des Bandmaterials, so dass ein erstes Teil einer Ringscheibe bereitgestellt wird;
(iv) mindestens einmaliges Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii), so dass mindestens ein weiteres Teil der Ringscheibe bereitgestellt wird; und
(v) Verbinden des ersten und der weiteren Teile der Ringscheibe, so dass eine Ringscheibe mit mindestens zwei Verbindungsstellen, an die der Ring geschlossen ist, bereitgestellt wird.

1 zeigt erfindungsgemäße Ringscheiben mit ein, zwei bzw. drei Verbindungsstellen.
2 zeigt eine mögliche Vorrichtung zum Biegen des Bandmaterials.
3 zeigt eine weitere mögliche Vorrichtung zum Biegen des Bandmaterials.
4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Biegen des Bandmaterials.
5 zeigt noch eine weitere mögliche Vorrichtung zum Biegen des Bandmaterials.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Ringscheibe.
Erfindungsgemäße Ringscheiben sind in 1 gezeigt. In 1A weist die Ringscheibe 11 eine Verbindungsstelle 12 auf. Die Ringscheibe ist durch einen Innendurchmesser 13, einen Außendurchmesser 14 und eine Stegbreite 15 gekennzeichnet. In 1B ist eine weitere erfindungsgemäße Ringscheibe mit zwei Verbindungsstellen gezeigt. Obwohl in der 1B der erste Teil der Ringscheibe 16 und der zweite Teil der Ringscheibe 17 beide gleich groß dargestellt sind, ist dies lediglich bevorzugt. Es ist ebenfalls möglich die Ringscheibe aus unterschiedlich großen Teilen zusammenzufügen. In 1C ist eine erfindungsgemäße Ringscheibe mit drei Verbindungsstellen gezeigt.
Die erfindungsgemäßen Ringscheiben weisen mindestens eine Verbindungsstelle auf. Die Zahl der Verbindungsstellen ist nicht besonders begrenzt und beträgt im Allgemeinen ein bis vier Verbindungsstellen. Besonders bevorzugt sind Ringscheiben mit zwei bis vier Verbindungsstellen, stärker bevorzugt mit zwei Verbindungsstellen, da beim Biegen von Teilen von Ringscheiben eine geringere Neigung zu Wölbungen und Falten besteht als beim Biegen von ganzen Ringscheiben, die nur eine Verbindungsstelle erfordern.
Das Bandmaterial kann aus jedem beliebigen Material bestehen, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Ringscheibe geformt werden kann. Bevorzugt umfasst das Bandmaterial ein Metall oder eine metallische Legierung wie beispielsweise Lotmaterial, Eisen oder Stähle. In Hinblick auf die Dehnbarkeit des Bandmaterials werden bevorzugt Bandmaterialien mit einer Vickers-Härte von höchstens HV1 170, stärker bevorzugt von HV1 100 bis HV1 150, verwendet. Die Vickers-Härte kann nach DIN 50133 gemessen werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Bandmaterial aus Lotmaterial, insbesondere aus einem Hartlotmaterial. Hartlotmaterialien sind bspw. Lotmaterialien, die einen Schmelzpunkt von mindestens 450°C aufweisen. Sie können eingesetzt werden, um hochvakuumdichte Verbindungen bspw. bei Vakuumschaltröhren herzustellen. Diese Lötverbindungen sind hochbelastbar und können Hochvakuumdichtigkeit von 10^–7 mbar über mindestens 20 Jahre gewährleisten. Als Beispiele für ein Hartlotmaterial können Hartlotlegierungen auf Silber-Kupfer-Basis (wie Ag₇₂Cu₂₈ und Ag_69,7Cu₂₈Ge₂Co_0,3) und Silber-Kupfer-Palladium-Basis (wie Ag_68,4Cu_26,6Pd₅, Ag₆₅Cu₂₀Pd₁₅ und Ag₅₄Cu₂₁Pd₂₅ genannt werden.
Das bereitgestellte Bandmaterial wird zu einer Ringscheibe oder einem Teil einer Ringscheibe gebogen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bandmaterial 21, wie in 2 gezeigt, hochkant um einen Stab 22 gewickelt. Der Durchmesser des Stabes sollte dabei im Wesentlichen dem Innendurchmesser der gewünschten Ringscheibe entsprechen. Der Durchmesser des Stabes ist nicht besonders beschränkt und beträgt typischerweise 25 mm bis 290 mm, bevorzugt 40 mm bis 140 mm.
Um zu verhindern, dass die Ringscheibe oder der Teil der Ringscheibe beim Biegen nicht eben wird, da sich das Bandmaterial 21 beispielsweise wölbt oder sich Falten bilden, kann das Bandmaterial 21 während des Biegevorgangs z.B. auf eine auf dem Stab 22 angebrachte Platte 23 anliegen. Das Anliegen kann, falls erforderlich, auf verschiedene Arten unterstützt werden. Zum Beispiel wäre es möglich das Bandmaterial 21 in einem geeigneten Winkel zuzuführen, so dass es anliegt oder es kann, wie in 3 gezeigt, eine Andrückwalze 34 oder eine andere entsprechende Vorrichtung verwendet werden. Eine weitere mögliche Bandführung ist in 4 dargestellt. Hierbei wird das Bandmaterial 41 zwischen zwei Kreisscheiben 43 und 45 geführt, die an dem Stab 42 befestigt sind. Gegebenenfalls kann die Führung des Bandes auch durch eine Wesentlichen dem Innendurchmesser der gewünschten Ringscheibe entsprechen. Der Durchmesser des Stabes ist nicht besonders beschränkt und beträgt typischerweise 25 mm bis 290 mm, bevorzugt 40 mm bis 140 mm.
Um zu verhindern, dass die Ringscheibe oder der Teil der Ringscheibe beim Biegen nicht eben wird, da sich das Bandmaterial 21 beispielsweise wölbt oder sich Falten bilden, kann das Bandmaterial 21 während des Biegevorgangs z.B. auf eine auf dem Stab 22 angebrachte Platte 23 anliegen. Das Anliegen kann, falls erforderlich, auf verschiedene Arten unterstützt werden. Zum Beispiel wäre es möglich das Bandmaterial 21 in einem geeigneten Winkel zuzuführen, so dass es anliegt oder es kann, wie in 3 gezeigt, eine Andrückwalze 34 oder eine andere entsprechende Vorrichtung verwendet werden. Eine weitere mögliche Bandführung ist in 4 dargestellt. Hierbei wird das Bandmaterial 41 zwischen zwei Kreisscheiben 43 und 45 geführt, die an dem Stab 42 befestigt sind. Gegebenenfalls kann die Führung des Bandes auch durch eine nicht an den Stab angebrachte Platte oder eine von dem Stab getrennte Vorrichtung erfolgen. Auch in dieser Ausführungsform kann die Planarität der Ringscheibe durch entsprechende weitere Maßnahmen oder Vorrichtungen unterstützt werden.
5 zeigt eine weitere Vorrichtung zum Biegen des Bandmaterials. Das Bandmaterial 51 wird mittels einer Führung 52 so zugeführt, dass es in einer Vertiefung 57 einer unteren Platte 56 geführt wird. Eine obere Platte 53, die drehbar um einen Stab 54 gelagert ist, führt das Bandmaterial mit.
Es ist möglich, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren Ringscheiben erhalten werden, die leichte Wölbungen quer zur Stegbreite aufweisen (6). Diese Wölbungen beeinflussen den Gebrauch der Ringscheiben, vor allem beim Einsatz als Lotmaterial, nicht negativ.
Nach dem Biegen der Ringscheibe oder des ersten Teils der Ringscheibe wird das Bandmaterial durchgetrennt. Bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Ringscheibe aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird, werden anschließend die vorstehend beschriebenen Schritte (i), (ii) und (iii) wiederholt, wobei ein oder mehrere weitere Teile der Ringscheibe bereitgestellt werden, die sich zu einer vollständigen Ringscheibe zusammenfügen lassen.
In einem letzten Verfahrensschritt wird die Verbindungsstelle bzw. werden die Verbindungsstellen der Ringscheibe verbunden, so dass eine vollständige Ringscheibe bereitgestellt wird. Die Verfahren zum Verbinden der Verbindungsstellen sind nicht besonders beschränkt. Im Allgemeinen wird das Verfahren zum Verbinden der Verbindungsstellen in Abhängigkeit von dem verwendeten Bandmaterial geeignet ausgewählt. Als mögliche Verfahren lassen sich Löten und Schweißen, insbesondere Widerstandsschweißen und Laserschweißen, nennen.

Claims

Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial mit mindestens einer Verbindungsstelle, an der der Ring geschlossen ist.
Ringscheibe nach Anspruch 1, wobei die Ringscheibe zwei Verbindungsstellen aufweist, an die der Ring geschlossen ist.
Ringscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bandmaterial ein Metall oder eine metallische Legierung umfasst.
Ringscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bandmaterial eine Vickers-Härte von bis zu HV1 170 aufweist.
Ringscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bandmaterial ein Lotmaterial ist.
Ringscheibe nach Anspruch 5, wobei das Lotmaterial ein Hartlotmaterial ist.
Ringscheibe nach Anspruch 6, wobei das Hartlotmaterial aus Hartlotlegierungen auf Silber-Kupfer-Basis und Silber-Kupfer-Palladium-Basis ausgewählt ist.
Ringscheibe nach Anspruch 7, wobei das Hartlotmaterial aus Ag₇₂Cu₂₈, Ag_69,7Cu₂₈Ge₂Co_0,3, Ag_68,4Cu_26,6Pd₅, Ag₆₅Cu₂₀Pd₁₅ und Ag₅₄Cu₂₁Pd₂₅ ausgewählt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Ringscheibe, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines Bandmaterials; (b) Biegen des Bandmaterials zu einer Ringscheibe; (c) Durchtrennen des Bandmaterials, so dass eine Ringscheibe mit einer Verbindungsstelle, an der der Ring offen ist, bereitgestellt wird; (d) Schließen der Verbindungsstelle, so dass eine Ringscheibe mit einer Verbindungsstelle, an der der Ring geschlossen ist, bereitgestellt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Ringscheibe, umfassend die Schritte: (i) Bereitstellen eines Bandmaterials; (ii) Biegen des Bandmaterials zu einem ersten Teil einer Ringscheibe; (iii) Durchtrennen des Bandmaterials, so dass ein erstes Teil einer Ringscheibe bereitgestellt wird; (iv) mindestens einmaliges Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii), so dass mindestens ein weiteres Teil der Ringscheibe bereitgestellt wird; und (v) Verbinden des ersten und der weiteren Teile der Ringscheibe, so dass eine Ringscheibe mit mindestens zwei Verbindungsstellen, an die der Ring geschlossen ist, bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste Teil der Ringscheibe und das mindestens eine weitere Teil der Ringscheibe jeweils halbe Ringscheiben sind.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Verbindungsstelle durch Löten oder Schweißen verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Schweißen aus Widerstandsschweißen und Laserschweißen ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Bandmaterial eine Breite von 0,5 bis 15 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Biegen des Bandmaterials zu einer Ringscheibe bzw. einem Teil einer Ringscheibe durchgeführt wird, in dem das Bandmaterial hochkant um einen Stab gewickelt wird.